微合金化元素对离心铸造炉管焊接接头组织和性能影响

《微合金化元素对离心铸造炉管焊接接头组织和性能影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第39卷第9期焊接学报Vol.39(9):076−0822018年9月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONSeptember2018微合金化元素对离心铸造炉管焊接接头组织和性能影响刘春娇1，钱兵1，陈学东1，陈涛1，陈文红2*(1.合肥通用机械研究院有限公司国家压力容器与管道安全工程技术研究中心，合肥　230031；2.中国石油化工股份有限公司茂名分公司，茂名　525000)摘要：针对添加Ti,W等微合金化元素的离心铸造炉管焊接接头，研究了微合金元素对焊接接头组织和力学性能影

2、响规律及作用机理.结果表明.在1050℃、14~25MPa条件下，使用Ti和W元素微合金化的25Cr35NiNb和35Cr45NiNb炉管焊接接头高温性能显著高于未微合金化焊接接头.微合金元素Ti显著影响炉管焊接接头组织，Ti元素含量高的焊接接头原始焊态组织中含NbTiC，经过高温时效后，组织中含铌相主要为NbTiC，在蠕变空洞周围局部转变为G相(Ni16Nb6Si7)；Ti元素含量低的焊接接头原始焊态组织中含NbTiC和NbC，经过高温时效后全部转变为G相.微合金元素W主要通过固溶强化的方式，提高炉管焊接接头的高温性

3、能.关键词：微合金化；钛；钨；焊接接头；微合金化25Cr35NiNb；微合金化35Cr45NiNb中图分类号：TG406文献标识码：Adoi：10.12073/j.hjxb.20183902280序　　言化35Cr45NiNb材料高温持久断裂时间大于100h.2010年12月以来，中国石化炉管质量检测检乙烯裂解炉管是裂解炉的核心部件.乙烯裂解验与评估中心(合肥通用机械研究院)在对炉管制炉辐射段管排长度约15m，而单根离心铸造炉管长造厂新制造的乙烯裂解炉管进行抽样检测、质量评度为3~5m，且由于工艺要求，管排中加入了Y形

4、价时发现：在试验温度1050℃、试验应力25MPa管、弯头、扭曲片等管件，因此，乙烯裂解炉管管排条件下，微合金化25Cr35NiNb炉管材料的高温持有多处焊接接头.久断裂时间一般在120~280h，而焊接接头的高温2008年以来，为了适应国家节能减排、提高裂持久断裂时间仅为40~80h.在试验温度1050℃、解原料适应性的要求，国内乙烯裂解装置向大型试验应力24MPa条件下，微合金化35Cr45NiNb化、高参数化发展，炉管最高金属壁温已达1100℃炉管材料焊接接头的高温持久断裂时间多数小于(设计温度1150℃)，抗高

5、温蠕变性能成为炉管及60h[5-6].由此可见，微合金化25Cr35NiNb和35Cr其焊接接头的重要性能指标[1-3].在乙烯企业中曾多45NiNb炉管焊接接头的高温持久断裂时间不能满次发生因炉管焊接接头高温蠕变性能不足导致的足标准和技术条件要求.然而，目前炉管焊接接头焊缝开裂失效[4-5].由于裂解炉管焊缝开裂引起的非高温强度问题并未引起足够重视.计划停车，不仅带来更换炉管费用的直接经济损裂解炉管焊接接头高温性能直接影响乙烯装失，还会因此停工检修，影响正常生产计划，从而带置的安全长周期运行，因此亟待开展影响焊接接头

6、来重大间接经济损失.高温性能的因素研究.在炉管材料中，微合金化元HG/T2601和乙烯裂解炉管订货技术条件中对素Ti可显著提高炉管高温性能[7].在镍基单晶高温微合金化25Cr35NiNb和35Cr45NiNb材料的高温合金中，微合金元素W可对基体进行固溶强化，以持久性能均有要求.技术条件中要求：1050℃/25MPa提高合金的组织稳定性和蠕变抗力[8].条件下，微合金化25Cr35NiNb材料高温持久断裂文中针对离心铸造25Cr35NiNb和35Cr45NiNb时间大于100h；1050℃/24MPa条件下，微合金炉

7、管，选取不同微合金元素Ti和W含量的焊丝焊接炉管材料，通过显微组织微观分析及力学性能比收稿日期：2017−04−17对，期望找到提高炉管焊接接头高温持久性能的办基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2015AA034402)*参与此项工作的还有任明皓，张鑫方法，并阐明其作用机理.第9期刘春娇，等：微合金化元素对离心铸造炉管焊接接头组织和性能影响771试验方法测量应变变形量，以绘制应力–应变曲线图.采用RDJ-30型高温蠕变持久试验机对炉管试样进行高选用典型离心铸造25Cr35NiNb和35Cr45NiNb温持

8、久性能测试，选择试验温度为1050℃，试验应炉管进行焊接试验，分别选择4种不同微合金元素力为14~25MPa，试样标距30mm，中心部位横截添加量的同质焊丝进行焊接，其中，25Cr35NiNb焊面直径5mm，每种条件下取2件试样.采用RDJ-丝选取两种类型：添加W，Ti元素和只添加Ti元30型高温蠕变持久试验机对炉管试样进行高温蠕