服役劣化HP40Nb爐管模擬焊接熱影響區的顯微組織和拉伸性能

李松林，曹邏煒，韓志遠，程方杰,3

(1.天津大學材料科學與工程學院，天津 300350；2.中國特種設備檢測研究院，北京 100029；3.天津市現代連接技術重點實驗室，天津 300350)

0 引 言

制氫轉化爐管的工作環境為高溫、高壓，輕質烴類與水蒸氣在爐管內相互反應產生氫氣。石化企業大多使用高鉻鎳高溫合金作為爐管材料。在服役過程中此類合金會析出粗大碳化物及G相，其中碳化物(以M23C6為主)是重要的晶界強化相，但過多的晶界強化相會使合金變脆、高溫性能降低[1-2]。因此，必須定期對服役狀態下的轉化爐管進行檢修，及時維修更換，以保證氫氣生產的安全進行。然而由于新舊爐管材料的組織和性能存在較大差異，更換期間焊接時舊爐管材料側熱影響區易產生焊接裂紋。

諸多學者圍繞劣化轉化爐管材料的組織和性能進行了大量研究。SRISUWAN等[3]發現900 ℃保溫1 h熱處理后，服役劣化35Cr-45Ni-Nb合金爐管的硬度降低，焊接性能得到改善；MOSTAFAEI等[4]發現局部固溶+退火熱處理后,老化轉化爐管材料的伸長率和韌性有較大幅度的提高。可見，適當的熱處理工藝能提高服役劣化爐管材料的焊接性。然而企業技術人員在現場檢修焊接時因設備、材料等限制，往往難以直接對劣化爐管進行熱處理。因此，對極易出現焊接問題的熱影響區組織和性能的改善仍是服役劣化轉化爐管焊接修復工作的難點。服役劣化轉化爐管在修復焊接時，熱影響區不同區域經歷的焊接熱循環差異較大，而焊接熱影響區尺寸極小，難以取樣對不同區域的組織和性能進行評價。……