耐熱鋼管的焊接，優(yōu)質(zhì)的耐熱鋼管為美國進(jìn)口,相當(dāng)于我國的CrMo耐熱鋼。工作狀態(tài)為介質(zhì)溫度500℃,壓力為0.3MPa。設(shè)計要求對接焊縫進(jìn)行100%的X射線探傷檢查,并達(dá)到GB/T3323-1987標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級焊縫要求。

一,耐熱鋼管的焊接性

焊接CrMo類耐熱鋼,過去多用異質(zhì)奧氏體不銹鋼焊條,施工中發(fā)現(xiàn)焊接接頭的熔合區(qū)抗裂性能較差。同時,由于焊接接頭的組織和性能的不均勻性,也大大降低了接頭的高溫使用性能。因此設(shè)計中規(guī)定CrMo類耐熱鋼焊接采用同材質(zhì)焊條焊接,以保證焊接接頭的長期安全運行要求。耐熱鋼中CrMo等合金元素較多,淬硬傾向大,冷裂敏感,防止冷裂紋的產(chǎn)生是焊接中一個關(guān)鍵性問題。所以必須采取預(yù)熱、后熱、熱處理等工藝措施來保證焊縫質(zhì)量。

二,焊接工藝參數(shù)

對于Φ159mmx12mm的耐熱鋼管焊接接頭形式為60°V形坡口,鈍邊為1mm,裝焊間隙為3mm。焊條型號選用E5MoV-15,規(guī)格Φ3.2mm，焊接工藝參數(shù)見圖。

三,焊接工藝措施

控制焊縫的含氫量焊條使用前應(yīng)嚴(yán)格烘焙,烘干溫度為350℃,保溫1.5h。應(yīng)注意此類焊條烘焙時不要急熱和急冷,以免藥皮開裂,使用時把焊條放置在保溫桶內(nèi),隨用隨取。焊前應(yīng)嚴(yán)格清除坡口兩側(cè)的銹及油污,火焰切割的坡口應(yīng)打磨光并進(jìn)行著色查。

嚴(yán)格控制焊前預(yù)熱溫度，焊前預(yù)熱的主要作用是減緩焊接接頭的冷卻速度,降低接頭的淬硬傾向,減少焊縫金屬中擴散氫含量,是防止冷裂紋的有效措施之一。預(yù)熱溫度為300℃,加熱的范圍為坡口兩側(cè)100mm處。

提高定位焊質(zhì)量提高定位焊縫質(zhì)量也是防止焊縫裂紋的一個途徑,因為定位焊時,電弧極不穩(wěn)定,冷卻速度快,易產(chǎn)生微裂紋,正式焊接前如果不能徹底清除;往往被殘留在焊縫中,可能成為引起正式焊縫宏觀裂紋的內(nèi)因。因此定位焊前除一定要按嚴(yán)格預(yù)熱外,還必須要用正式的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行定位焊。

焊接環(huán)境的控制耐熱鋼焊接受環(huán)境的影響較大,當(dāng)風(fēng)速過大,尤其是管內(nèi)穿堂風(fēng)過大時,易使焊接接頭淬硬,含氫量也會增加,因此施焊時應(yīng)盡可能把管線兩端暫時堵死。當(dāng)環(huán)境濕度、風(fēng)速等超過GB/T150-1989規(guī)定后,應(yīng)禁止施焊。

焊接工藝參數(shù)的控制焊接時應(yīng)嚴(yán)格控制工藝參數(shù),不允許超出規(guī)定范圍,垂直固定位置的橫口焊接時最小熱輸入不允許小于20kJ/cm,否則應(yīng)提高預(yù)熱溫度來進(jìn)行補償,以防止冷卻速度過快。

后熱消氫處理焊后應(yīng)立即進(jìn)行消氫處理,溫度為250～300℃,保溫1h,如果焊后能及時進(jìn)行熱處理,可省去后熱工藝，也能達(dá)到消氫的目的。

焊后熱處理能消除焊接殘余應(yīng)力,改善焊縫組織和力學(xué)性能,并能降低接頭的含氫量,是防止延遲裂紋的主要措施之一。熱處理工藝為:自由升溫到300℃后,以150~180℃/h的溫升速度升到740℃±10℃,保溫50min后,以150~200℃的速度降溫,降至300℃后,自由降溫。熱處理方法為電加熱法,加熱寬度為坡口兩側(cè)100mm,保溫層寬度為600mm,保溫層厚度為100mm。

最后要注意的事項有：

①整個焊接過程盡量連續(xù)焊完,中斷時應(yīng)用石棉被包好緩冷。采用多層焊接,中間層溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。

②焊后X射線檢測一定要在24h以后進(jìn)行。

③耐熱鋼具有再熱裂紋傾向,為了防止熱處理過程中的再熱裂紋漏檢,建議無損探傷在熱處理后進(jìn)行,否則熱處理后應(yīng)進(jìn)行30%的探傷抽查。

④焊接過程中,如焊縫需返修,對碳弧氣刨后的淬硬層必須徹底打磨凈,并進(jìn)行著色檢查,確認(rèn)缺陷徹底清除后方可進(jìn)行補焊。返修時熱溫度為350℃,其他工藝措施與正常焊接相同，只有做到上述這些基本要求，才能焊出滿意的耐熱管道焊縫。