15CrMoR+0Cr18Ni9不锈钢复合钢板焊接工艺.pdf

维普资讯hup:
第34卷第5期
石油化
设备
Vol 34
2005年9月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
Sept. 2005
制造技术
ーーm+ーー
文章编号:1000-7466(2005)05-0047-03
15 CRMOR+Cr18Ni9不锈钢复合钢板焊接工艺
王炳英,刘晓旭2
(1.中国石油大学机电学院材料系,山东东营257061;
2.胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司,山东东营257037)
摘要:分析了15 CRMOR+Cr18Ni9不锈钢复合钢板的焊接性,介绍了制造此材料加氩反应器时
的焊接材料选择、坡口加工、焊接规范以及热处理工艺。
关键词:加氢反应器;不锈钢复合钢板;焊接工艺;热处理
中图分类号:TE966.04:TE966.06
文就标识码:A
Welding procedure of stainless steel composite plate 15CRMOR+0cr18ni9
WANG Bing-ying, LIU Xiao-xu
( 1. School of Mechanical and Electronic Engineering, University of Petroleum, Dongying 257061. China
2. Sheng-li Oilfield Petro-chemical Industry Construction Corp, Dongying 257037, China
Abstract: The weldability of stainless steel composite plate 15CRMOR+0cr18ni9 was analysed. In the manufac-
ture of hydrogenation reactor from welding material of stainless steel composite plate, the choice of welding materi
al, edge preparation, welding condition and heat treatment were introduced
Key words: hydrogenation reactor; stainless steel composite plate; welding procedure; heat treatment
15 CRMOR+Cr18Ni9不锈钢复合钢板是一种15000mm,其工作介质中含有硫化氨等腐蚀介质
新型材料,其基层为15 CRMOR耐热钢,复层为15 CRMOR+0Cr18Ni9不锈钢复合钢板的焊接是加
0Cr1l8Ni9奥氏体不锈钢。不锈钢复合钢板兼有两氢反应器制造的关键环节之一,因此,研究其焊接工
种钢材的优点,且价格较单体不锈钢便宜,所以在石艺不仅具有重要意义,而且可为同种材料的焊接提
油和石化行业中得以广泛应用。有关不锈钢复合钢供参考。
板焊接工艺的文献较多2,但关于15 CRMOR+
焊接性分析
0Cr18Ni9不锈钢复合钢板焊接工艺的研究目前尚
5 CRMOR十0Cr18Ni9不锈钢复合钢板的化学
未见报道。
成分和力学性能分别见表1和表2。文中分别从基
某加氯反应器主体材料选用15 CRMOR+层、过渡层和复层的焊接性综合考虑该材料的焊接
0Cr18Ni9不锈钢复合钢板,其设计温度450℃,设性能。
计压力4.76MPa。该反应器规格为の2600mm
根据IW推荐的碳当量计算公式计算得到
表115 CRMOR+0Crl8Ni9不锈钢复合钢板化学成分(质量分数)
%
素
部位
C
Mn
Ct
Mo
基层
.2
0.61
0.024
0.9l
0.16
0.50
复层
0,031
1.23
0.025
0.002
9.37
17.02
0.12
收日期:2005-04-28
作者筍介:王炳英(1972-),女(汉族),河北河间人,讲师,硕士,现从事材料成型及控制方面的教学及科研工作
维普资讯hup:
石油化
设备
05年第34卷
表215 CRMOR+0Crl8Ni9不绣钢复合钢板力学性能
部位
R
til
MP
R/MP
A/%
基层
29.0
复层
3.2
5 RMOR的碳当量约为0.55%,表明此钢有淬硬
倾向,焊接过程中必须采取防止产生冷裂纹的工艺
50士5°
措施。钢板经卷制成形后存在一定的内应力,若冷
图1不锈钢复合钢板焊接坡口形式
却速度较快,其焊接接头的冷裂倾向会更严重,故焊
接基层及过渡层时应做到焊前预热、焊接过程中控必须以复层不锈钢板为基准对齐,严格控制复层错
制层间温度、焊后及时消氢处理及最终热处理。
边量不超过1mm。在15 CRMOR基层上以及基层
过渡层的焊接属昇种钢焊接,基层与复层的导侧进行定位焊,选用R307焊条,预热温度为150
热系数及线膨胀系数有较大差异,焊接过程中会产200C。定位焊的长度控制在30~50mm,组对间
生较大的内应力。15 CRMOR的合金元素含量较少,隙2.5~3mm。
在复层焊接中对整个焊缝的合金成分有稀释作用,2.3焊前预热
会使焊缝中的奥氏体元素含量不足而出现马氏体组
15 CRMOR钢以及过渡层的预热温度控制在
织,导致焊接接头性能恶化,甚至出现裂纹。如果基150~200℃,控制层间温度低于200C。因为容器
层焊缝尺寸以及基层和不锈钢复合层的熔合比控制直径较大,为保证坡口及其两侧范围内能够均匀预
不当,则焊接接头达不到性能要求,故焊接时应严格热,将履带式加热器分别紧贴在内、外器壁上。在焊
控制焊缝尺寸和熔合比,避免裂纹的产生。
接运转过程中,将焊接侧加热器取下,另一侧继续保
由于奥氏体不锈钢线膨胀系数较大而热导率却温。焊接接管角焊缝时,在容器开口内、外侧及接管
较小,其焊接接头内存在较大的焊接残余应力3。上贴绳型加热器预热或保温,这样可保证基层、过渡
不锈钢复合钢板容器焊后必须进行整体消应力热处层焊接时的预热温度及层间温度恒定。
理,但其热处理温度正好处于奧氏体的敏化温度范2.4焊过程?
围,在此温度区间内长时间停留易造成碳析出,析出
采用焊条电弧焊和埋弧自动焊相结合的焊接方
的碳与晶界附近的铬生成碳化铬而在晶界产生贫铬法,基层选用强度级别相当的R307焊条,埋弧自动
区,从而使焊缝产生晶间腐蚀,降低焊接接头的塑性焊选用H13 CRMOA焊丝和Sl101焊剂。过渡层选
和韧性。为解决这一矛盾,应从复层焊材的选择及用比复层不锈钢Cr、N含量更高的A302焊条,以
控制热处理工艺入手,使焊接接头不仅满足力学性保证熔合区有足够的Cr、Ni含量,使熔合区具有较
能要求,也能保证复层耐蚀性能。
好的抗晶间腐蚀能力。复层选用含稳定化学元素
2焊接工艺
Nb的A132焊条,使焊缝金属的化学成分和力学
2.1坡口形式选择
性能尽可能接近Cr18Ni9,15 CRMOR+0Cr18Ni9
不锈钢复