12Cr1MoVG高压锅炉管焊接工艺.docx

12Cr1MoVG高压锅炉管焊接工艺目录前言11 .12Cr1MoVG高压锅炉管介绍12 .高压锅炉管分类23 .合金结构钢表示方法24 .锅炉管道焊接35 .焊接方法66 .焊接材料选择67 .焊前预热68 .焊接操作79 .焊后热处理7前言12Cr1MOVG属珠光体低合金耐热钢，此类钢的Cr含量较高，在500550C时具有较高的热强性和疲劳强度。12Cr1MoVG钢的化学成分及力学性能能见下表1和CSiMnMoCrVSP0.080.17-0.40-0.25-0.900.150.0350.0350.150.370.700.351.200.30表2。表12Cr1MOVG钢的化学成分CSiMnMoCrVSP0.08-0.17-0.40-0.25-0.90-0.15-0.0350.0350.150.370.700.351.200.30表212Cr1MoVG钢的力学性能国标屈服点/MPa抗拉强度/MPa伸长率压扁试验GB53102255471-6382255112Cr1MoVG高压锅炉管介绍12Cr1MoVG高压锅炉管是合金高压锅炉管，属于合金结构钢。合金结构钢(GBT30771999)是在优质碳素结构钢的基础上，适当加入一种或数种合金元素，用来提高钢的力学性能、韧性和淬透性。用此类钢制造的产品，通常需经热处理（正火或调质）；其制成的零、部件在使用前，通常需经过调质或表面化学处理（渗碳、氮化等）、表面淬火或高频淬火等处理。因此，根据化学成分（主要是含碳量）、热处理工艺和用途的不同，此类钢大致又可分为渗碳、调质和氮化钢三种。此类钢多轧（锻）制成圆、方、扁型材和无缝钢管，多用于制作机械产品中较重要和尺寸较大的零、部件以及高压管道、容器等，此优质碳素结构钢更具优良的综合力学性能。此类钢制造的无缝钢管被广泛用于液压支柱、高压气瓶、高压锅炉、化肥设备、石油裂化、汽车半轴套、柴油机、液压管件等用管。2 .高压锅炉管分类优质碳素结构钢：钢号有20G、20MnG、25MnG。（2）合金结构钢钢号：15MOG、20MOG、12CrMoG.15CrMoG、12Cr2MoG>12CrIMoVG、12CrMoVG.12Cr3MoVSiTiB等。（3）不锈耐热钢：常用ICr18Ni9、ICr18Ni11Nb锅炉管除保证化学成分和机械性能外，要逐根做水压试验，要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。此外，对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。高压锅炉管规格及外观质量：GB5310-2008高压锅炉用无缝钢管热轧管的外径22530mm,壁厚2070mm不等。冷拔（冷轧）管外径10108mm,壁厚2.013.0mm不等。15CrMOG高压锅炉管纯化氢的原理是，在3005O（TC下，把待纯化的氢通入15CrMoG合金钢管的一侧时，氢被吸附在15CrMoG合金管壁上，由于钿的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钿与氢的这种反应是可逆的），在钿的作用下，氢被电离为质子其半径为1.5X1015m,而钿的晶格常数为3.88X1010m（20°C时），故可通过15CrMoG合金钢管，在把的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从15CrMoG合金管的另一侧逸出。在15CrMoG合金管表面，未被离解的气体是不能透过的，故可利用15CrMoG合金管获得高纯氢。3 .合金结构钢表示方法钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示,如40Cro钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量v15%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字”1"，例如钢号"12CrMOV”和,12Cr1MoV,前者铝含量为040.6%,后者为0.91.2%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量21.5%、22.5%、23.5%时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA.钢中的机V、钛Ti、铝A1、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素,虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。帆为0.070.12%,硼为0.001-0.005%。高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如钾螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为M1SOCrMnSio合金管与无缝管两者既有关系又有区别，不能混为一谈。合金管是钢管按照生产用料（也就是材质）来定义的，顾名思义就是合金做的管子；而无缝管是钢管按照生产工艺（有缝无缝）来定义的，区别于无缝管的就是有缝管，包括直缝焊管和螺旋管。4 .锅炉管道焊接锅炉管道的焊接非常严，普遍采用铝极氢弧焊工艺焊接打底焊道。对于外径小于89mm,壁厚小于6mm的管子采用全氨弧焊工艺；对于较大直径和壁厚的管子采用氮弧焊打底，然后采用焊条电弧焊盖面。对于小口径管或壁厚小于16mm的管子采用V形坡口；对于大中径管或壁厚在1660之间的管子常用双V形或U形坡口。低碳钢管道采用氮弧焊打底时一般不进行预热，但当壁厚较大或合金钢管道焊接时应进行焊前预热，具体预热温度见图Io图1锅炉管道焊接的预热温度钢号壁厚mm余热运度10202610020016Mn15MnV12CrMo15150200ISCrMo1015020012Cr1Mo2620030012Cr2MoWVB625035012Cr3MoWVSiTIBSMo为乎勃尔捕王图1锅炉管道的焊接预热温度低合金钢管焊接的最低环境温度为-10,采用氤弧焊打底时，可按下限值降低50来预热。管道氮弧焊打底时采用直流正接，焊接线能量要适中，具体焊接参数见图2o图2锅炉管道氮弧焊打底时的焊接工艺参数管径mm钩针直径mmIBBS孔径mm焊丝直径mm焊接电流A电弧电压V焊接速度cm/min氨气流量1/min382.082.075-9011-134-568422.082.075-9511-134-56-8602.082.07510011-134-57-9762.58-102.58010514-164-58-101082.58-102.59011014-165-69-111332.58-102.59011514-165-610-121592.58-102.59512014-165611-132192.58-102.510012014-165612-142732.58-102.511012514-165-612-143252.58-102.512014014-165612-14初乎威尔油王图2锅炉管道氮弧焊打底的焊接工艺参数管道焊接时所使用的氢弧焊焊丝规格通常2.0mm和2.5mm,长度为IOOOmm的直条。填充焊丝的选用方法见图3。图3锅炉管道焊接量弧焊焊丝的选择焊丝型号煤丝牌号适用钢号HOSMnSiREG-I50Q2351020HOSMnTiRETIG-R1O16Mn15Mo3HOSMoTiRETIG-R3012CrMoISCrMoHOSCr1MoVTiRETIG-R3112CrMoV12Cr1MoVH05Cr2MoTiRET1G-R4012Cr2MoWVTiBH1Cr8Ni9Ti1Cr18Ni9TiH1Cr25Ni13ICr18Ni9Ti+Q235（或低合金耐用钢）图3锅炉管道焊接氯弧焊焊丝的选择填充焊时，与打底层焊相邻的填充焊道应采用直径2.5mm的电焊条，其他焊道可选用与管径相适应的电焊条，管道焊条电弧焊的工艺参数见图4o图4锅炉管道焊条电弧焊盖面焊的工艺参数图4锅炉管道焊条电弧焊盖面焊的工艺参数在管道焊接过程中，除常规要求外，还要求预热的管道要始终保持在不低于预热温度下连续施焊。对于小口径管道，由于升温速度快，容易出现过热现象，所以，在焊完打底层焊缝后，应稍加停留带接头温度下降至约30OC再继续焊下一层。对于有些低合金钢锅炉管道焊后需要热处理，具体见图5o图5锅炉管道焊接接头的热处工艺踊号加胤！度X位壁厚度mm12.S-25-37.5-50-75-100-125保W时间h12CrMo6507000.511.522.2S2.S2.7515CrMo670-7000.511.522.2S2.52.7512Cr1MoV720-7500.511.5234510CrMo910720-7500.511.5234512CrMoWVB750-7800.751.251.752.253.254.2S5.25图5锅炉管道焊接接头的热处理工艺一般情况下，管道焊接完成后应采取相应的缓冷保温措施，使焊缝在缓冷中消氢，减少淬硬倾向。对于厚壁低合金钢还要进行焊后热处理，消除焊缝中的残余应力。需要热处理的焊缝，其升温与降温速度为(250X25t)"Ch,其中t为管子壁厚，单位是mm,并且不大于300°Ch°在恒温过程中，管子内外壁温差不超过50。温度在300以下时，可以不用控制加热或冷却速度。5 .焊接方法在高压锅炉合金管道的焊接时，对打底焊缝的质量要求较高，不仅要求焊缝熔透、背面平整无缺陷，还要求焊缝背面无渣或少渣，否则会影响设备的安全运行。因此，采用手工鸨极氨弧焊打底，手工电弧焊填充和盖面的焊接工艺方法。6 .焊接材料选择手工铸极氮弧焊焊丝：ER55-B2-MnV(TIG-R31)焊丝，焊丝直径62.5mm<>手工电弧焊焊条：R317(E5515-B2)焊条，直径63.2mm、4mm<>7 .焊前预热预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区氢的逸出，防止产生焊接裂纹。由于12Cr1MOV钢的碳含量及合金元素的含量较高，所以选择预热温度为200300°C,预热区域以焊缝为中心，两侧至少为IOOmm°在整个焊接过程中，应保持层间温度不低于预热温度。8 .焊接操作12Cr1MoVG钢的焊接，不但要严格控制焊接规范参数，而且焊接操作对接头质量有着至关重要的影响。焊接操作步骤如下：1）氤弧焊打底：将管件处于水平固定，焊接时采用短弧，焊枪尽可能与工件表面垂直，有利于氯气对焊接熔池的保护。焊枪和焊丝可稍作横向摆动，保证坡口两侧熔透。同时，要控制好熔池温度防止产生焊穿和焊瘤缺陷。在接头部位，要用角磨机打磨弧坑，将弧坑处的收弧裂纹和气孔等焊接缺陷清除，然后继续引弧焊接。2）电弧焊填充时，应采用短弧焊接，且热输入量不