1Cr5Mo合金鋼管選用Cr25-Ni20焊材代用熱507的可行性研究
在某延遲焦化裝置,管線工作溫度低于425℃,材質(zhì)為1Cr5Mo同種鋼焊接,設(shè)計(jì)選用管道焊材為熱507。因現(xiàn)場(chǎng)施工條件限制難于進(jìn)行焊后熱處理時(shí),經(jīng)設(shè)計(jì)部門同意,選用了高鉻鎳(25%-13%以上)奧氏體焊接材料進(jìn)行焊接,焊后不做熱處理。焊接采用奧氏體焊條焊接1Cr5Mo,是一種低匹配的焊接,即焊縫的強(qiáng)度低于母材。從某種意義來說應(yīng)是以低代高。
其優(yōu)點(diǎn)為:
(1) 焊縫中奧氏體能溶解較多的氫,因而減少了散擴(kuò)到近縫區(qū)的氫量。
(2) 焊縫金屬冷卻之后的強(qiáng)度較低而塑性好,因而減少了拘束應(yīng)力。
(3) 由于焊縫金屬無AF+P之類相變,當(dāng)冷到450℃左右時(shí),就產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力,因而使熱影響區(qū)金屬在此拉應(yīng)力作用下前提發(fā)生奧氏體分解,于是增大氫的散出量,故不易出現(xiàn)冷裂紋。
但是,此類焊接卻有一個(gè)致命的弱點(diǎn),即在焊縫邊緣的不完全混合區(qū)中會(huì)出現(xiàn)高Cr、Ni層,其淬硬性很強(qiáng)。可能在此發(fā)生冷裂或其它形式的脆斷。因此,必須嚴(yán)格限制其使用范圍。前述某焦化裝置還出現(xiàn)過多起因此類焊接而導(dǎo)致法蘭裂紋事故。此類接頭在高溫下長(zhǎng)期工作,則會(huì)發(fā)生碳由母材向焊縫擴(kuò)散而導(dǎo)致斷裂失效。針對(duì)上述發(fā)生過和可能要發(fā)生的事故及現(xiàn)象,可采取下列相應(yīng)對(duì)策:
(1) 焊接1Cr5Mo管道及法蘭最合適的焊材應(yīng)選熱507,并應(yīng)嚴(yán)格焊接工藝規(guī)程施工。
(2) 在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)搶修不具備熱處理的條件下,須經(jīng)有關(guān)技術(shù)人員批準(zhǔn)后方可用奧氏體型不銹鋼焊條施焊,并優(yōu)先選用Cr25-Ni20焊條,但應(yīng)嚴(yán)格控制其使用(如溫度,壓力,介質(zhì)較緩和)。
(3) 在操作中定期檢查,檢測(cè)熱油或臨氫管線的腐蝕,特別是在用異質(zhì)接頭處的開裂或腐蝕情況。(4) 設(shè)計(jì)單位應(yīng)考慮選用帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭,這樣將大大減少法蘭與接管處現(xiàn)場(chǎng)焊接及熱處理的困難,也會(huì)減少法蘭因變形而導(dǎo)致泄漏的概率。