-101℃用3.5Ni低温钢焊接工艺研究.pdf

《-101℃用3.5Ni低温钢焊接工艺研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、324化工机械2015年一101℃用3．5Ni低温钢焊接工艺研究马元学4陈涛雒旭亮(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司)摘要通过工艺性对比试验对3．5Ni钢用焊材进行了筛选，选定了满足ASME材料篇低温冲击韧性要求的焊接规范，并通过不同热处理温度下的焊接试板冲击韧性对比，确定了合理、适用的热处理工艺。由此，得到了一整套满足一101℃用3．5Ni低温钢冲击韧性要求的工艺参数。关键词3．5Ni低温钢焊接参数热处理工艺低温冲击韧性工艺性试验中图分类号TQ050．4文献标识码A文章编号0254-6094(2015)03-0324-05随着石油化工行业的不断发展，低温化工设

2、备和压力容器的应用日益广泛。我国以大型乙烯、合成氨和城市煤气装置中的低温设备国产化为目的，对低温钢及其应用技术列出了专门的研究开发项目，其中以含质量分数3．5％Ni的3．5Ni钢的应用研究为首选重点项目⋯。3．5Ni钢主要用于制造石油和空分制氧设备、煤化工以及合成氨设备中的甲醇洗涤塔、H：S浓缩塔及CO：塔等容器设备悼1。3．5Ni钢最低使用温度为一101℃，进行夏比V形缺口冲击试验，冲击吸收能应满足27J。它是按照ASMESA-203／SA-203M标准生产的一种低温碳钢，共分为A、B、D、E、F5个等级，其中A、B等级的∞(Ni)=2．25％，而D、E、F3个

3、等级的∞(Ni)=3．5％，故将此钢归为3．5Ni钢，D、E两种等级的板材已成为化工低温设备制造中最常用的材料，笔者主要对E级3．5Ni钢进行了研究。就3．5Ni钢的焊接性而言，其重点是如何保证焊接接头的低温韧性(一101℃)，而接头韧性最薄弱环节一般在热影响区和焊缝这两个部位，在《ASME锅炉及压力容器规范》Ⅱ卷材料A篇压力容器用镍合金钢板SA-203中7．2．1条按5．1．1．1规定进行热处理的级别A、B、D、E的钢板应进行夏比V形缺口冲击试验，冲击吸收功应满足不低于27J的要求，为了改善和提高焊缝和熔合区的韧性，合理选用焊接材料，焊接规范和热处理规范成为突破

4、技术难点的关键。1焊接参数张凯等通过一系列试验提出了3．5Ni钢焊接工艺参数¨。o。笔者参考焊材厂家推荐的焊接工艺参数并结合前期所做的3．5Ni钢焊材试验确定了3．5Ni钢焊材的焊接工艺参数，具体见表1。表1焊材焊接工艺参数}马元学，男，1986年3月生，助理工程师。甘肃省兰州市，730050。第42卷第3期化工机械3252焊材选择对伯乐蒂森和沙福公司3．5Ni钢焊材埋弧自动焊进行了试验对比，共进行了6次试验，结果见表2、3。表2伯乐蒂森公司焊材熔敷金属一101oC冲击功试验结果显示：两家公司的电弧焊焊材的一101℃熔敷金属低温韧性冲击功数值均能满足要求，但伯乐蒂

5、森公司的焊材一101oC熔敷金属低温韧性数值波动较大，对焊接参数敏感，不利于实际生产中使用；沙福公司提供的焊材试验结果相对稳定，热处理后数值明显改善，因而选用沙福公司的3．5Ni焊材进行试验。3热处理工艺及试验数据分析本次实验采用3种不同规范的热处理工艺(表4)分别进行‘“引。袁4不同热处理工艺制作130ram×240mm×20mm试板，在不同模拟退火状态下进行一101't2距焊缝不同位置处焊条电弧焊和埋弧自动焊低温冲击韧性试验，分析试验数据可以看出：a．在560±10％×6h模拟退火状态下焊条电弧焊试板距焊缝表面0．5—2．0mm处冲击功平均值为110J，T／2

6、处冲击功平均值为149J，数值比较高；埋弧自动焊试板距焊缝表面0．5～2．0mm处冲击功平均值为47J，T／2处冲击功平均值为40J，数值比较低。b．在580±10℃×6h模拟退火状态下焊条电弧焊试板距焊缝表面0．5—2．0ram处冲击功平均值为97J，T／2处冲击功平均值为103J，数值比较高；埋弧自动焊试板距焊缝表面0．5—2．0mm处冲击功平均值为127J，T／2处冲击功平均值为100J，数值都较高。C．在610±10℃×6h模拟退火状态下焊条电弧焊试板距焊缝表面0．5—2．0ram处冲击功平均值为133J，T／2处冲击功平均值为122J，数值较高；埋弧自动

7、焊试板距焊缝表面0．5—2．0mm处冲击功平均值为75J，T／2处冲击功平均值为108J，数值都较高。326化工机械2015年在不同热处理工艺条件下，焊条电弧焊与埋弧自动焊距焊缝表面0．5～2．0ram处试件的热处理温度tl。Ca．距焊缝表面0．5—2．0mm处一101oC低温冲击功随热处理温度变化趋势如图1a所示，同样，T／2处变化趋势如1b所示。o<Ⅺ怒相量热处理温度t／。Cb．T12处图1试件一101℃冲击功随热处理温度变化趋势根据ASME((锅炉及压力容器规范》Ⅷ卷第一册压力容器建造规则UCS．56焊后热处理要求，3．5Ni钢(属于P—No．9B组1)的最

8、低保温温度