天然气处理厂所属溶剂油厂加热炉的盘管的材质为0Cr25Ni20热稳定钢、规格为φ60mm*5mm,其经天然气火炬直接加热,加热温度为500~700℃,管内介质为蒸气。此盘管使用一年后,管子外表面多处出现了裂纹,其示意图见图1。为保证设备的安全运行对其进行了焊接修复。
1 裂纹成因分析
0Cr25Ni20钢焊接时容易产生凝因裂纹。主要原因是:①该钢导热系数小,线膨胀数大,在焊接条件下,接头中产生较大的拉应力;②焊缝组织易形成方向性较强的柱状晶组织;③焊缝金属的合金成分较复杂,其杂质在凝固过程中易偏析且形成低熔共晶化合物而聚集于晶界处,为凝固裂纹的产生提供了冶金条件。
0Cr25Ni20钢易于产生高温脆化。盘和内蒸汽的温度为100~200℃,压力为.3MPa,管外温度为500~700℃,而该钢在500~900℃长时间加热有利于了发生δ相到σ相的转变,产生σ相脆化。
因此,从理论上分析和裂纹外观具有很好的方向性,可以判断该裂纹属热裂纹中的凝固裂纹。
2 焊前准备
(1)对盘管个表面进行着色探伤,确定裂纹的具本位置,以便彻底清除缺陷。 (2)采用角向磨光机对裂纹处进行打磨,裂纹尖端处打磨出圆角至平滑过渡。条磨完毕后开α=50·±5·的V形坡口。
3 补焊工艺
(1)选用φ2.5mm的A402焊条,焊接电流为75~80A。为了减小熔池过热,避免形成粗大柱状晶,提高焊接缝的抗裂性,施焊时采用小的焊接热输入和小截面焊道。 (2)控制层间温度不高于80℃。为此,采用焊完一层马上用冷水浇注焊道,以降低层间温度。 (3)为防止合金元素的烧损,采用短弧焊,且焊条不摆动。 (4)施焊时必须保证焊接工艺参数的稳定,以确煲时颖成分的稳定。
4 焊后检查
焊后进行着色探伤无发现裂纹等缺陷。经0.3MPa蒸汽试验,无泄漏现象发生,说明裂纹已经被修复。经过三个月的使用,设备动转正常,既节约了维修费用,以保证了安全生产。
|