方坯减温减压站主蒸汽管道裂纹处理焊接工艺论文2

1、方坯减温减压站主蒸汽管道裂纹处理焊接工艺方坯减温减压站主蒸汽管道裂纹处理焊接工艺【摘要】 攀钢钒炼钢厂方坯减温减压站的主蒸汽管是向rh真空处理提供蒸汽介质的主要途径。此主管直径219mm，厚18mm，管道压力达15mpa，由于此管长期受高压、振动等因素的影响，在其三通处产生一条长约80mm的环状裂纹。根据现场位置及条件，特制定本工艺对裂纹进行修复。通过实施后观察及用户使用情况，该焊接工艺对此种材质的裂纹修复是切实可行的，完全达到使用要求,确保管道质量。此焊接工艺具有操作简单、实用性强、工艺性好等特点。【关键词】 rh主蒸汽管 焊接性 工艺方法及措施【前言】 攀钢炼钢厂rh真空处理是对钢水进行炉

2、外精炼的重要措施。它主要靠高压蒸汽作为介质来抽取真空度的，而主蒸汽管道作为输送蒸汽的唯一途径,它起着至关重要的作用。但主蒸汽管道的三通处出现贯穿性的环状裂纹，造成大量蒸汽外泄，影响钢水真空度，常造成停产检修,严重制约rh生产。经与现场点检员、操作人员协商后，决定对裂纹进行彻底处理。现归纳总结，愿为将来有类似缺陷的修复焊接技术提供参考。1 材料焊接性分析1.1 此蒸汽管道的材质为15rmo，属铬、钼珠光体耐热钢系列,此钢在高温下具有足够的强度和抗氧化性。它的基体为珠光体，其工艺性好，比较经济，故而应用广泛。其化学成分如表1所示：表1 15mo化学成分钢 号化 学 成 分（质 量 分 数 %）cm

3、nsimocr15 cr mo0.12-0.180.4-0.80.17-0.370.45-0.550.8-1.11.2 焊接性分析 碳当量作为判断焊接性的最简便的间接,对此钢碳当量作出计算，以此作出焊接性好坏的判别。ce=c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15即:cmin=0.12+0.4/6+(0.8+0.4)/5 =0.427% cmax=0.18+0.7/6+(1.1+0.85)/5 =0.677%从上述碳当量的计算范围可以看出,此钢的可焊性较差,可能出现冷裂纹,需要采取250-300的预热温度,选择合适的焊接参数,并在焊后进行缓冷的工艺措施。由于铬和钼是组成珠光体耐

4、热钢的主要元素，能显著提高钢淬硬性，这些合金元素推迟了冷却过程中的组织转变，提高了过冷奥氏体的稳定性。在焊接线能量较小时，热影响区易出现淬硬组织。在焊接线能量过大时，导致焊接头晶粒粗大，严重恶化焊接接头的综合机械性能。13如果选择的焊接工艺不当，加之存在焊接残余应力集中等因素，那么在焊接热影响区的粗晶区，在500-700范围内易形成再热裂纹，所以一般采用小线能量输入，减小热影响区的宽度，限制晶粒长大等。2焊接设备、方法的选择及焊前的准备21 现场缺陷及坡口形状如图1所示，产生沿焊缝长度方向的环状裂纹。22 根据现场实际情况，决定选择氩弧焊打底，手工焊填充及盖面的方法。23 焊前准备首先确定裂纹

5、位置后，用气割枪将裂纹处的原焊肉剃除干净，并用角向砂轮机把裂纹处彻底清除干净，直至表面及其根部观察无裂纹为止，清理坡口两侧30mmm范围内的铁锈等，直至露出金属光泽。加工的待焊部位应形成根部间隙为3mm左右的“u”形坡口，接头处应打磨成斜坡形，便于焊接。.3焊接工艺31 焊接设备的选择焊机采用北京时代ws-400，此电焊机是手工焊和氩弧焊两用焊机。32 焊接材料的选择选择耐热钢焊丝，gb型号：er55-b2，焊丝表面镀的铜必须用砂纸砂净至露出金属光泽。采用2.5mm的钨极作为电极，将钨极端部磨成35的平底锥形，钨极伸出喷嘴长度为5-10mm，喷嘴至焊件的距离为7-10mm。所用焊丝成分如表2所

6、示表2 焊丝成分（质量分数） 元素符号焊丝型号cmnsicrmosper55-b20.0761.150.671.250.50.0070.015填充层及盖面层采用手工焊时,应选择r307焊条(国标型号为e5515-b2),焊条选择直径为4mm,其熔敷金属化学成分如表3所示:表3 熔敷金属化学成分（质量分数） 元素符号焊条型号cmnsicrmosper5515-b20.05-0.120.90.60.8-1.50.4-0.650.020.02533 氩弧焊时，应选择纯度为99.99%以上的氩气作为保护气体，其流量应为10-15/min。34 焊前预热为了降低焊缝及热影响区的冷却速度，避免产生脆硬的马

7、氏体组织，减少因马氏体组织转变而产生的组织应力，还能因减少焊缝金属周围的温度差而使热应力减小，从而可降低近缝区的应力峰值，提高焊缝金属的塑性。因此，焊前应预热焊件至250-30035 层间温度：珠光体耐热钢层间温度不得低于预热温度的下限，即250，可用红外线测温仪进行测量。4焊接操作的实施41 打底层由于裂纹离地面约350mm左右，且场地狭小，因在仰焊位进行裂纹修复，这给焊接带来一定的难度。所以在焊接时，我们应将焊丝弯成弧形，紧贴坡口间隙，在接头坡口处后10mm左右引燃电弧，然后慢速向前运动至接头处。电弧将焊丝和坡口钝边同时熔化，并稍微作横向摆动，当电弧在坡口两边稍作停顿，熔化的钝边和焊丝就形

8、成打底焊缝。在焊接过程中，应注意焊丝不能与钨极接触，否则会造成焊缝夹钨或破坏电弧的稳定性。在接近2-3mm斜坡口处要收口时，将焊丝抽离电弧区，把两端焊缝熔合。此时加入适量焊丝，焊枪原地停留并观察熔池下沉，若下沉时要补加一滴焊丝，之后应将焊枪立即向前移10mm左右熄弧。42 填充层当打底层焊完后，用测温仪测量打底层温度，在达到层间温度要求时，即采用手工焊焊接填充层。我们在接头10mm左右引燃电弧，压短电弧拉至接头处，当有熔化金属出现后，采用月牙运条法连弧焊接。焊条摆动至坡口两侧时，稍作停顿，避免缺陷产生。在收弧处，电弧应采用画圈收弧法，避免产生气孔、裂纹。填充层每层焊缝厚度应控制在2-3mm。4

9、3 盖面层填充层焊完后，将焊接电流减小5-8%左右，电弧在坡口两侧应作适当停留，直至填满后才运条。这样可使焊缝的焊趾处作圆滑过渡，具有焊缝无咬边，成形美观等特点。4.4 焊接参数如表4所示：表4 焊接参数焊接层次焊丝直径（mm）焊接电流（a）焊接电压（v）焊接速度（cm/min）氩气流量（r/min）打底层（ar层）2590-11012-1410-1110-15填充层（手工焊）4140-160盖面层（手工焊）4140-1505焊后热处理及检验焊接完后，将焊缝处作局部的热处理。因此，我们将焊接接头进行正火处理后，再进行680-720的高温回火处理，如图2所示。当焊缝冷却到室温后，经专业人员对焊缝进行x射线探伤，未发现新的裂纹，焊缝未焊透、未熔合、无条状夹渣等缺