催化重整加热炉炉管焊接工艺试验研究.pdf

EquipmentManufacturingTechnology ,2005 引言催化重整加热炉炉管焊接工艺试验研究陈渊,李俊。,张琳琳,陈家权(,广西南宁 530000;,广西桂林 541004) 摘要:结合某炼油工程催化重整装置四合一炉炉管焊接施工要求,对炉管用钢的焊接性进行了试验研究,并进行了TIG焊和手工电弧焊的工艺评定。试验结果表明,STFA26耐热钢有较高的淬硬倾向和冷裂敏感性,采取焊前预热和焊后热处理措施,有利于改善焊接接头的力学性能。关键词:炉管;可焊性;焊接工艺,裂纹敏感性中图分类号:TO44 文献标识码:A 文章编号:1672—545X(2005)02—0014—03 Cr9Mo耐热钢具有良好的高温力学性能及耐 H。S腐蚀能力,其使用温度可达650C,抗高温氧化温度高达750C,被广泛用于制造高炉、过热器及热交换器或加热炉的炉管。由于该钢种合金含量较高, 具有较大的淬硬倾向和冷裂敏感性[1叫],需要采取必要的工艺措施来保证焊接质量。某炼油工程选用 Cr9Mo耐热钢管材,用于催化重整装置四合一炉受热面管系生产。为保证炉管焊接质量及运行可靠性, 对炉管进行了较全面的焊接性能和焊接工艺试验研究,试验结果已成功用于焊接生产,确保了工程项目的顺利进行,显现出良好的经济效果。 1炉管用钢的焊接性能试验用钢为日本住友金属株式会社生产的 Cr9Mo耐热合金钢无缝钢管,材料牌号为JIS G3467STFA26。试验用钢板是将退火态的 73mm ×7mm钢管用锯床切开,再经压力机压平而成,压平后的钢板未经任何退火处理。该钢的化学成分和力学性能见表1和表2。表1STFA26钢化学成分表2STFA26钢机械性能试验用钢的碳当量CEN(IIW)[达到 ,可见STFA26钢有较大的淬硬倾向和冷裂纹敏感性。为此,采用小铁研试验方法评定炉管用钢的冷裂敏感性和确定焊接预热温度。焊接试样尺寸为200mm×150mm×7mm,采用手工电弧焊施作者简介:陈渊(197O一),男,广西大学机械工程硕士研究生。收稿日期:2005—05一O6 14 焊。手工电弧焊试验条件:采用 ,焊接电流60A~65A,电弧电压22V,焊接速度 (),采用直流反接。分别在室温、预热200℃和预热250℃三种条件下焊接试件。焊接前,焊条要经过400℃×2h的烘干处理,并存放在15O℃的恒温保温箱中,随用随取。焊后试样静置48小时,用工具显微镜观测焊缝表面和根部裂维普资讯 《装备制造技术》2005年第2期纹。然后每块试样切取5个截面,观测其断面裂纹, 试验结果列于表3。表3焊接冷裂纹敏感性试验结果观测结果表明,室温下焊接的试样的裂纹从根部向上贯穿整个焊缝,根部组织为板条状马氏体。热影响区平均硬度达到440HV10。在预热200~C和预热250C条件下焊接的试样无表面裂纹,仅是在个别焊缝根部和切开断面上发现局部小裂纹。由此可见,在室温条件下焊接时,STFA26钢的焊缝组织为马氏体,致使焊缝和热影响区硬度较高,产生较高的冷裂纹倾向。所以,在制订STFA26钢炉管焊接工艺时,焊前预热温度不要低于200℃。 2焊接工艺评定根据施工要求,按照SHJ509—88《石油化工工程焊接工艺评定》标准