解析加氢装置tp321奥氏体不锈钢管焊接工艺

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1、学兔兔www.xuetutu.com18一●论文广场石油与化工设备一2011年第14卷加氢装置TP321奥氏体不锈钢管焊接工艺王迟(洛阳石化工程建设集团有限责任公司，河南洛阳471012)[摘要]结合某石化厂260万吨／年柴油加氢装置用TP321奥氏体不锈钢管焊接施工实践，对焊4J~TP321奥氏体不锈钢的焊缝及热影响区进行分析，通过焊材的选择，防止焊缝及热影响区出现晶间腐蚀和热裂纹倾向，同时提出了焊接工艺和焊后稳定化热处理的控制措施。[关键词]加氢装置：TP321奥氏体不锈钢；晶界腐蚀；稳定化热处理；焊接工艺石油化工厂

2、加氢处理装置在高温高压临氢选择焊材，以及有效控制焊接工艺参数。条件下运行，氢和硫化氢浓度较高。在富氢环境2焊接工艺措施中，高温硫化氢对金属管道的腐蚀将加剧，为此管道材质要求具有较强的高温抗腐蚀能力，铬钼2．1焊材选择合金钢无法满足这一要求。目前石化行业的渣油加氢处理装置TP321奥氏体不锈钢管道的焊加氢、蜡油加氢及柴油加氢处理装置反应系统的接材料选择应以保证焊接接头的耐蚀性为原则，管道一般均采用经固溶和稳定化处理的TP321奥氏焊材化学成份与母材化学成份应匹配，使接头各体不锈钢管，焊缝要求进行焊后稳定化热处理，区的耐蚀性

3、不低于母材。为改善焊缝抗晶间腐以提高焊缝及热影响区的抗晶问腐蚀和应力腐蚀蚀和应力腐蚀性能，在焊材选择方面有两种途能力。径：一是选用超低碳奥氏体不锈钢焊条或焊丝，减少焊缝中的含碳量，从而减少或避免碳化铬1TP321奥氏体不锈钢的焊接性(Cr：，C)的析出；二是选择含有Ti和Nb等稳定TP321奥氏体不锈钢的焊接性能良好，在热化及促进一定量铁素体形成元素的焊条或焊丝，影响区无淬硬性，焊接接头具有较好的塑性和韧由于Ti和Nb比Cr与C的亲和力大，优先与C结合形性，常温力学性能完全可以满足使用要求。但在成TiCS~INbC，减少

4、了Cr，C形成的可能性，同时高温焊接过程中存在以下问题：含有一定量铁素体的奥氏体组织比单纯的奥氏体(1)由于奥氏体不锈钢有较大的热膨胀系组织更有助于防止焊接热裂纹的产生。洛阳石化数，焊接时会出现热裂纹；分公司260万吨／年柴油加氢装置TP321奥氏体不锈(2)高温下多余的碳不断向奥氏体晶粒边界钢管道焊接，设计要求焊缝金属中6铁素体含量扩散，形成碳化铬，在晶界形成贫铬区，降低了约11％。焊材选用根据这一要求，经合格的焊接抗晶间腐蚀能力；工艺评定，钨极氲弧焊(GTAW)打底焊丝选用HOCr20Ni10Nb(ER347)，手工

5、电弧焊(SMAW)(3)高温(650～850℃)加热过程中，铁素中间及盖面焊条选用A132(E347．16)，焊材化学体组织转变成O脆性相析出，造成裂纹。成份实测值见表1。提高奥氏体不锈钢的焊接质量关键在于合理表1HOCr20Ni10Nb(ER347)~DA132(E347—16)化学成份表焊接材料化学元素CMnSiPSNiCrMoCuNb+TaHOCr20Ni10Nb0．O411．85O．4l0．0250．0059．521．O0．1lO．160．46Al320．045O．950．780．0360．0l29．452O．2

6、40．0840．3760．523作者简介：王迟(1970一)，男，大专学历，工程师，国家注册监理工程师，一级注册建造师。在洛阳石化工程建设集团有限责任公司从事工程建设项目管理和工程监理工作。学兔兔www.xuetutu.com第3期王迟加氢装置TP321奥氏体不锈钢管焊接工艺一J9一实践证明，为改善焊缝抗晶间腐蚀和应力腐蚀能力，对于奥氏体不锈钢焊缝金属铁素体的数量为4～12％比较适宜。根据Schaefier和Seferian理论研究公式，理论上可计算出奥氏体焊缝金属中6铁素体含量。Schaefier铬当量关系式：C=Cr

7、+Mo+1．5Si+0．5Nb：Schaefier镍当量关系式：Nieq=Ni+30C+80N+0．5MnSiberian铁素体含量关系式：6铁素体=3(Creq-0．93Nieq-6．7)经计算，HOCr20Ni10Nb(ER347)打底焊丝中6铁素体含量为14．17％，中间及盖面焊条A132(E347—16)中6铁素体含量为13．71％。焊接时实ASllI【EB16．25Fig5TYPEB测焊缝中6铁素体含量分别是11．2％和10．8％。图l2．2坡口形式加氢装置在高温高压下运行，多选用TP321奥氏体不锈钢厚壁管，

8、壁厚34mm，为减小焊接应力，管子端部坡口加工成ASMEB16．25Fig5TYPEB所示的u型坡口，如图1。坡口采用电动坡口机加工，加工尺寸公差对于焊件组装和焊接质量有很大影响，应严格控制在±0．5mm之内。2．3焊接工艺参数图2TP321管组焊图TP321奥氏体不锈钢管焊接方法为：钨极氩弧TGF347。钨极氩弧焊