不銹鋼材質(zhì)的焊接工藝措施在尕斯聯(lián)合站的應用及效果分析復習進程

1、不銹鋼材質(zhì)的焊接工藝措施在尕斯聯(lián)合站 的應用及效果分析2004年 9 月青海石油第 22 卷第 3 期 不銹鋼材質(zhì)的焊接工藝措施在尕斯聯(lián)合站 的應用及效果分析 芮黑強 '周曉林(青海油田分公司采油一廠 ) 摘要通過焊接工藝性能對比試驗 ,總結(jié)出了避免不銹鋼材質(zhì)在手工電弧焊焊接時 易產(chǎn)生裂紋和焊縫剝離現(xiàn)象的工藝措施 .保證設備管網(wǎng)的焊接質(zhì)量經(jīng)實踐證明在尕斯 聯(lián)合站 .油區(qū),氣區(qū)裝置安裝 ,修補 ,堆焊及焊接都得到了實踐及應用 ,并取得了良好的效果 . 主題詞不銹鋼材質(zhì) (oCrl8Ni9Ti 和 ICrl8Ni9Ti) 不銹鋼管材和板材手工電弧焊條 奧102.奧122和奧132的修補，堆

2、焊及焊接在現(xiàn)場中的應用I, 前言隨著青海油田的不斷發(fā)展和采油一廠尕斯聯(lián)合站的設備,管網(wǎng)的不斷更新和改造不銹鋼設備及管材在尕斯聯(lián)合站的應用越來越廣,其中油區(qū)的不銹鋼換熱器芯子 ,南區(qū)的螺旋管式換熱器 ,氣區(qū)的進口負壓機 ,裝置區(qū)的高速泵 ,輕烴流量計和膨脹機都是尕斯聯(lián) 合站的主要設備 ,要求其具有良好的耐腐蝕性能和耐高溫及耐低溫性能.由于在工作狀態(tài)下受有害介質(zhì)的危害 ,常發(fā)生焊縫裂紋及焊縫剝離現(xiàn)象 ,對其進行修補和堆焊時采用的是奧 氏體不銹鋼焊條 ,這種焊條的各種性能和母材具備的各種性能略有不同.從而使焊縫金屬淬硬傾向性相應增大 ,焊縫金屬的硬度增加 ,塑性降低 ,焊縫金屬易產(chǎn)生裂紋和剝離現(xiàn)象

3、,直接 影響設備的焊接質(zhì)量 .針對這種情況 ,經(jīng)過反復的試驗對比 ,最后經(jīng)過焊前預熱和焊后熱 處理的工藝措施 ,從而圓滿地解決了這一難題 ,滿足了生產(chǎn)正常運行的需求 .2, 材料(1)母材oCrl8Ni9Ti和1Crl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼管材和板材，規(guī)格是f20 x 3mm和f60X 4mm的管材和厚度為 8mm 的板材.奧氏體不銹鋼在焊接過程中最容易產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象,從而產(chǎn)生脆'芮黑強.男,電焊技師 ,現(xiàn)采油一廠尕斯聯(lián)合站工作 .通訊地址 .青海省花土溝鎮(zhèn)郵 編 :816400第 22 卷第 3 期芮黑強 :不銹鋼材質(zhì)的焊接工藝措施在尕斷聯(lián)合站的應用及效果分析 89斷,所以在手工電弧

4、焊時 ,如何控制貧鉻現(xiàn)象的產(chǎn)生是整個焊接過程的關健 .1) 貧鉻現(xiàn)象的產(chǎn)生 :貧鉻區(qū)產(chǎn)生的原因是由于溫度升高時 ,碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的 擴散速度大于鉻的擴散速度 ,因此多余的碳會不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散,與鉻化合,在晶間形成碳化鉻的化合物 .由于鉻的擴散速度較小 ,來不及向晶界擴散 ,所以在晶間 所形成的碳化鉻所需要的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部,而是來自晶界附近 ,結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大大減少，當晶界的含鉻量小于12%8ff就形成了貧鉻現(xiàn)象.2) 控制貧鉻現(xiàn)象的發(fā)生的方法是 : 在焊后將焊接接頭加熱到10501150 C ,此時碳就重新熔人奧氏體組織. 將焊接接頭加熱至850一 900

5、E保溫2小時，使奧氏體晶粒內(nèi)部的鉻有充分時間擴散到晶界 ,使晶界的鉻含量回復到 12%（2）焊材焊接材料主要選用奧102,奧122和奧132電弧焊條,規(guī)格是f3.2mm,長度350mm,其丿、性能是含碳量中高 ,焊層淬硬傾向大 ,堆焊層的金屬硬度大 ,塑性低,焊縫金屬易出 現(xiàn)裂紋及剝離現(xiàn)象 .A102,A122,A132 焊條主要性能及化學成分序號機械性能化學成分 （%）抗拉強度（mpa/mm）延伸率（）碳鉻鎳AIO2>55>3 O<O.O8l8. 218 IIAI22>55>25<O.O82o. 247IOA

6、I32>55>25<O.O8l8.2l8 II3, 主要設備焊接設備采用 ZX7-400S 型逆變電源 ,陡降外特性 .由于奧氏體不銹鋼焊條焊芯的電阻大,焊接時用交流電源比用直流電源更容易發(fā)紅 ,發(fā)熱,焊接停頓時焊藥容易脫落 , 所以應采用逆變電源焊接 .焊接過程中應配備加熱器 （可用氧乙炔氣焊代替 ）用做焊接熱 處理工藝措施使用 .焊接工藝規(guī)范參數(shù)表焊條直徑衄焊接電流A電弧電壓V焊接速度厘米/分3.2IO522 2528 左右熱處理工藝參數(shù)預熱溫度C焊后熱處理溫度C30o 一 500I050 一?II5O青海石油 2004年 9月4, 焊接工藝性能試

7、驗 我們做了四組在不同條件下的焊接工藝對比試驗 .如下表 : 序號焊前預熱焊后熱處理裂紋剝離l 不不存在存在2 不熱存在存在3 預不存在未見4預執(zhí)未見未見從焊接工藝性能對比試驗的結(jié)果可以看到 ,焊接不銹鋼工件時 ,在采用焊前預熱和 焊后熱處理的工藝措施下 ,焊縫金屬的裂紋和焊縫剝離現(xiàn)象均未發(fā)生 ,由此可以這樣認 為,只要 采取合適的焊前預熱和焊后熱處理工藝措施就能保證焊接質(zhì)量和滿足焊接要求 . 5,操作過程1, 先將所要補焊或焊接的部位清理干凈清除油，銹，水等污漬便十操作做好防火 準備.2, 將所要焊接的工件用加熱器或用氧乙炔焊加熱至 300 5oOC之間恒溫20分鐘 左右,方可開始焊接 .3

8、, 焊前先將焊條用150200E的溫度烘干I小時，放人保溫桶保溫，以防回潮.4, 為了防止在焊接過程中其它雜質(zhì)混人焊縫，焊接時必須把焊縫兩側(cè)20 一 30mm 的范圍內(nèi)擦洗干凈 ,涂上石灰粉 ,防止焊渣飛濺燒傷金屬表面 .6, 焊接工藝I,由于奧氏體不銹鋼的膨脹系數(shù)非常大，冷卻速度較為緩慢，所以焊后工件變形大， 電阻率高,焊接時易發(fā)紅 ,發(fā)熱,所以焊接時一定要采用合理的焊接順序和正確焊接 規(guī)范,必要時還可采用剛性固定 ,采用小電流點焊焊接 ,以縮小熱效應區(qū) ,最好采用對稱點焊,減小變形.為防止焊接裂紋 ,剝落及熱變形現(xiàn)象的發(fā)生 ,焊接時用快速窄焊道 ,手要穩(wěn) ,焊 條盡可能不做橫向擺動 .2,

9、不要隨便在焊件上引弧 ,以防止產(chǎn)生弧痕 ,降低耐腐蝕能力 .正式焊接時應設置引 弧板 ,在焊縫收尾處也應設置滅弧板 ,以保證良好的焊接質(zhì)量及防腐效果 . 3,采用多層焊 .根據(jù)工件所承受的工作壓力及施工要求來決定 ,中壓可采用三層 ,高 壓或超高壓可采用四到五層 .層間溫度要速冷 ,一道焊縫后都要徹底清除熔渣 ,并 仔細檢查有無缺陷.第一道焊縫冷卻到60 C以下時，處理好缺陷后方可進行第二道焊縫的 焊接.第二道焊縫應疊壓在前一道焊縫的邊緣 ,以此類推 .從而使焊縫得到了比較平滑的過渡 堆焊層第22卷第 3期芮黑強 :不銹鋼材質(zhì)的焊接工藝措施在尕斯聯(lián)合站的應用及效果分 析 91的高度應保持在相應

10、的焊接施工范圍內(nèi) .7, 焊后熱處理將焊接工件焊縫加熱至10501150 C之間,然后快速冷卻 .方法:可用冷水直接噴到所焊的工件焊縫上 ,以達到快速冷卻的目的 ,從而使焊縫金屬的淬硬組織得到改善 , 防止焊接材料及母材中碳的集中 ,也防止了奧氏體不銹鋼 晶界鉻含量的降低 ,從而減少裂紋及焊縫剝離的產(chǎn)生 ,同 時提高焊縫的抗拉強度和韌性 .8, 焊接檢驗及生產(chǎn)運行中的效果焊后檢驗不可少 .通過此工藝措施焊接的不銹鋼材質(zhì) 的焊縫均未出現(xiàn)焊縫裂紋及焊縫剝離現(xiàn)象 ,焊縫表面光滑 平整 ,波紋成形美觀 .通過各種檢驗也未發(fā)現(xiàn)其它焊接缺陷存在,表明焊接成功 .通過這種焊接工藝措施焊接不 銹鋼管材和板材在

11、尕斯聯(lián)合站的生產(chǎn)實際應用中取得了 較好的效果 .例 1. 南區(qū) 3 號螺旋管式換熱器 , 由于在工作狀態(tài) 下長時間受有害介質(zhì)危害的因素 ,使換熱器容器壁焊縫 產(chǎn)生了 30mm 左右的剝離現(xiàn)象 ,通過采用不銹鋼的堆 焊工藝,對其采取了合適的熱處理工藝措施 ,焊接成功 , 從修補堆焊后至今 ,該換熱器已連續(xù)運行了三年以上未 發(fā)生任何事故 .例 2. 氣區(qū)進口負壓機 ,由于機油溫度達不到要求圖 2 負壓機蒸汽盤管焊接效果圖 3 輕烴流量計焊接安裝效果從而降低了輕烴產(chǎn)量 .采用在負壓機人孔蓋開孔 ,在負壓機內(nèi)加入 20X3mm 的 lCrl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼盤管 ,通人蒸汽 ,利用蒸汽溫度對負壓機機油進行加溫 ,從而達到效 果.裝置區(qū)輕烴流量計的安