INCOLOY800HT大管口径管道的焊接

1、Incoloy800HT材质管道的焊接（建议改为“Incoloy800HT管道的焊接及热处理”因此种材质的管道的焊接是比较常见的而热处理是比较不常见的）1 前言由于INcoloy800HT具有耐高温、高压（删除）和高耐腐蚀性，因此在化学、石油、有色金属治炼（化工、石化、冶金）等工业中被应用，尤其是在高温的管道中更是得到很好的应用（高温工况下更是得到较好的应用）。2003年，我公司施工的上海赛科石油化工有限责任公司50万吨/年乙苯/苯乙烯装置中的高温工艺管线设计采用了INcoloy800HT，其中管线的设计温度为927，操作温度844。按ABB公司设计要求，要对此材质进行焊后热处理，以提高此材质

2、的高温抗氧化性能。2 INcoloy800HT的焊接性分析INCOLOY800HT属于铁镍合金，具有耐腐蚀、高强度和耐高温氧化性能，抗拉强度小于等于420MPa（删除，改为其化学成分及力学性能见表1），表一、INCOLOY800HT的化学成分及力学性能通常用于大于593要求抵抗蠕变断裂的场合，此种材质经过退火以得到控制该温度范围最佳性能的晶粒度。（此句和上句“以提高此材质的高温抗氧化性能”相矛盾，查ABB文件，我理解是“此种材质经过退火以得到控制该温度范围最佳性能的晶粒度”）INcoloy800HT焊接时易发生以下问题：2.1 热裂纹INCOLOY800HT具有高的焊接热裂纹敏感性，在弧坑处易

3、产生火口裂纹。首先晶间液膜是引发镍基合金单相奥氏体焊缝凝固裂纹的最主要的治金因素。母材中的硫含量小于0。0015%的水平，（此话没讲完或不清楚）因此焊前彻底清除含硫或铅的一些污物是很必要的工序。正确选用与母材匹配的焊接材料是防止焊接热裂纹的重要措施。另外焊接区的应变或变速率是影响产生焊接热裂纹的力学因素。一般情况下采用合理的装配与焊接次序、选用较小的线能量、短电弧不摆渣、未熔合。2.2 焊接热循环的影响 在焊接的热作用下,焊缝和基本金属容易过热,造成晶粒粗大,使接头力学性能和耐腐蚀性能下降.2.3 焊接气孔的敏感性INCOLOY800HT流动性偏低,在焊接快速冷却的凝固条件下,极易产生气孔；在

4、氧化性焊接气氛下气孔形成机率影响更大，在还原性较大时氢气孔也是敏感的。在焊前必需清除坡口及其近区的氧化皮、各种涂料油漆等，更好的防止焊缝气孔。2.4 夹渣由于INCOLOY800HT液态焊缝金属流动性和润湿性差，穿透力小，熔深浅，容易产生未焊透、夹渣、未熔合等缺陷。3、焊接工艺评定按基本的思路此处应为焊接工艺评定，既把4部分放到此处。其中本部分只需把4.1和4.6部分写进去,即做的何试件,做弯曲等实验合格等.，其他部分4.2-4.5柔和到焊接及热处理工艺工艺中去,否则焊接工艺热处理工艺则显的比较空。4 INCOLOY800HT的焊接及热处理工艺 从INCOLOY800HT的焊接性分析可以看出，

5、在焊接该钢钢中时应注意三个基本问题，一正确选用与母材匹配的焊接材料；二坡口加工；三是焊前清理；四选用合适的线能量。3.1焊接材料选用根据INCOLOY800HT钢焊接性分析及国外做同钢种工艺评定的施工经验，选用与母材化学成分相近的焊材，焊丝Inconel617，焊条Inconel117。3.2坡口加工为保证接头的熔透,接头形式应选用较大的坡口角度和较小的钝边的形式,焊件切割及坡口加工宜采用机械方法,当采用等离子切割时，应清理其加工表面。3.3焊前应严格清理清洁是成功焊接镍合金的重要条件之一. 焊件组对前，应对坡品两侧各50mm范围内进行清理，油污可用蒸汽脱脂，对不溶于脱脂剂的漆和其它杂物，可用

6、氯甲烷、碱等清洗剂清洗，被压入焊件表面的杂物可用磨削、或10%盐酸溶液清洗。并用水冲净，干燥后方能焊接。3.4焊接线能量的确定从上面焊接性分析可知,对于INCOLOY800HT钢正确选择线能量也是保证不出裂纹的关键.焊接时应采用小线能量和保持电弧电压的稳定。3.5焊后热处理当材质在855的工况下使用时，为了消除焊接残余内应力,细化晶粒，以提高此材质的高温抗氧化性能，以防止在高温时效下工作产生裂纹,热处理参数如下表1。表1热 处 理 参 数 项 目控 制 范 围热处理温度90010恒温时间2小时升温速度500以下，加热速度不超过150/h，500到850加热速度不超过100/h，850时恒温0.

7、5h，850以上，加热速度不超过50/h冷却速度加温状态下缓冷4 焊接工艺评定4.1试件用于焊接工艺评定的INCOLOY800HT材料的标准号为ASME SB-409，采用的试件是从106723.81mm的管上截取的一部分，具体的化学成分见表2。表2工艺评定用INCOLOY800HT材料化学成分CMnSFeSiCuNiCrAlTiTi+Al0.080.640.00147.060.100.1730.9719.910.410.460.674.2焊接材料及选用的保护气体工艺评定所选用的材料为ABB公司提供的焊接材料型号，如表3所示,氩弧焊时采用背面充氩保护,气体流量为1012L/min.。表3焊接材

8、料焊材类别焊材标准焊材型号焊材牌号焊材规格焊丝ANSI/AWSA5.14/A5.14M-97ERNiCrCoMo-1INCONEL6172.4焊条ANSI/AWSA5.11/A5.11M-97ENiCrCoMo-1INCONEL1173.24.3 接头型式焊接接头采用V型坡口，坡口间隙2-3mm，接头简图见图1所示：702-3mm1-1.8mm23.81mmmm123456789 图1 焊接接头型式简图4.4焊接工艺参数当焊件温度低于15时,应对焊缝两侧各300mm范围内加热至1520，且应热透，层间温度低于100。氩弧焊时，电流为直流，极性为正极性，焊接电流为70100A，电压为1318V，

9、焊接速度57(cm/min)。手工电弧焊时，电流为直流，极性为反极性；焊接电流为80130 A，电压为2532V，焊接速度510(cm/min)。45焊后热处理 07.55008509003.51189t(h保温状态下自然冷却焊后热处理温度为90010，保温时间为2h，热处理采用电阻炉进行整体热处理。热处理曲线见图2图2 热处理曲线 采用炉进行热处理必然有“死口”的问题，可给与简介。4.6 评定结果我们按ASME IX焊接和钎焊评定标准的规定检验试样，测定性能，没有发现任何缺陷。评定合格。5 焊接实际应用我们在上海赛科石油化工有限责任公司50万吨/年乙苯/苯乙烯装置中的高温工艺管线的焊接施工，

10、针对INCOLOY800HT的焊接特点，制定了正确的焊接工艺，并结合合格的焊接工艺评定编制焊接工艺指导书，用于指导生产，由于公司首次使用此两种（我认为这是“一种”是否改为“此种”）焊材，所以对所有参加施焊的焊工进行了有针对性的焊接操作技能培训和考试。施工中，除了严格执行焊接工艺纪律（删除）外，还要注意以下几方面。1) 钨极氩弧焊时，底层焊及第二层焊接时，焊缝背面应采取充氩保护，焊接过程中焊丝加热端必须处于气体保护的状态，不能用来搅动熔池。2) 焊接时采用短弧不摆动或小摆动的操作方法。3) 对于小直径的管子，焊接中宜采取在焊缝两侧加装冷却铜块或用湿布擦拭焊缝两侧等措施，减少焊缝的高温停留时间，增加焊缝的冷却速度。4) 焊缝采用多层多道焊时，底层焊道完成后，应采用施大镜检查焊道表面，每一道焊完扣均匀彻底清除焊道表面的熔渣并进行检查，清除各种表面缺陷。5) 焊接过程中，派专人用电子测温仪监控层间温度。6) 热处理时，严格按照规定的热处理参数进行。我们通过采用以上的焊接工艺及措施，在上海上海赛科石油化工有限责任公司50万吨/年乙苯/苯乙烯装置中的高温工艺管线的焊接施工取得了圆满成功，其中焊接一次合格率