12Cr1MoV三通管现场焊接及热处理工艺

12Cr1MoV三通管现场焊接及热处理工艺摘要：上海某热电项目，再热器进口母管连通管由于制造厂家管口偏移，只能现场换管接头，材质为12CrlMoV。最终制定的焊接及热处理工艺如下：坡口形式：单V形50~60°；焊接方法：手工氩弧焊GTAW打底，手工电弧焊SMAW填充盖面；焊接材料：GTAW:焊丝TIG-R31，直径2.5mm；SMAW:焊条R317，直径3.2mm；焊接参数：GTAW:焊接电流110-120A，弧焊电压14-15V，SMAW:焊接电流100-120A，弧焊电压23-25V；焊前预热：GTAW:150°C；SMAW:200°C，焊后热处理:保温温度：740°C，保温时间1h,升降温速度小于等于150°C/h；焊接完成后经UT和MT检查合格，热处理后经硬度和MT检查合格。关键词：12Cr1MoV；三通；焊接；热处理前言上海某热电项目，再热器进口母管连通管，制造厂家管口有5mm的偏移，累计误差在6mm左右，致使管座和模块错边10mm，需现场换管接头°12Cr1MoV的合金含量比较低，焊接性较好，主要是焊后的淬硬倾向大，需防止冷裂纹。在电厂运行高温高压环境下的收到交变冲击载荷，致使服役过程中出现脆性裂纹，从而危及电厂运行的安全性和可靠性。本次考虑到现场焊接条件和设备条件都不如制造厂完善，所以制定合理、可施行的焊接及热处理施工方案和工艺尤其重要。1.焊接性分析12Cr1MoV化学成分分析经检测该12Cr1MoV管道的主要合金含量如表1.1，符合规定的12Cr1MoV合金含量。该合金钢主要添加的合金元素是Cr和Mo,及少量的V,这些合金元素存在使得焊缝和热影响区具有淬硬倾向。表1.1现场12Cr1MoV管道化学成分（wt%）成分CCrMoVMnSi含0.11.10.30.20.50.3量2023612、焊接及焊后热处理工艺制定焊接及焊后热处理工艺的制定根据焊接性分析、DL/869-2012《火力发电厂焊接技术规程》和DL/819-2010《火力发电厂焊接热处理技术规程》。坡口制备及组对要求焊件下料与坡口制备采用机械加工的方法，坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口坡损及毛刺等缺陷。坡口尺寸符合图纸要求。组对前应将坡口表面及附近母材焊脚尺寸+10mm的油、漆、垢、锈清理干净。焊口为角焊缝，管接头尺寸为①273X12mm，对照DL/869-2012《火力发电厂焊接技术规程》，焊件组对时推荐的坡口形式及尺寸可知坡口应选择单V形50~60°。焊接工艺1.焊接方法：为保证焊接质量，最终确定手工氩弧焊GTAW打底，手工电弧焊SMAW填充盖面。2.焊接材料：焊接材料主要根据12Cr1MoV化学成分和常温力学性能，选择了焊条R317、F3.2mm，焊丝TIG-R31、F2.5mm；焊接工艺参数：GTAW:焊接电流110-120A，弧焊电压13-15V,SMAW:焊接电流100-120A，弧焊电压23-25V。2.3热处理工艺参数1） 预热：12CrlMoV的预热温度为200°C~300°C，考虑到施工时环境温度在30°C左右所以预热选择200°C。2） 焊后热处理：12Cr1MoV保温温度为720~750°C，因为在加热过程中加热器仅从外壁加热，所以热处理时内外壁存在温差为保证热处理质量，所以选择了较高的保温温度740C，同时为了减少加热过程中温差、减小温度应力，选择了较小的加热速度150°C/h，保温时间根据其名义厚度选择1h。3、现场施工1）确定需换管处理的管接头，并做标记。去除管接头，修磨母管焊接坡口，做PT检测，坡口及边缘母管经检验无缺陷。加工管接头为单V型50~60°坡口，坡口钝边加工至1〜1.5mm。焊前清除待焊接区域及其邻近金属表面至少20mm的区域内的油，水，锈蚀等杂物，并打磨露出金属光泽。根据既定焊接工艺及热处理工艺进行焊接。采用多层多道焊，焊接接头应错开，层间温度W300C，注意焊道起弧和收弧质量，收弧时应填满弧坑，焊缝过渡平滑。经焊接质量检查人员进行外观检查，无裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣等缺陷且尺寸合格，接着进行光谱、UT和MT检查复验符合要求。图3.1保温棉绑扎图3.2热电偶分布示意图焊后经各项检验合格后严格执行焊后热处理工艺进行焊后热处理。安装加热器前应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净，使热电偶和加热器与焊件表面紧贴。如图3.1是现场加热器包扎图，由于三通焊口散热较快为保证热处理效果桩头部分采用功率为10KW的18.5m绳式加热器，母管部分采用两片功率为10KW的530mmX450mm的LCD履带式加热器，如图对称绑扎进行辅助加热。热电偶分布情况如图3.2所示，控温热电偶1和控温热电偶2分别控制母管上的LCD履带式加热器，控温热电偶3控制绳式加热器，监测热电偶位于母管最高处防止出现局部超温现象。采用全包扎方式将管接头和母管用硅酸铝耐火纤维保温棉全部包好，以减小热处理过程中的散热速率，保温材料厚度不小于50mm（注：300°C以下不控制升降温速率）。焊后热处理采用自动平衡记录仪记录热处理过程，型号为EL100-06，走纸速率2格/小时。2.热处理后MT检查和硬度检查。首先进行硬度检查检验数据如表3.1。DL/869-2012《火力发电厂焊接技术规程》中规定同种钢焊接接头热处理后焊缝的硬度，不超过母材布氏硬度值加100HBW，且不超过以下规定：合金总含量小于或等于3%，布氏硬度值不大于270HBW，合金总含量小于10%且不小于3%，布氏硬度值不大于300HBW。由表可知试验结果符合要求。最后经MT检测，检验结果合格。表3.1焊后热处理硬度试验值（HB）式样编abcde 平均值母材1 1 1 1 1 1

管接头）7061726267母材2111母管）606462母材2111母管）60646216116316222222焊缝2374038453231结论在12CrlMoV三通管道焊接中打底时采用TIG-R31焊丝手工氩弧焊GTAW，焊接电流120A，弧焊电压15V；填充盖面时采用R317焊条手工电弧焊SMAW，焊接电流100A,弧焊电压25V；预热工艺：打底时150°C预热，填充盖面时采用200°C预热；焊后热处理：升降温速度150°C/h，保温