1、发电机组汽轮机主蒸气线 Cr5Mo 钢管焊接出现的问题及处理方法第 29 卷第 1 期2007 年 2 月石油化工建设 PetroleumandChemicalConitrucfionVl0I.29No.1Feb.2Oo7发电机组汽轮机主蒸气线 Cr5Mo 钢管焊接出现的问题及处理方法解明江(中国石化集团沧州渤海石化工程有限公司.河北沧州 061000)摘要 CrSMo 钢管对接焊缝经焊后无终断热处理 24h 后进行 RT100%检测,发现在高空焊接水平固定焊口4-6-8 点位置全部是冷裂纹,通过对材料的化学成分及焊接过程控制分析从材料本身的淬硬倾向.预热温度和层间的控制未能达到工艺要求.是产
2、生冷裂纹的主要原因.文章从预热保持层间温度的方法等方面详细介绍了返修工艺并取得了很好的效果.关键词 CrSMo 耐热钢焊接冷裂纹返修工艺中图分类号 TG457.19 文献标识码 B 文章编号 16729323(2007)一 010007121 前言我公司为某石化总厂的热电厂 l 万 2kW 发电机组气轮机预制和按装的主蒸气管线 37 道焊口 222 张片其中 4 张片全部是微裂纹.经过分析,找出产生裂纹的原因,并制定出返修工艺,成功地进行了返修.2 裂纹产生的机理分析2.1 碳当量分析钢管的材质为铬 5 钼耐热钢.供货状态为退火状态,此钢屑马氏体耐热钢,具有空气淬硬化倾向.化学成分见表 l.表
3、 Icr5Io 钢化学成分(%)0I5050640-6004506/)0030035.1.I.I.1.一.I.1.根据国际焊接学会碳当量公式计算CE=C+Mn/6+(Ni+Cu)/l5+(Cr+M0+V)/5(%)在计算碳当量时化学成分取最大值,CrSMo 钢的碳当量为 1.57%,说明这种钢的淬硬倾向很大,焊接时必须采取适当的预热并控制层问温度和焊后保温,即进行后热和无中断高温退火热处理.否则焊后极易出现冷裂纹并造成微细裂纹的延伸.2.2E5MoV 一 15(I507)焊材熔敷金属的碳当量分析表 2 熔敷金属的化学成分(%)在计算碳当量时化学成分同样取最大值,求的焊条熔敷金属的碳当量为 1.
4、68%,通过对比说明熔敷金属的淬硬倾向比 CrSMo 钢管还要大,如果保温效果不好极易出现冷裂纹.2.3 施工过程分析从焊接施工过程控制来分析,环境温度不低于 32.预热采用氧一乙炔火焰加热,用电子测温仪测温,但测温仪测得只是一个点温度.氧一乙炔火焰加热存在不均性,造成水平固定焊口 4 点至 6 点,6 点至 8 点温度出现偏低加之焊接时此部位是完全裸露的无法用保温棉覆盖,温度下降非常快,难以达到工艺要求预热和层间温度,而且焊接线能量过大,造成焊缝组织粗大,韧性相对降低.运条方法不当,熄弧时弧坑处易造成偏析产生裂纹,后热温度不够,使得焊缝金属及热影响区扩散氢富集.由以上分析可知,焊缝中一定残余
5、扩散氢含量,较大的拘束应力和淬硬组织,是产生裂纹的主要原因.3 裂纹返修工艺3.1 制定焊接规范为了保证返修质量,我们制定了表 3 的焊接返修工艺.表 3 焊接返修工艺焊条规格焊接电流焊接电压预热沮度焊接速度(mm)(A)(v)()(cm/min)热处理由 3.210o 一 120222425020o 焊后立即热处理由 4.016017525283.2 割开焊逢并重新加工坡口欢迎访问:中国化工建设网WV/W.ccnr.org41P“2007 年第 29 卷第 1 期采用气割将焊缝割开,并将两侧的焊缝金属去掉,然后用角磨机修磨掉淬硬层,再用管坡口机重新加工坡口,坡口型式见图 1.坡口表面按 JB
6、473094 进行100%MT 检验,I 级合格.6O.1./,/f.图 1 坡口形式3.3 组对组对错边量0.5mm.点焊前进行预热,预热温度见表 3.用电子测温仪测温,采用气焊烤把进行加热,点焊长度为 30-40ram,间距长度为 200ram 左右,点焊点为过桥式.3.4 预热焊接前按表 3 预热温度进行,采用电加热器加热电脑控温,在非焊接侧进行加热,加热宽度为坡口两侧各300mm.预热温度在焊接处测量,坡口两侧各 150ram范围内的温度应达到预热温度.3.5 焊工资格焊接时均是水平固定和垂直固定两种位置施焊.施焊焊工应具有锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则中 SMAW-一 6G-
7、12/219 一 F3J 的合格项目.3.6 层问温度施焊过程中层间温度不得低于预热温度.3.7 焊接顺序及操作要点3.7.1 焊接顺序(1)水平固定位置从下向上焊接.(2)垂直固定位置方向不限排焊.3.7.2 操作要点(1)氩弧焊打底时,内充氩气要大一些,外部注意挡风.(2)熔滴一定要送到位,避免由内错口造成的根部未熔合现象.(3)接头和收尾焊接时熔滴一定要填满,熄弧时要迅速填送熔滴使熔池饱满从而使温度降下来,来避免火口裂纹.-(4)在填充焊接,由其是打底后的第一道填充焊,焊道窄打底焊肉薄填充焊熔池窄而深容易出现熔池火口裂纹,如图所示的熔池形状一定要用角磨机进行修磨.层间填充焊时要在起焊点前
8、 20ram 左右引弧拉至起焊点进行正常焊接.焊条横向摆动频率要柔,坡口两侧熔滴要填满使焊道层层平角角圆,层间填充焊更换焊条熄弧时,通过运条要把熔池的温度缓慢降低,使熔池变小,焊肉薄有利于接头,换焊条要快要准.(5)盖面时不能有咬边,与母材要圆滑过度整条焊缝要连续焊接完成.3.8 过程控制整个施工过程中严格执行工艺纪律.施工过程中应派检验员在现场监督检查,发现问题及时整改.3.9 焊后热处理工艺参数(1)0300X2 升温速度不控制 .(2)30o750X2(750780X2)升温速度为 180220/h.(3)恒温壁厚 3min,但时间不低于 30rain.(4)7503o0 降温速度(2o
9、0 260/s).(5)30o以下不控制 .4 热处理后硬度检测热处理后对焊缝及热影响区进行硬度检测 HB 值在 180235 之间.5 热处理后无损检验热处理后对焊缝进行 10o%UT 检验及.100%RT 检验,合格率为 100%.6 结束语对 CrSMo 钢的焊接,一定要保证工艺要求的预热温度和层问温度,采用合适的加热方法焊后热处理,这是减少淬硬组织及氢的危害,防止裂纹产生,获得性能优良的焊接头的有效错施.参考文献1 吉林工业大学周振丰与天津大学合编程焊接冶金与金属焊接性(收稿日期 2005-12-19)作者简介:解明江,男,1963 年出生,1980 年参加工作 ,1993 年破格聘为焊工技师.从事压力容器和压力管道焊接 25 年.2004年通过学习和专家评审为中国石化集团公司焊工高级技师.42 欢迎访问:中国化工建设网www.cccear.ar$
