减温减压站15CrMo管道的焊接质量控制研究.pdf

2010(S2)
重型机械
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减温减压站15CrMo管道的焊接质量控制研究
黄智彬
(攀钢集团冶金工程技术有限公司实业分公司,四川攀枝花617000
摘要:15CMo属于珠光体耐热钢、本文对攀治实业分公司管道工程处的煤化工厂干熄焦余热
蒸汽再利用工程一一减温减压站15CMo管道的焊接质量控制进行了研究,重点介绍了其焊接工艺
总结出现场焊接质量和热处理工艺是保证15cMo管道质量的重要环节,为以后的工作积累了宝贵
经验。
关键词:15CMa焊接;热处理
中图分类号:TG47
文献标识码:A文章编号:1001-196X(2010)S2-0181-03
R esea rch on weld ing qua lity con trol of 15CRM o pipe of
tem pera ture and pressure reducing station
HUANG Zhibin
Industria eve bp ent Can pay Pangang Group M ela ling ral
Eng ineering Techno bgy Ca, Ltd, Panzh hua 61700 Ch na
Abstract I 5M o a k nd ofpearlitic heat s a t steel T h s paper carried t research on w eling qua l it
control of15cm o pipe of tam pea ure and pressure reduc ing statin which is a eoke dry quench ing res ilut
heat and stean utilia tin engineering of coal cha ical factory of the ppe engineering sectin The paper for
cused on the well ing techniques and mw a conclusion hat osite we l ing qualiy and them al treat ent teci
n ipe k an im po rtant point 6r I5C M o pipe quality w hich proviles prec us experiences for Ature work
Key words 15C M a welding hem al treat ent
1引言
而发生泄漏,则会引起火灾、爆炸、中毒、以及
其他事故,后果严重。为保证压力管道的安全运
随着国民经济的迅速发展,管道工程技术的行,防止事故发生,国家实行了一系列安全监察
应用越来越广泛,管道数量不断增加,如2002制度,并实行了压力管道安装许可证制度,确
年开工建设的西气东输工程就是一项大型压力管保压力管道安全使用,对保障人民生命和国家财
道工程。
产的安全具有特殊的意义。
压力管道是一种承压设备。在压力管道中,
本文选择的对象是攀冶实业分公司管道工
其输送的介质往往具有易燃、易爆、有毒、高程处的煤化工厂千熄焦余热蒸汽再利用工
温、深度冷冻、高压、强腐蚀性等特点,一旦由程一减温减压站管道施工项目,该项目是煤
于管道材料有缺陷、结构强度或致密性存在问题化工厂干熄焦余热蒸汽利用的主要工程之
其高温高压管道段采用的材质是15CMa其焊
收稿日期:3010-07-30修订日期:2010-10-14
前需要正确温度的预热,焊后需要正确的热处
作者简介:黄智彬(195-),男,钢集团治金工程技术有限理,才能保证管道不出现裂纹、珠光体球化等
公司实业公司管道工程师。主要从事管道焊接安装缺陷。
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2010(S2)
215CMo的焊接性能分析
NG=C.r+3.3Mo+8.IV-2=0.882>0
因Psr和NG均大于Q所以15CMo钢容易
2.115CMo的母材性能分析
产生再热裂纹。在扩散气拘東应力的共同作用
15CMo的显微组织为铁素体加片状珠光体,下,容易产生冷裂纹缺陷。
这种片状珠光体是一种亚稳组织,当长期在高温
下工作时,钢材的显微组织由片状珠光体组织自
3焊材的选择
发向球状珠光体组织转化的趋势,即珠光体球
低合金耐热钢焊材的选配原则是焊缝金属的
化。球状珠光体与片状珠光体相比,在成分相同合金成分与强度性能应基本与母材匹配。在选择
的情况下,球状珠光体具有较少的相界面,其力焊材时应注意:
学性能较低。
(1)在保证焊缝热强性的前提下,将V,Tj
15CMo钢的化学成分见表1
NhAs和Sn的含量控制在最低的容许范围内。
表115CMo的管道母材化学成分(质量分数%)
(2)选用高温塑性高于母材的焊材。
C「Mn「SiMo「C
P
综合上述因素,15CMo管道在对接时采用
0.150512310.541.110160017
开V型坡口,如图1所示。
15CMo钢焊接时主要有热影响区淬硬性、
60°±5°
消除应力处理裂纹倾向、回火脆性等问题。依据
外
碳当量公式间接判断15CMo的焊接性。
Ceq=C+Mn/6+ Si/24+N i/40+ Cr/5+Mo
4+v/14
当Ceq<0.46%时,钢材的淬硬倾向不明
图1对接坡口类型
显,其焊接性优良;
当Ceq=0.46%~0.52%时,钢材的淬硬倾
先用筑弧焊打底,焊丝采用低氢型焊丝
向逐渐明显;
H1CMoA(p=2mm),再用碱性焊条E5515-B2
当Ce0.52%时,钢材的泽便倾向较强,(牌号为R307中=3.2m)填充和盖面,钨极
属于较难焊接的材料。
弧焊焊接规范参数、手工电弧焊焊接规范参数
将15CMo钢的化学成分(表1)代入式见表2表3
(1)得:
表2钨极氩弧焊焊接参数
Ceq=0.15+0.51(6+0.23/24+1.1/5+
0.54/4=0.59%
直径「直径「直径「电源焊接焊接
喷嘴钨极「焊丝
极性
电流电压
mm
/V
0.59%>0.52%
直流100~14
可见,15CMo钢有很大的淬硬性,如果没
正接
有特殊的控制措施,很难避免焊接裂纹的出现,
同时返修焊接时拘束度较大,容易出现比较大的
表3手工电弧焊焊接参数
拘東应力。
焊条焊材规「焊接焊接「焊接速
2.2再热裂纹倾向分析
牌号「格加m电流A「电压N度/m加
根据裂纹指数公式Psr=Cr+Cu+2Mo+10V
R307p32110~13022-256-8
+7Nb+5Ti-2可知,钢材的再热裂纹倾向与
V.TiNb的含量有很大关系,因此在保证钢材
热强性的前提下,应尽量控制这些元素的含量
4焊接工艺过程
根据计算15CMo钢材的裂纹指数公式:
因为15CMo耐热钢的裂纹倾向较大,所
Psr=CはCu+2Mo+10W+Nb+5Ti-2焊接时应设法减小焊缝的拘束度,尽量在自由状