浅谈铬钼钢及其复合钢板焦炭塔现场组焊施工技术要求.ppt

浅谈铬钼钢及其复合钢板焦炭塔现场组焊施工技术要求,中国石化集团第五建设公司 曾永德,内容摘要,随着石油、化工行业的不断发展，石油化工设备越来越大型化，造价也越来越高。铬钼钢及铬钼复合钢材料具有合金元素含量少、价格便宜，同时还具有良好的工艺性能和物理性能等优势，近年来被广泛用于石油、化工等行业。由于运输条件的限制，许多大型压力容器的组焊工作必须到施工现场完成。大型压力容器现场组焊质量控制的重点和难点就是复合钢板的现场焊接工作。本文通过对焦炭塔施工实践经验的梳理，总结了复合钢板的焊接技术要点。,铬钼钢及铬钼复合钢材料的特性,1.具有良好的抗氧化和热强性能； 2.具有比较好的抗硫腐蚀和抗氢腐蚀性能； 3.具有良好的工艺性能和物理性能； 4.这类材料合金元素含量少、价格便宜；,焦炭塔技术参数及现场情况简介,主体材质：SA387Gr11CL1钢和SA387Gr11CL1+06Gr13复合钢； 规格：9400 42.659(26+3)/24/ 32/34/36/38/40/42/46； 全容积：约2302m3；净重：约326.811t。 焦炭塔半成品由某压力容器制造单位负责下料、压制成型、坡口加工并散片到货；我公司负责现场组焊工作。,1.焊前施工准备,图纸审查和施工作业文件准备； 焊工资格确认； 施工机械和工、卡具准备； 组装平台搭设； 焊接材料和焦炭塔组焊半成品的验收。,2.坡口加工,焦炭塔所有球形瓣片和筒体板片的坡口（如图一和图二所示）均在某压力容器制造厂内采用机械加工的方法制备；坡口应符合图样的规定，坡口表面必须平滑； 施工现场需要加工或整修焦炭塔半成品坡口时应采用等离子切割机和氧-乙炔焰切割等热加工方法进行。应使用磨光机将切割表面处的凹凸不平部分、氧化层和过热层去除并打磨平整、光洁。 采用等离子切割机和氧-乙炔焰等热加工方法切割铬钼钢焊接坡口时，应按工艺要求采用预热和缓冷措施，以避免发生裂纹和切割面硬化。 加工成形的坡口表面不得存在裂纹、分层、夹渣等缺陷；,图一：SA387Gr11CL1钢板坡口示意简图,图二：SA387Gr11CL1+06Gr13复合钢板坡口示意简图,3 .组对和定位焊,组对要点 对接焊缝组对前应彻底清除坡口内外各20mm范围的油污、铁锈、砂土、水迹、氧化皮及其它对焊接有害的物质。坡口边缘100 mm范围内（复合钢板从基层侧）进行100%超声检测，以无裂纹类缺陷为合格；坡口表面不得有分层、毛刺等缺陷。 复合钢板对接接头的对口错边量不得大于复层厚度的50%，且不大于1mm；非复合板对接接头的对口错边量应符合相关规定。 对口间隙：环焊缝为2mm，纵焊缝为45mm。 当焊缝两侧板厚度不一致时，应保证内壁平齐，外部光滑过度。 组对时应使用工卡具。 工、卡具应焊接在基层一侧，严禁在复层上焊接工、卡具；组对工卡具与设备的焊接应与正式焊接工艺相同。,定位焊要点 定位焊的焊接工艺、焊接材料及其对焊工的要求与正式焊接相同。 正式焊接要求预热时，则定位焊缝也应按相同的要求预热，且取预热温度的上限。预热范围为从焊缝中心向两侧各不小于3倍壁厚，且不小于50mm。 定位焊的焊缝尺寸应符合焊接工艺的规定。定位焊缝应均匀分布且应有足够的强度，引弧和熄弧点应在坡口内。 定位焊缝应保证焊透、熔合良好、无焊接缺陷，发现裂纹等焊接缺陷时应及时清除。为了保证底层焊道成形良好，减少应力集中，应将定位焊缝两端磨成缓坡状。 定位焊和正式焊接之间的时间间隔不宜过长，正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。,4. 焊接工艺,焊材选用 复合钢板焊接时，基层和复合层通常采用原单一材料焊接时所选用的焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）；过渡层焊接材料的选用一般要由焊接工艺试验来决定。 根据焦炭塔设计图纸要求,按照JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定的规定进行焊接工艺评定工作,完成焊接工艺评定报告；编制用于现场作业的焊接工艺规程，确定选用的焊接材料。,焊接操作一般要求 铬钼钢属高强度耐热钢，焊接时易产生裂纹，具有淬硬倾向，因此焊接时要作好焊前预热、层间温度控制以及后热处理。,焊前预热,铬钼钢母材的预热温度应根据焊接工艺评定确定，一般采用电加热或火焰加热法；预热应在坡口两侧均匀进行，防止局部过热。 加热带应布置在焊缝区域，加热区域要用保温棉进行保温，保温棉厚度一般应达到40mm60mm。 异种钢焊接时，预热应按淬硬倾向较大一侧材料的要求进行。 预热温度：控制在160200之内；应使用测温笔或红外线测温仪在距焊缝中心50mm100mm范围内，随机测量，测点不应少于3点。预热范围：坡口两边均不小于3倍壁厚，且不小于150 mm区域。,施焊要求,焦炭塔组对焊接顺序：先焊接纵向焊缝，后焊接环环向焊缝；先焊接大坡口侧，后焊接小坡口侧。 纵向焊缝焊接时应将端部过渡层及复合层各留3050 mm不焊，待环向焊缝基层焊接完成后再将所留纵向焊缝两端焊接成形。 焊接区域达到预热温度后即可拆除保温棉进行焊接作业。施焊时，层间温度应保持在200250之间。 严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。焊接施工中应注意起弧和收弧的质量，焊缝末端的弧坑应填满。 对接接头打底焊接完成后，应进行背面清根；经100%磁粉检测合格后，方可继续施焊。对接接头的焊缝宽度以每边盖过坡口2mm为宜，焊缝余高应打磨至与母材齐平并光滑过渡，不得低于母材。,多层多道焊每层焊完后应立即对层间进行清理，并进行外观检查，若发现缺陷，清除后方可进行下一层的焊接。多层多道焊层间接头应错开50mm以上。 每条焊缝应一次连续焊接完成。在焊接过程中，由于某种原因必须中断焊接工作时，应保持焊缝坡口及两侧各150 mm范围的区域处于预热温度（160200）范围内，直至焊接工作重新开始；否则，在暂停焊接工作时应立即进行后热处理（指消氢处理）并采取缓冷的措施，后热处理温度应控制在250350范围内。 焊接SA387Gr11CL1+06Gr13复合钢板时，应先焊接基层后焊接复合层。基层焊缝表面经打磨并100%磁粉检测合格后，方可进行过渡层堆焊焊接。过渡层厚度应控制在01 mm之间，表面应平滑经100%磁粉检测合格后方可进行复层焊接。 工卡具拆除时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨光滑；打磨后母材厚度不得小于其允许的最小设计值，否则应按正式焊接工艺进行堆焊并打磨平滑；打磨后的母材表面应经100%磁粉检测合格。,焦炭塔纵向焊缝焊接工艺,坡口形式如图一和图二所示； 坡口尺寸允许偏差符合工艺要求； 焊接方法：现场组焊采用双面焊接，每条纵焊缝采用2人同时分段焊接，即1名焊工从下面向中部焊接，另1名焊工同时从中部向上部焊接，焊接速度要保持一致； 焊接顺序如图三所示； 焊接工艺参数符合焊接工艺规程。,图三：焦炭塔纵向焊缝焊接顺序示意图,焦炭塔环向焊缝焊接工