Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板的焊接.doc

Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板的焊接摘要 通過對Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板焊接工藝評定、焊接工藝編制、焊工培訓(xùn)、焊接質(zhì)量檢驗、酸洗鈍化處理等環(huán)節(jié)的試驗和實施，解決了Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板焊接技術(shù)和與此相關(guān)的一些生產(chǎn)技術(shù)難題，完成了脫硫除油凈化塔的焊接施工。關(guān)鍵詞： 復(fù)合鋼板；焊接工藝；焊接工藝評定正文我廠施工的松南氣田10億方天然氣產(chǎn)能建設(shè)地面工程中的2臺脫硫除油凈化塔材質(zhì)為Q345R+0Cr18Ni9 =（32+3）mm復(fù)合鋼板。經(jīng)試驗，較好地解決了Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板焊接技術(shù)和相關(guān)的一些生產(chǎn)技術(shù)難題，完成了脫硫除油凈化塔的焊接施工。1 技術(shù)方案1.1 焊接工藝評定根據(jù)GB150-1998(鋼制壓力容器的規(guī)定，選用Q345R+0Cr18Ni9 =（32+3）mm復(fù)合鋼板進行焊接工藝評定。參照的主要標準是JB47082000鋼制壓力容器焊接工藝評定、JB/T 4709-2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程。1.1.1 焊接方法的選擇基層采用焊條電弧焊+埋弧自動焊，過渡層和覆層采用焊條電弧焊。1.1.2 坡口形式的設(shè)計為了保證了Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板原有的綜合性能，應(yīng)對基層、過渡層和覆層分別進行焊接。坡口形式如圖l所示。圖1 坡口形式1.1.3焊接工藝參數(shù)焊接材料的選擇及焊接工藝參數(shù)見表2。在確定Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板焊接工藝參數(shù)時，應(yīng)注意以下幾點：(1)遵循先焊基層，再焊過渡層，最后焊覆層的焊接順序。(2)過渡層焊接應(yīng)采用小直徑焊條，并采用小參數(shù)反極性進行直道焊，以降低基層對過渡層焊縫的稀釋作用。表2 焊接工藝參數(shù)焊接層次焊接方法焊接材料電源極性焊接電流焊接電壓焊接速度基 層SAWH10MnSi4.0+HJ431反530580 A3639 V2530m/h基 層SMAWE50153.2反90120 A2216 V1.02.0 mm /sE50154.0反110140 A2216 V1.53.0 mm /s過渡層SMAWA3023.2反80110 A1821 V1.02.0 mm /s覆 層SMAWA1023.2反80110 A1821 V1.02.0 mm /s1.1.4 焊接工藝評定結(jié)果焊接完畢，經(jīng)100X射線探傷檢查，合格后進行了拉伸、彎曲、沖擊。(1) 力學(xué)性能檢測：力學(xué)性能檢測結(jié)果見表3。表3 力學(xué)性能檢測結(jié)果1.2 焊接施工按焊接工藝評定確定的焊接工藝參數(shù)，選用培訓(xùn)合格的焊工進行焊接施工，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施。1.2.1 基層的焊接用焊條E50153.2打底, 打底時一定要控制焊接線能量，打底焊道不得觸及和熔化復(fù)層金屬；打底完成后用焊條E50154.0填充一遍，然后用埋弧自動焊填充并蓋面。1.2.2 過渡層的焊接 過渡層即基層距復(fù)合界面2mm和復(fù)層距復(fù)合界面1mm之間部分。過渡層焊接時，在保證熔合良好的前提下，盡量減少基材金屬的熔入量，即降低熔化比。為此，應(yīng)采用較小直徑的焊條或焊絲及較小的焊接線能量，多焊道焊接。1.2.3 復(fù)層的焊接 焊接復(fù)層前，必須將過渡層焊縫表面和坡口邊緣清理干凈。 復(fù)層焊縫表面應(yīng)盡可能與復(fù)材表面保證平整光滑。對接焊縫的余高應(yīng)不大于1.5mm。注意事項：(1)嚴格按照圖紙、焊接工藝和相關(guān)標準施焊。(2)筒體組對以覆層為基準，防止覆層錯邊量超標。要求縱縫錯邊量不大于1 mm，環(huán)縫錯邊量不大于15 mm。(3)施焊前，在坡口內(nèi)及兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)刷涂防飛濺涂料。(4)定位焊縫僅允許在基層金屬面上采用焊接基層金屬時的電焊條施焊。1.3 焊接檢驗在基層焊接完畢之后，過渡層與覆層焊接之前，對基層進行射線探傷檢查。發(fā)現(xiàn)超標缺陷，立即進行返修。返修完畢并經(jīng)射線探傷檢查合格后，將覆層側(cè)的基層焊縫表面打磨平整，再經(jīng)過100滲透探傷檢查合格后，方可焊接過渡層和覆層。過渡層和覆層焊接完畢后，再進行100滲透探傷檢查。1.4焊后熱處理為避開奧氏體不銹鋼的敏化溫度區(qū)間(580620)，熱處理溫度為55020，保溫時間不少于1.44h。焊后熱處理應(yīng)在基層焊接結(jié)束之后、過渡層與覆層焊接之前進行。1.5 酸洗- 鈍化處理按照圖紙要求，采取酸洗鈍化一次處理的方法，取得了良好的酸洗- 鈍化效果。2 Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板焊接總結(jié)2.1焊接難點及解決方案（1）焊接基層時，由于板厚較大，焊接接頭承受有較大的拘束應(yīng)力；在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)易產(chǎn)生馬氏體淬硬組織，使焊接接頭硬度和脆性增加，韌性和塑性顯著降低。這些因素都會導(dǎo)致焊接裂紋的產(chǎn)生。為了有效預(yù)防焊接裂紋的產(chǎn)生，可采取的措施有：選用低氫型焊條；焊條使用前按要求進行烘干；仔細清理坡口表面水、油、銹等雜質(zhì)；選擇合理的焊接工藝參數(shù)，如焊前預(yù)熱、焊后緩冷、采取多層多道焊、控制層間溫度等；焊后熱處理，以去除氫、消除內(nèi)應(yīng)力和改善接頭組織韌性；選擇合理的施焊順序，以減小焊接應(yīng)力等。（2）在用不銹鋼焊條(A102)焊接復(fù)層時，易熔化基層，使焊縫金屬成分稀釋，從而降低焊縫金屬的塑性及耐蝕性,熔合區(qū)的脆性明顯增加。因此，焊接復(fù)層時，一定要控制焊接線能量，采用多層多道焊，以減小焊接熔深。（3）在用奧氏體鋼焊條(A302)焊接過渡層時，焊縫易產(chǎn)生熱裂紋。同時，過渡區(qū)會發(fā)生碳的遷移過程:即碳由低鉻的基層向高鉻的不銹鋼熔敷金屬轉(zhuǎn)移,困此，基層和復(fù)層的交界處形成高硬度的增碳層和低硬度的脫碳層,引起熔合區(qū)的脆化(或軟化),持久強度降低，易產(chǎn)生疲勞裂紋。宜采用小直徑焊條，快速多道焊，必要時可采用澆冷水的方法以加速冷卻，阻止脫碳層的形成，使焊接接頭具有高的強度和韌性。2.2 錯邊量的控制對復(fù)合鋼板錯邊量的控制要求比普通碳鋼或低合金鋼嚴格得多，錯邊量不超標，是保證其強度和耐蝕性能的一個關(guān)鍵因素。為此，采取以下措施：(1)一般可先加工好封頭，再根據(jù)封頭的實際中徑來確定筒體的展開尺寸，據(jù)文獻1筒體展開長度應(yīng)按下式計算：L=（Di+2Yh）s1（+2）-2s2 + k0s222/（2R）其中Yh = k0s22/R + 2s1式中Di為封頭實測內(nèi)徑，Yh為封頭中性層離內(nèi)壁的距離，為復(fù)合板的總厚度，2為復(fù)層厚度，R為中性層的曲率半徑，k0為復(fù)層強化系數(shù)，對0Cr18Ni9取 k0=360；s1, s2分別為基層和復(fù)層的屈服極限。(2)保證筒節(jié)滾圓質(zhì)量，控制好圓度。(3) 筒體組對時以覆層為基準，確保錯邊量不超標。(4)封頭與筒體組對，首先保證各自的圓度，再以封頭周長匹配筒體周長，保證封頭與筒體的組對質(zhì)量。3 結(jié) 論通過焊接工藝評定驗證了既定的焊接工