TP347焊接技术

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1、TP347钢炉管的焊接技术王其志，娄鲲鹏，方明波，李瑞（中国石油天然气第一建设公司）摘要：对TP347材质焊接性进行分析，确定了焊接方法，确定了焊接工艺参数及焊后热处理工艺。指出现场焊接时控制热输出及焊后热处理是控制铁素体含量的关键。关键词：TP347铁素体热输出焊后热处理THEWELDINGTECHNOLOGYOFPIPEINFURNACETP347ChinaPetroleumFirstConstructionCorporationWangQizhi，LouKunpengFangMingpo,LiRuiAbstractThroughan

2、alysisonweldingperformanceofTP347,weldingmethodandweldingconditionandpostweldheattreatmentisdefined.ThatfieldweldingheatoutputcontrolandpostweldheattreatmentisthekeyofweldingprocessisemphasizedKeywordsTP347,Ferritic,Heatingexport,postweldheattreatment0前言润滑油高压加氢装置两座加氢进料加热炉

3、炉管操作压力较高，材质为TP347（0Cr18Ni11Nb），属奥氏体不锈钢，耐热、耐蚀性能较好，焊接性也较好，但控制焊口铁素体含量难度较大，铁素体含量对焊道耐热、耐蚀性能影响较大。因此控制铁素体含量是焊接关键。下面以高压加氢装置炉管焊接为例来介绍TP347钢的焊接工艺。1.焊接性分析及焊口组对1.1炉管的化学成分炉管的化学成分见表1。表1TP347的化学成分（%）母材CSiMnPSNiCrTiTP347≤0.08≤1.00≤2.00≤0.035≤0.039-1217-19≥8.00(1)碳C碳是影响钢材强度的重要元素,较高的碳含量能提高

4、钢的强度和耐磨性，但钢的耐腐蚀和焊接性能下降,而且与碳化物形成元素（如Mo）结合，在晶界上形成粗大的碳化物。(2)钛Nb铌在高温条件下也不被完全氧化,高温条件下可以与硫、氮、碳直接化合，不与无机酸或碱作用，可以有效提高焊接接头的耐腐蚀性能和抗氧化性。(3)铬Cr铬可以提高钢的脆性转变温度，随着铬含量的增加，钢的脆性转变温度也进一步提高，冲击值随铬含量增加而下降。由于不平衡的加热和冷却,晶界可能产生偏析产物,从而增加热裂纹倾向。(4)锰Mn锰有脱硫作用，能置换FeS为MnS，同时也能改善硫化物的分布形态，使薄膜状FeS改变球体分布，从而提高

5、焊缝的抗裂性。(5)硅Si硅能溶于铁素体,对钢有一定的强化作用。(6)硫和磷S、P硫使钢产生热脆,磷使钢产生冷脆。1.2坡口制备及组对炉管坡口采用坡口机加工，坡口型式为YV型坡口，组对间隙为2±1mm（见图1）。图1炉管坡口组对图2.焊接工艺2.1焊接方法焊接方法是焊好炉管的关键，为了防止管道在焊接时存在焊接热裂纹、δ相脆变，铁素体含量高等问题。焊接时采用以下措施：选用钨极氩弧焊打底，背面充氩保护，手工电弧焊填充及盖面焊。焊后及时进行热处理的焊接工艺。2.2焊接要点（1）打底时从两定位焊缝中间起焊，背面通氩保护，采用小摆动操作，确保两侧熔

6、合良好，背面成型高度保证在1-2mm。（2）焊接工艺采用小线能量，快速焊，填充及盖面焊道采用多层多道焊，小摆动或不摆动操作，层间清理要彻底，各层道之间接头应相互错开。（3）焊接过程中应严格控制层间温度不超过100℃。（4）焊接收弧时要慢，弧坑要填满，防止弧坑裂纹。（5）手工电弧焊填充及盖面时，应在坡口两侧各不小于100mm范围内的母材上涂以白垩粉，以防止焊接飞溅损伤母材。2.3钨极氩弧焊焊接工艺钨极氩弧焊具有热能量集中、能量密度大，热能量容易控制的优点，同时根部焊缝成型较好。因此采用它作为焊接打底。选用H0Cr20Ni10Nb焊丝，它的化

7、学成分见表2。表2H0Cr20Ni10Nb的化学成分（%）焊丝CSiMnPSNiCrMoCuH0Cr20Ni10Nb0.080.062.40.300.021121.50.160.18（1）氩气作保护气体氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学反应，也不溶解与金属中，另一特点是导热系数很小，而且是单元子气体，高温时不分解吸热，在氩气中燃烧的电弧热量损失较少。钨极氩弧焊氩气的纯度不应低于99.96%，焊接时氩气的流量为15L/min。（2）钨极钨极耐高温，在焊接过程中不易损耗。若焊接电流越过许用电流，就易使钨极端部熔化形成熔球，则位于熔球表面上

8、的电弧斑点易受外界因素干扰而游动，使电弧飘荡，电弧不稳定。钨极磨成尖部直径0.3mm，夹角30~60度的尖状，可保证电弧稳定。（3）工艺特点焊接焊丝应采用横向方位上下摆动，焊接参数尽量选用小电