铬钼钢施工技术及质量控制措施(共8页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上浅谈1Cr5Mo钢管道焊接裂纹的控制措施摘 要:石油化工装置高温管道很多都采用1Cr5Mo耐热钢管,它在高温下有很好的抗氧化性和热强性,但是,1Cr5Mo淬硬倾向大,焊接性较差,如果焊接工艺不当、工艺纪律不严格,极易产生裂纹。本文简要分析铬钼耐热钢焊接裂纹产生的主要因素,并有针对性地从焊材管理、焊工管理、预热、焊接工艺及过程控制、后热、焊后热处理、无损检测等方面提出了控制1Cr5Mo钢裂纹产生的几项措施,为确保1Cr5Mo钢焊接质量提供了有力的保证。关键词:1Cr5Mo钢 焊接裂纹 质量控制措施1 前言鉴于1Cr5Mo钢淬硬倾向大,属于裂纹敏感性材料,焊后容易产生延迟
2、裂纹,而且铬钼钢几乎均是用在高温部位,一旦焊缝出现裂纹将给装置带来极大的安全隐患,甚至产生重大事故,所以对1Cr5Mo钢的焊接裂纹控制就显得尤为重要,也是本文研究的关键所在。2 1Cr5Mo钢焊接裂纹产生的主要因素分析2.1 1Cr5Mo钢淬硬倾向钢的淬硬倾向主要取决于化学成分、壁厚、焊接工艺和冷却条件等,焊接时钢的淬硬倾向越大,越容易产生裂纹。1Cr5Mo钢的化学成分和机械性能见表1和表2所示。表1 1Cr5Mo钢的化学成分(%)(SH/T3520-2004)CMnSiSPCrMo0.150.600.500.0350.0354.0-6.00.45-0.60表2 1Cr5Mo钢的机械性能(SH
3、/T 3520-2004)抗拉强度b MPa屈服强度s MPa伸长率s %布氏硬度 HB39059019522187由上表所示可知,1Cr5Mo钢的化学成分中的主要合金元素即为铬和钼,这就决定了铬钼钢具有淬硬倾向,焊接时就容易产生裂纹。2.2 焊接接头的应力影响由于焊接时不均匀加热及冷却过程中产生的热应力和结构自身拘束条件所造成的应力,会引起氢的聚集,诱发延迟裂纹。2.3 氢的作用焊接接头的含氢量越高,则裂纹的敏感性越大。焊接时在高温作用下,将有大量的氢溶解在熔池中,在随后的冷却和凝固过程中,由于溶解度的急剧降低,氢极力逸出,但因冷却很快,使氢来不及逸出而留在了焊缝金属中。当氢聚集到一定浓度时
4、,就会破坏金属中原子的结合键,使金属内出现一些微观裂纹,在应力持续作用下,氢不断聚集,微观裂纹不断扩展,直接发展为宏观裂纹,最后断裂。焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、污油,以及环境湿度等等都是焊缝中含氢的原因。3 减少裂纹产生的控制措施综上所述,由产生裂纹的主要因素可知,要控制裂纹的产生就要通过有效的减少氢源、降低淬硬倾向对焊口的影响及消除焊口焊接应力,因此对于1Cr5Mo钢的施工要严格把握焊接工艺要点,对焊接材料领用、焊口预热、焊接工艺及后热等工序采取强有力的控制措施。3.1 减少氢源措施焊缝中的氢主要来源于母材和焊接材料,母材和焊丝中的铁锈、油污等在焊接高温下产生氢,扩散到焊缝中去,因
5、此可以通过以下措施减少氢源。3.1.1选用合格的低氢型焊条,检查进场焊材材料质量证明文件,确保焊接材料合格。3.1.2焊条使用前应按焊条说明书进行烘烤,并有烘烤记录。3.1.3焊丝使用前必须清除锈斑和污油并露出金属光泽。3.1.4烘好的焊条领用后超过4小时不用或未使用完时,应重新烘烤且烘烤次数不得超过两次。3.1.5坡口切割及加工宜采用机械加工,当使用氧、乙炔火焰切割时,必须清除熔渣、氧化皮及表面淬硬层。3.1.6组对前应将坡口及其内外表面不少于20mm范围内的油污、氧化皮、锈等清除干净,并用砂轮打磨直至露出金属光泽。3.2 降低淬硬倾向影响的措施由于1Cr5Mo钢具有淬硬倾向性,焊接性较差,
6、容易出现裂纹,致使其焊接工艺比较复杂,通过有效的控制焊接工艺才能防止或降低裂纹出现的几率。3.2.1焊接方法及焊接材料(1)焊接方法管道焊口焊接时,一般采用单面焊双面成型,若背面成型不好,存在咬边、未融合及未焊透等缺陷时,就会明显增加1Cr5Mo的冷裂纹敏感性。为提高背面成型质量,一般采用氩电联焊焊接技术,当公称直径小于DN80时(壁厚小于6mm)也可以采用全氩焊接,承插口焊口可直接采用手工电弧焊焊接。(2)焊接材料选定为保证焊接接头与母材具有相同的高温蠕变强度和抗氧化性,焊缝金属必须具有与母材相当的铬、钼含量。而且必须依据合格的焊接工艺评定来选定焊接材料,合格评定见表3表3 1Cr5Mo钢焊
7、口焊接的评定(2010年焊接工艺评定汇编 QB FCC/TS06.41-2010)评定编号试件材质试件规格 (mm)焊接方法适用焊件厚度 (mm)焊缝金属厚度(mm)焊接材料1430AWA-MVA335 P5=7GTAW/ SMAW1.514GTAW:06 SMAW:08H1Cr5Mo/ R5070712AWA-MVA335 P527312GTAW SMAW924GTAW:06 SMAW:018ER80S-B6 (H10Cr5MoVA) R507B0704AWA-MVA335 P532322GTAW SMAW16.544GTAW:06 SMAW:038ER80S-B6 (H10Cr5MoVA)
8、 R507B0703AWA-MVA335 P548.35GTAW SMAW1.510GTAW:06 SMAW:06ER80S-B6 (H10Cr5MoVA) R507B为避免焊材用错要严格焊材的管理:l 焊材应派专人负责保管、发放、回收,并有详细记录;l 焊工领取焊条必须有专职施工技术员签字确认;l 现场施工点药进行随机检查;3.2.2严格进场焊工的控制及管理焊工是保证焊接质量的决定性因素,焊工质量的高低直接影响焊口的焊接质量。为了保证铬钼钢的焊接质量,项目需要成立专门的焊工考试中心,要求焊工除了必须按照锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则取得焊工合格证外,还需要通过项目焊工考试中心考试合格
9、并获得项目的焊工合格证后方可进入现场施焊。3.2.3焊前检查焊接前应对加工后坡口及内外表面20mm范围内进行表面检查,必要时应按JB 4730进行磁粉或渗透检测,以确保坡口表面不得有夹杂、裂纹、分层等缺陷。3.2.4 焊前预热预热可以改变焊接过程的循环,遏制或减少淬硬组织的形成,减少焊接残余应力,使氢易于从焊接接头中扩散出来,从而降低延迟裂纹倾向,是防止铬钼钢焊接接头产生延迟裂纹和再热裂纹的有效措施之一。(1)预热宜采用电加热片加热,当焊口小于DN150时,也可以采用氧乙炔火焰加热,但必须保证热透且温度均匀。(2)预热升温应缓慢而均匀,防止局部过热,火焰加热采用数字触点式温度计,检测预热温度测
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