淺談進口鉻鉬鋼加熱爐爐管焊接控制

付興林

摘要：結合現場施工實踐，對美國進口的A335-P9和A335-P11兩種鉻鉬鋼材料的焊接工藝的國產化進行了實踐探索并得到應用，并保證了良好的施工質量和較高的經濟效益，取得良好的效果。

關鍵詞：加熱爐爐管;進口鉻鉬鋼;焊接工藝;焊接

一、 引言

隨著我國工業的發展，尤其是石油煉化工業的發展，在我國石油化工建設中越來越多的引進國外的先進技術和建設材料。進口材料的焊接工藝的選擇，直接影響到焊接質量，焊接工藝和焊接材料的國產化，成為施工單位的首選。在此結合本單位在焊接施工中的應用對進口鉻鉬鋼焊接工藝進行推廣。

二、 鉻鉬鋼爐管的焊接特點

鉻鉬鋼爐管焊接有以下特點：

1、焊接過程控制要求嚴格

由于鉻鉬鋼焊接的過程容易出現裂紋，所以焊前預熱和焊接過程中的層間溫度控制，以及焊后的緩冷措施和焊后熱處理工藝都將影響焊縫的最終質量。

2、爐管及小口徑管道焊接對焊縫內表面質量和管內清潔度要求高

由于加熱爐爐管多為連續的蛇形彎結構，內部焊縫表面不易處理，影像射線檢測的片位質量，且焊后內部清理難度大。

3、過程控制中的成本對綜合效益影響大

鉻鉬鋼爐管的焊接必須連續進行，各道工序銜接緊密，一道工序控制不好，必將影響下道工序的施工質量和施工成本。

三、 焊接工藝的制定

1、焊接方法選擇

為提高打底焊接的合格率、施工效率和關內清潔度，選擇氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面的氬電聯焊的焊接方法。

2、焊接材料選擇

材料的選用必須確保焊接材料中的各種合金元素與母材的合金元素相同或相近。通過對比A335-P11、A335-P9的合金成分于國內的1/4Cr1/2Mo、Cr9Mo相近，因此結合焊接方法選用焊材如表1：

3、焊接工藝參數制定

因為焊接采用單面焊雙面成型的焊接工藝，坡口采用V型，坡口角度為65°±5°，鈍邊：1～1.5㎜，組隊間隙：1～2.5㎜，焊縫兩邊20㎜內清理干凈露出金屬光澤。

焊前預熱參數：焊前預熱溫度保證在250～350℃范圍內，當環境溫度低于10℃時，適當延長加熱時間，保證焊口兩側均勻受熱。

4、焊接程序

按要求將坡口清理干凈，在坡口兩側80㎜處的內部粘貼報紙，粘貼面不大于20㎜寬 ，以不通氣為合格，組對焊口，用電加熱帶或繩纏繞焊口，范圍不超過焊口兩側各30㎜為宜。

用熱電偶控制加熱溫度，給焊口進行預加熱繩熱。達到預熱溫度要求后，斷電拆除加熱繩，將充氬氣嘴由斜向下45°位置插入焊口，進行充氬。充氬的氣流速度約等于氬氣保護的氣流速度。氬弧焊打底的起始位置對應在充氬位置的對面，充分利用沖氬器流的保護作用對焊縫的上部進行焊接，頂部的90°方位打底完成后，管內氬氣基本充滿，然后焊接下部的90°方位最后拔除充氬氣嘴，對該部位進行打的焊接。采用該打底順序，起先利用氣流保護焊接上方焊道，然而因氬氣的比重大與空氣，將管內空氣從下部排出，保證了下部焊接的焊接質量，最后拔除氣嘴后管內基本封閉，管道內的下部被氬氣充滿，保證了氣嘴位置的焊接保護效果。

打底焊完成后，立即進行該面焊接，焊接順序從兩側由下向上焊接，焊接過程中要保持連續，單層焊接完成后，在焊接下一層。

焊接完成后，不能馬上熱處理的，要進行消氫處理，溫度350℃/h恒溫30min即可，將焊縫用保溫棉封蓋，確保焊縫緩冷，防止寒風直接暴露在空氣中，冷卻速度太快，造成焊接裂紋。當環境溫度低于15℃時，宜馬上進行熱處理。

熱處理利用100㎜寬加熱帶進行處理，焊縫兩側的保溫寬度各不得小于100㎜。

5、幾點說明

鉻鉬鋼焊接采用充氬保護，有利于提高焊縫背面的成型質量，避免焊縫背面氧化膜出現，影像射線檢測的底片質量。

粘貼報紙時，粘貼的位置離焊縫過近，容易再預熱或焊接過程中引燃，使其喪失離保護效果。離焊縫過大，不僅浪費氬氣，還容易造成熱處理過程中不能順利引燃報紙，再吹掃和試壓過程中造成管路阻塞，造成新的管路污染。

充氬位置和打底得起焊位置，先焊上部有利于利用氣流的保護，后焊下部是利用氬氣的比重大與空氣，避免后焊上部時充氬不滿或氬氣損失后，不能起到充分的保護作用。

四、 結論

根據我單位施工的一套加熱爐工程，對這兩種材料的焊接質量的結果進行分析，由于采用以上手段和措施，使焊接一次合格率達到了99.3%的良好效果，并保證了施工工期。采用合理的焊接手段和焊接步驟，對進口材料進行焊接并保證了良好的施工質量和較高的經濟效益。