不锈钢复合钢板容器的焊接.pdf

不锈钢复合钢板容器的焊
龙江省大庆石油化工安装工程公司(163714)陈洪岩
概述
、焊接工艺分析
1998年8月我公司承担了大庆油田天然气化
接头的冷裂倾向
厂甲醇分离器的制造任务。该设备是天然气化工低合金钢16MnR有一定的淬硬倾向,加之其
厂年产10万t甲醇联产7000NMo3h纯氢T程的主厚度较大。焊接接头刚度大,焊接时会产生很大的
要设备,由上海化工设计院设计,属于第二类压力焊接应力,因此哉头有很高的冷倾向。为防止裂
容器(见图1)。其设计压力5.4MPa,设计温度纹产生,美头焊应采取预热施,挖制层间温
60℃,介质为粗甲醇、氢气、一氧化碳和二氧化度,并且焊后进行热理,以消除接头的残余应
碳。壳体材质为不锈钢复合钢板16MAnR力,改善头的组织和性能,延长设备的使用寿
SUS304),厚度为(34:3)mn,接曾湘法兰材赁命。
均为0Cr18Ni9,设备总重为13(25g。由于工期
过渡层焊接
紧,质量要求高,所以在设备制造前我们对焊接工
设备接管与壳体焊接、壳体过渡层焊接属于异
艺进行了认真的分析,制订了合理的焊接工艺顺种材质熔接,由于两种材料化学成分相差很大,应
序,并进行了焊接工艺评定,从而使产品的焊接质选择合适的焊接材料,防止接头产生裂纹。尤其是
量得到有效的控制。至今该设备已投用近两年,运壳体对接接头过渡层的焊接,其焊接材料与基材和
行情况良好,设备的制造质量受到用户的好评。复层的焊材皆不同,焊接时不仅要控制其母材熔合
4300
比,而且要控制过渡层焊道的厚度和它在接头中的
位置,以防止基材和复合金属互熔,同时保证复层
接头耐蚀金属的厚度。
3.爆后熱处理
复层接头是复层金属的薄弱环节,为提高其耐
蚀性能,该部位焊缝应最后焊接,考虑到壳体接头
焊后热处理会对其耐蚀性能产生不利的影响,因此
其焊接应在基材焊鏠热处理之后进行。但该接头两
图1甲醇分离器
侧母材无法回避这一间题,因而热处理工艺的制订
2)工件定位预先在底板上画出定位线,缝处于压应力状态,这是消除开裂敏感区的一种有
并严格控制定位误差。
效方法
3)点固被焊筋板并测量定位误差。选择焊
(6)焊后潸理焊缝周锢的飞溅物和焊渣,修磨
接顺序的起始点来校正定位误差
焊缝,并对焊道进行目视及探伤检査。
(4)焊接第一步是打底,利用焊接操作技巧
三、结语
来严格控制打底焊鑅的熔合比。焊接时焊条绝不可
做横向摆动,结合小电流、高焊速、短弧等方法殱运用上述方法焊接的自动离合器,经过厂家的
少局部受热面积。收尾时注意收尾的电弧长度,采捺伤检验,焊缝完全合格(未发现任何裂纹),产
用更短的电弧进行收尾,防止弧坑裂纹的产生。品一直在使用中。通过实践证明,上述方法简便可
(5)锤击焊好后马上用锤击方法蔽击焊缝,行,解决了耐热钢焊接的难题,对于请如
这样既可降低接头应力,又可细化晶粒,从而使焊ZG40Cr25Ni20Si2钢的焊接具有一定的指导意义
(20010817
工ん(热加工)200年第12期
C1994-2007chinaAcademicJoumalElectronicPublishingHousc.Allrightsreservedhttp://www.cnki.nct
应综合考虑,使之能达到消除基材接头残余应力的的气割表面层及坡口附近20mm范围内的油锈等杂
目的,又能满足复层金属耐蚀性能的要求。
物。焊接坡口形式及尺寸见图2、图3。
4.焊接工艺顺序
1焊接材料选拯
据接头材质和结构特点选择不同的无损检测方法,接过破层/4Mmリ"刻材规伽m
不锈钢复合钢板的焊接要经过多个工艺步骤オが接接头「母材材质
焊材膊号
能完成,其中亮体对接接头在焊接过程中要穿插进
丝5,0
基材
I6MNR
行基材接头的焊后热处理。为保证焊接质量,要根筒休
焊条4.0
F309--16
同时制订严格的焊接工艺措施,使焊接过程的每
复层
E347-16
工步的质量都能得到有效的控制。经过认真分析,
焊丝2,0
岸条3
我们制订了如下壳体接头焊接工艺顺序。
族人崟材
E309-15
与筒过渡层C18N9
(1)筒体对接纵环焊缝披口磁粉探伤→装民「复是「c
点固一预热→基材内侧焊接→基材外侧清根、磁粉
探伤→基材外侧焊接→接头射线探伤处理一焊
60
接过渡层→焊接复层→装樹读头超声波?验一复
接头渗透探仂。
(2)封头拼接婦缝、坡口磁粉探伤→裝配点固
预热→基材内側焊接→基材外侧清根、磁粉探伤
基材外焊接→过渡层及复层焊接接头射线探
图2体对接接头
伤→封头热压成型→基材接头超声波复验→复层接
头渗透探伤
(3)接管与筒体焊缝开孔→修磨坡口→坡口
磁粉探伤→接管点固→外侧焊接→内侧基材、过渡
层和复层焊接→接头内外侧渗透检测。
焊接方法、材料的选择
1,埠接方法选择
图3筒体与接管角接接头
为提高焊接生产率,筒体接头外侧采用埋弧自五、焊接工艺评定
动焊焊接,筒体基材内側、过渡侧和复层采用焊条
电弧焊。其他接头除接管与法兰采用焊条钨极弧
根据GB/T13148~91《不锈钢复合钢板焊接
焊打底外,皆采用焊条电弧焊焊接。
技术条件》,并参照JBA4708-92《钢制压力容器焊
2.焊接材料选择
接工艺评定》对壳体接管、对接接头与壳体角接头
焊接材料应具有质量证明书及合格证。焊前焊进行焊接工艺评定,并根据合格的焊接工艺评定编
条应按使用说明进行娂干,使用焊条保温筒,随用制焊接工艺规程,指导产品的焊接。工艺评定试件
随取,防止受湖。焊丝除锈、除油,防止再污染。的接头形式见表2,检验结果见表3。
由于设备焊接所用焊材牌号较多,焊接过程中应严
2焊接工艺评定试件的形式
防焊材错用,燡褛材料的选择见表1。
试件
引试件材质
试件规格『接头」焊后适用产品
mm形式「热处理焊接接头
四、接头坡口形式
基材接头「筒体纵
不锈钢复合板
去应力环焊缝
=34+3|对接
为减少焊条电弧焊熔敚金属的填充,改善焊02
( 16MNR SUS304)
封头拼
正火
接焊
接条件,筒体接头采用不对称坡口。披口应采用机
不复合板
帔方法加エ,不能采用机械方法加エ的披口采用气6(nR+9u5×x2)第接
筒体与接
管焊
割,气从基材一侧进行。焊前清除影响焊接质量
OCR18NI9
T人(加T2001年第12
25
301994-2007ChinaacademicJoumalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhtp/www.cnkinct