耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接讲课教案
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铬钼钢 A335 P22的焊接工艺摘要国内某炼化项目400万吨/年蜡油加氢裂化装置工艺管道铬钼钢材质A335 P22,是ASTM标准的合金钢材质钢号,成分为2.25Cr-1Mo,与国标12Cr2Mo成分最为接近,抗拉强度≥415MPa。
施工采用工厂化预制、现场管段安装的模式,管道焊接需采用氩弧焊、埋弧自动焊、手工电弧焊等焊接方法。
关键词焊接工艺;焊接;预热;后热;焊后热处理;检测前言400万吨/年蜡油加氢裂化装置铬钼钢管道A335 P22材质,管道工程量11080寸径,管径范围从φ21.3~φ711mm,壁厚范围从4.78mm~56mm;管径从DN150至DN2000管线可在管道加工厂利用带锯机、坡口机、镗孔机等机械设备切割下料,采用氩弧焊、埋弧自动焊、手工电弧焊等焊接方法预制焊接管段,形成工序流水化作业;预制管段安装以及其他管径管线在现场基本采用钨极氩弧焊、手工电弧焊焊接方法施工。
为保证管道焊缝内壁成型质量,对于管径≤50mm的焊缝,采用钨极氩弧焊打底,钨极氩弧焊盖面的方式施工。
1施工准备1.1 焊接工艺评定及焊接工艺卡(1)依据NB/T47014-2011标准选用适用的焊接工艺评定。
(2)依据选定的焊接工艺评定,根据焊接位置、坡口形式、焊接方法等制定相应的焊接工艺参数指导现场焊接作业。
(3)所选焊接工艺评定,项目部审核完毕,报监理单位批准后实施。
1.2 焊工准入依据TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》组织焊工入场考试。
参加管道焊接的焊工,持有技术监督部门颁发的压力管道焊工合格证,并且通过业主单位焊工入场考试取得焊工资格证后,方可进行现场管道焊接作业。
1.3 焊材选用焊材选用见下表:2管道焊接2.1 坡口制备(1)管道应按规定的尺寸预制坡口,坡口加工宜采用机械方法;不锈钢管道的管子和管件宜用坡口机或砂轮机进行机械加工,加工时必须采用不锈钢专用的砂轮片;其他类别管道可用氧乙炔气割加工,小于DN100的管材可采用砂轮切割机下料,砂轮切割机使用前应严格矫正,以减少管口倾斜,大于DN100的管材采用等离子或氧气乙炔焰切割下料,切口应平整,切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%。
焊工培训课件焊接基础知识学习教案教案:焊接基础知识学习教学内容:本节课主要学习焊接基础知识,包括焊接的定义、分类和基本过程。
教材章节为《焊工培训课件》的第一章。
教学目标:1. 了解焊接的定义和分类;2. 掌握焊接的基本过程;3. 能够运用焊接知识解释实际焊接现象。
教学难点与重点:重点:焊接的定义、分类和基本过程;难点:焊接基本过程的细节和实际应用。
教具与学具准备:1. 教材《焊工培训课件》第一章;2. 投影仪;3. 焊接实物或图片;4. 练习题。
教学过程:一、实践情景引入(5分钟)通过展示一些焊接实物或图片,让学生观察并思考:这些物体是如何焊接而成的?焊接过程中有哪些步骤?二、教材讲解(15分钟)1. 焊接的定义:介绍焊接的定义,强调焊接是一种连接金属或其他材料的加工方法。
2. 焊接的分类:介绍常见的焊接方法,如气体保护焊、电弧焊、激光焊等,并简要说明各种焊接方法的特点。
3. 焊接的基本过程:详细讲解焊接的基本过程,包括预处理、焊接、后处理等步骤,并强调每个步骤的重要性。
三、例题讲解(15分钟)给出一个实际的焊接问题,如焊接某种材料的工艺参数选择,通过讲解和解题过程,让学生理解焊接知识的实际应用。
四、随堂练习(10分钟)给出一些与焊接相关的问题,让学生运用所学的知识进行解答,巩固所学内容。
五、板书设计(5分钟)六、作业设计(5分钟)1. 作业题目:请解释焊接的定义,并描述焊接的基本过程。
2. 答案:焊接是一种连接金属或其他材料的加工方法。
焊接的基本过程包括预处理、焊接、后处理等步骤。
七、课后反思及拓展延伸(5分钟)让学生思考:本节课所学的焊接知识在日常生活中的应用,并鼓励学生进行拓展学习,了解更多的焊接方法和技术。
焊工培训课件焊接基础知识学习教案重点和难点解析:一、教学内容在教学内容中,需要重点关注的是对焊接定义、分类和基本过程的详细解释。
这是整个教案的核心部分,也是学生需要理解和掌握的基础知识。
焊接技术教案一、教学目标1.了解焊接技术的定义、分类及在工业生产中的应用。
2.掌握焊接原理、焊接材料及焊接设备。
3.学会焊接操作技能,包括焊条电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
4.了解焊接质量检测方法及焊接缺陷。
5.掌握焊接安全知识及防护措施。
二、教学内容1.焊接技术概述1.1焊接技术的定义1.2焊接技术的分类1.3焊接技术在工业生产中的应用2.焊接原理2.1焊接热过程2.2焊接冶金过程2.3焊接接头的形成及组织性能3.焊接材料3.1焊条3.2焊丝3.3焊剂3.4保护气体4.焊接设备4.1焊条电弧焊设备4.2气体保护焊设备4.3激光焊设备4.4电子束焊设备5.焊接操作技能5.1焊条电弧焊操作5.2气体保护焊操作5.3激光焊操作5.4电子束焊操作6.焊接质量检测6.1外观检查6.2无损检测6.3力学性能测试6.4金相检验7.焊接缺陷7.1焊接缺陷的类型7.2焊接缺陷的产生原因7.3焊接缺陷的防止措施8.焊接安全知识及防护措施8.1焊接安全知识8.2焊接防护措施三、教学方法1.讲授法:讲解焊接技术的基本概念、原理、材料、设备等。
2.演示法:展示焊接操作过程,让学生了解焊接技能。
3.实践法:让学生动手操作,掌握焊接技能。
4.讨论法:针对焊接质量检测、焊接缺陷等问题进行讨论。
5.案例分析法:分析焊接事故案例,提高学生的安全意识。
四、教学评价1.平时成绩:课堂表现、作业完成情况等。
2.实践成绩:焊接操作技能考核。
3.考试成绩:期末笔试,包括选择题、填空题、简答题、计算题等。
五、教学进度安排1.第一周:焊接技术概述、焊接原理2.第二周:焊接材料、焊接设备3.第三周:焊条电弧焊操作技能4.第四周:气体保护焊操作技能5.第五周:焊接质量检测、焊接缺陷6.第六周:焊接安全知识及防护措施7.第七周:实践操作复习8.第八周:期末考试六、教学资源1.教材:《焊接技术基础》2.参考书籍:《焊接工艺与设备》、《焊接检验》等3.网络资源:焊接技术相关视频、课件、学术论文等4.实践设备:焊条电弧焊机、气体保护焊机、激光焊机等七、教学建议1.注重理论与实践相结合,加强学生的动手能力。
A335—P22厚壁管道焊接及热处理工艺作者:高宝宝来源:《中国新技术新产品》2014年第18期摘要:A335-P22厚壁管道的焊接要想满足多种复杂工程要求,需要制定多种焊接方法组合的焊接工艺。
在探究和分析了A355-P22厚壁管材焊接特性后,想出了一套适合A335-P22厚壁管的焊接工艺。
该工艺同时采用了多种焊接方法。
关键词:A335-P22;厚壁管道;焊接;热处理中图分类号:TG44 文献标识码:A1 材质介绍厚壁管道材质:A335-P22管材合金成分高,属于低合金珠光体耐热钢,可焊性差,并且由于管壁厚、管径大,拘束度大,易淬硬产生裂纹,固焊接工艺要求高。
特点是工艺性能良好,对热处理的加热温度不太敏感,焊接性能也较好,基友良好的塑性,具有良好的塑性,难腐蚀。
最大的特点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
2 焊接工艺2.1 钢材的常温化学成分性能和力学性能按照化学成分进行研究,钢材中的含碳量较小,但是Cr、Mo等一些合金元素较多,所以在进行焊接时候,如果能量多大,在热源影响处的晶粒外体将明显变粗,这将大大降低焊接之处的塑韧性,尤其是热影响区的。
在焊接过程中,对于焊接之地的热影响区倾向于淬硬或者冷裂倾向,钢材中的化学成分起着较为重要的作用,甚至可能导致焊接点性能过差。
但是如果在焊接过程中,所焊接之缝隙的氢含量扩散之值过高的话,一般直接影响着焊接质量,如接头之处经常会有冷纹之现象,这种焊接冷纹对于整个钢材焊接过程有着及其重要的父母影响,所以为了避免此类问题的出现,可在实际的焊接过程中,运用低氢型焊条,再结合焊接线本身的能量,经过预热、后热等,进而避免上述情况的出现,即:淬硬、焊接冷纹。
据上所述分析,根据焊接材料选用原则,电焊盖面前预热适当温度及焊后升温一定温度进行恒温适当时间消氢处理焊接采用氩弧焊打底、电焊盖面,打底前预热一定温度,恒温适当时的工艺过程。
2.2 焊接设备和焊接材料的选用选用林肯逆变式的焊机,此种焊机的优势较为突出,首先其运作性能较为流利,在电流调节方面也为灵活。
工程技术・101・P22耐热钢炉管焊接的技术研究与应用朱良蒙任海涛李儒中国石油天然气第七建设有限公司山东青岛266061摘要焊接质量和焊接合格率一直是影响压力管道质量的关键因素,特别是合金耐热钢炉管的焊接。
本文通过对合金耐热钢炉管P22全位置焊接技术的研究,得出采用双面保护铮极氫弧焊配合合理的焊前预热、焊后消氢及热处理措施的焊接技术,在焊接全位置P22耐热钢炉管上可以有效减少焊接缺陷,并且在焊接质量控制、焊接一次合格率、施工效率等方面都有一定程度的改进,为后续耐热钢压力管道焊接提供了一定的参考和指导意义。
关键词耐热钢延迟裂纹再热裂纹焊后消氢合格率焊接效率中图分类号:TG47文献标识码:B文章编号:1672-9323(2019)02-0101-021背景描述随着我国工业领域科技的飞速进步与发展,在石油化工、工业炉、环境保护等方面对设备材料提出了更高的要求,而珠光体耐热钢以其良好的抗氧化性、耐蚀性、耐高温等优势,在石油化工高温压力管道、硫磺回收装置等方面得到了大力发展,也给珠光体耐热钢设备、管道制造安装等带去了新的生机。
然而,由于珠光体耐热钢在焊接成形过程中,焊接残余应力、焊缝中扩散氢、淬硬组织的影响极易产生冷裂纹及延迟裂纹,另一方面,由于Cr、M。
等合金元素影响,且一般焊后需要进行焊后热处理,热处理时在近缝区也极易产生再热裂纹,从而给焊接工作带去了很多的麻烦,也在一定程度上制约了P22等Cr-Mo珠光体耐热钢的发展。
2P22珠光体耐热钢焊接性研究2.1焊接过程中容易出现的缺陷及其原因(1)单面焊背面成型差且影响产品质量。
由于采用传统焊接方法,采用TIG焊单面保护气体,由于在焊接过程中,局部热输入过高,背面无保护气体时,不锈钢中Gr、M。
等合金元素快速氧化,造成焊道背面出现合金元素烧毁、发渣等缺陷,在一定程度上影响焊接接头强度特别是高温强度,并在很大程度上降低材料抗氧化能力及抗腐蚀能力,影响产品整体安全与质量。
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22(化学成分为2.25Cr-1Mo)是ASME规范的表示方法,在国内表示为12Cr2Mo,属于高温铁素体合金耐热钢。
特点是工艺性能良好,对热处理的加热温度不太敏感,焊接性能也较好,具有良好的塑性,具有抗高温、难腐蚀。
最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
目前,广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。
以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例,对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析,以指导现场焊接施工。
关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置,为全国首套大乙烯工程,具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术,质量要求严格等特点。
其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管,设计温度538℃,操作温度520℃,设计压力1 2.8MPa,操作压力11MPa。
超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊,分散于热区、压缩区、急冷区、冷区,裂解炉区,共计管道延长米 3.2公里,共计焊口3300多道。
管道规格:Φ21.3*4.78~Φ610*73.025。
焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。
耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。
高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。
2焊接准备工作2.1材料检验A335-P22无缝钢管在注明标示外,外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的,所以在材料的验收、入库、保管、发放,必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定,认真核对材料的质量证明文件。
材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。
必须做到材料实物与材料证明相符合,并做上合格标记。
根据SH3501的要求,对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
表1 A335-P22无缝钢管的化学成分表2 A335-P22无缝钢管的力学性能2.2焊接材料焊接材料的选择应根据所焊管材的化学成分、力学性能及使用和施焊条件进行综合考虑的,所以焊接材料的合理选用必须慎重。
材料焊接性课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解焊接技术的基本概念,掌握材料焊接性的影响因素;2. 学生能掌握常用的焊接方法及其适用范围;3. 学生了解焊接过程中的常见缺陷及其产生原因。
技能目标:1. 学生具备分析和评估材料焊接性的能力;2. 学生能够运用焊接知识,针对特定材料选择合适的焊接方法;3. 学生能够识别并解决焊接过程中出现的常见问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对焊接技术的兴趣,激发其探索精神和创新意识;2. 增强学生的团队协作能力,使其在焊接实践中学会互相配合、共同解决问题;3. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度,提高其安全意识和质量意识。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点,注重理论知识与实践技能的结合。
通过本课程的学习,使学生能够掌握焊接技术的基本知识,提高实践操作能力,培养其安全、质量意识及团队协作能力,为后续相关领域的学习打下坚实基础。
同时,课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 焊接技术基本概念:焊接过程、焊接接头、焊接材料等;2. 影响焊接性的因素:材料成分、焊接参数、焊接工艺等;3. 常用焊接方法:手工电弧焊、气体保护焊、激光焊等,及其适用范围;4. 焊接缺陷及产生原因:气孔、裂纹、夹杂物等;5. 焊接工艺选择与评定:针对不同材料焊接性的分析、工艺参数的确定;6. 焊接实践操作:操作要领、安全防护、质量检测等。
教学内容依据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
教学大纲明确如下:第一周:焊接技术基本概念、影响焊接性的因素;第二周:常用焊接方法及其适用范围;第三周:焊接缺陷及产生原因;第四周:焊接工艺选择与评定;第五周:焊接实践操作。
教学内容与课本紧密关联,涵盖教材相关章节,注重理论与实践相结合,为学生提供系统、全面的学习体验。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,旨在激发学生学习兴趣,提高课堂参与度和实践操作能力。
1. 讲授法:教师通过生动的语言和丰富的案例,讲解焊接技术的基本概念、原理和常用方法,使学生系统掌握焊接知识。
SA335-P92马氏体型耐热钢管道焊接施工工法SA335-P92马氏体型耐热钢管道焊接施工工法一、前言SA335-P92马氏体型耐热钢是一种高温高压管道材料,具有优异的热力学性能和耐腐蚀性能,在能源工业和化工领域得到广泛应用。
为了确保管道在施工和运行过程中的安全稳定性,需采用一种合适的焊接施工工法。
本文将对SA335-P92马氏体型耐热钢管道焊接施工工法进行详细介绍。
二、工法特点SA335-P92马氏体型耐热钢管道焊接施工工法具有以下特点:1. 适应性强:适用于各种焊接方式,包括手工弧焊、气体保护焊、埋弧焊和自动焊接。
同时,适用于不同规格和材质的管道焊接。
2. 施工效率高:采用机械化或自动化设备进行焊接,提高施工效率,缩短施工周期。
3. 焊缝质量好:采用合适的焊接工艺和材料配比,保证焊缝的质量,提高管道的可靠性和耐用性。
三、适应范围SA335-P92马氏体型耐热钢管道焊接施工工法适用于以下领域:1. 火力发电厂:适用于主蒸汽管道、再热蒸汽管道、高温高压循环水管道等。
2. 炼油厂:适用于高温高压蒸汽管道、裂解炉管道等。
3. 化工厂:适用于高温高压气体管道、介质输送管道等。
四、工艺原理SA335-P92马氏体型耐热钢管道焊接施工工法基于以下原理:1. 材料特性:SA335-P92马氏体型耐热钢具有良好的耐蚀性和高温稳定性,适用于高温高压环境。
2. 焊接工艺:根据管道的材质和规格,采用相应的焊接工艺,包括预热、焊接参数调整、焊接顺序等。
3. 压力测试:对焊接完成的管道进行压力测试,确保管道的密封性和可靠性。
五、施工工艺SA335-P92马氏体型耐热钢管道焊接施工工艺包括以下几个阶段:1. 准备工作:包括管道材料的检验、准备焊接工艺规程、准备焊接材料和设备等。
2. 管道准备:对管道进行清洗和除锈,确保焊接区域的清洁度和材料的表面质量。
3. 管道定位:根据设计要求和施工图纸,在施工现场进行管道的定位和安装。
焊接生产与工程管理授课教案模板第一章:焊接生产概述1.1 焊接生产的定义与特点介绍焊接生产的概念分析焊接生产的特点1.2 焊接生产的基本过程气体保护焊氩弧焊电弧焊电阻焊1.3 焊接生产的安全与防护焊接生产中的安全隐患焊接防护措施第二章:焊接工程管理基本原理2.1 焊接工程管理的意义与目标阐述焊接工程管理的重要性确定焊接工程管理的目标2.2 焊接工程管理的任务与内容规划焊接工程管理流程确定焊接工程管理的任务2.3 焊接工程管理的实施与评价焊接工程管理的实施步骤焊接工程管理的评价方法第三章:焊接工艺与管理3.1 焊接工艺的基本概念焊接工艺的定义与分类焊接工艺参数的选择3.2 焊接工艺的制定与实施焊接工艺的制定原则焊接工艺的实施步骤3.3 焊接工艺的改进与管理焊接工艺的改进方法焊接工艺的管理要点第四章:焊接质量管理与控制4.1 焊接质量的定义与要求焊接质量的定义与特点焊接质量的要求与标准4.2 焊接质量管理与控制的工具与方法焊接质量管理的工具与技术焊接质量控制的方法与步骤4.3 焊接质量问题的分析与处理焊接质量问题的分类与原因焊接质量问题的处理方法第五章:焊接安全与环境保护5.1 焊接安全的基本概念焊接安全的定义与重要性焊接安全的内容与要求5.2 焊接安全的管理与控制焊接安全的管理原则与方法焊接安全的控制措施与技术5.3 焊接环境保护的基本概念与方法焊接环境保护的定义与重要性焊接环境保护的方法与措施第六章:焊接生产计划与调度6.1 焊接生产计划的编制焊接生产计划的定义与目标焊接生产计划的编制步骤焊接生产计划的常用方法6.2 焊接生产调度的实施焊接生产调度的意义与任务焊接生产调度的实施步骤焊接生产调度的常用工具和技术6.3 焊接生产计划的优化与调整焊接生产计划优化的目标与方法焊接生产计划的调整策略第七章:焊接材料的管理焊接材料的定义与分类焊接材料的性能与要求7.2 焊接材料的选用与管理焊接材料的选用原则焊接材料的管理方法与技术7.3 焊接材料的质量控制与检测焊接材料质量控制的目标与方法焊接材料的检测技术与管理第八章:焊接设备与工具的管理8.1 焊接设备的分类与性能焊接设备的定义与分类焊接设备的性能与要求8.2 焊接设备的选用与管理焊接设备的选用原则焊接设备的管理方法与技术8.3 焊接设备的维护与保养焊接设备的维护与保养内容焊接设备的维护与保养方法第九章:焊接生产的成本管理9.1 焊接生产成本的定义与分类焊接生产成本的定义与特点9.2 焊接生产成本的控制与分析焊接生产成本控制的目标与方法焊接生产成本分析的步骤与工具9.3 焊接生产成本优化与降低策略焊接生产成本优化的目标与方法焊接生产成本降低的策略与实施第十章:焊接生产与工程管理的未来发展10.1 焊接生产与工程管理的发展趋势阐述焊接生产与工程管理的发展趋势分析影响焊接生产与工程管理的因素10.2 焊接生产与工程管理的创新技术介绍焊接生产与工程管理的创新技术分析创新技术对焊接生产与工程管理的影响10.3 焊接生产与工程管理的应对策略提出焊接生产与工程管理的应对策略分析应对策略的实施效果重点和难点解析一、焊接生产的定义与特点:理解焊接生产的基本概念及其在工程中的应用特点,是学习焊接生产的基础。
教案首页课程名称:金属材料成形基础任课教师:徐晓峰第四篇金属连接成形(焊接生产)计划学时:8教学目的和要求:本篇主要介绍了焊接成形工艺基础、各种常用焊接生产方法、常用焊接材料、焊接结构设计及先进工艺方法。
学完本篇要求学生了解并掌握焊接成形工艺基础、各种常用焊接生产方法、常用焊接材料、焊接结构设计及先进工艺方法。
重点:重点为焊接成形工艺基础、常用焊接生产方法和焊接结构设计;。
难点:难点为焊接成形工艺基础、常用焊接生产方法和焊接结构设计。
思考题:1.何谓焊接电弧用交流电焊机与直流电焊机焊接时?其电弧有何不同?2.焊接低碳钢时,其焊接热影响区可分为哪几个?区域其中哪个区域的性能最好?哪个区域的性能最差?为什么?3.减小与消除焊接应力的措施有哪些?减小与消除焊接变形的措施有哪些?4.钎焊与熔化焊相比,其焊接过程的实质有何不同?5.何谓金属材料的可焊性?生产中常用什么方法评定钢材的可焊性?6.当焊接材料确定后,应如何选择焊接方法?(根据材料的可焊性、工件的厚度、生产批量、各种焊接方法的适用范围和现场条件)第四篇 金属焊接成型概 述一、金属焊接成形用加热、加压等工艺措施,使两分离表面产生原子间的结合与扩散作用,从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。
二、焊接成形的分类1.熔化焊: 电弧焊(手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊)、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。
2.压力焊:电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等。
3.钎焊:软钎焊、硬钎焊。
三、焊接成形的特点1.接头 牢固、封性好。
2.可化大为小、以小拼大。
3.可实现异种金属的连接。
4.重量轻、加工装配简单。
5.焊接应力变形大,接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
第一章 金属焊接成形工艺基础§1 手工电弧焊的焊接过程一、手工电弧焊的特点1 . 设备简单、应用灵活方便。
2 . 劳动条件差、生产率低、质量不稳定。
二、手工电弧焊焊接过程①引弧 ② 形成熔池 ③形成焊缝三、焊接电弧1 . 焊接电弧的概念在焊条末端和工件两极之间的气体介质中,产生强烈而持久的放电现象。
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22(化学成分为2.25Cr-1Mo)是ASME规范的表示方法,在国内表示为12Cr2Mo,属于高温铁素体合金耐热钢。
特点是工艺性能良好,对热处理的加热温度不太敏感,焊接性能也较好,具有良好的塑性,具有抗高温、难腐蚀。
最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
目前,广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。
以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例,对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析,以指导现场焊接施工。
关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置,为全国首套大乙烯工程,具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术,质量要求严格等特点。
其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管,设计温度538℃,操作温度520℃,设计压力12.8MPa,操作压力11MPa。
超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊,分散于热区、压缩区、急冷区、冷区,裂解炉区,共计管道延长米3.2公里,共计焊口3300多道。
管道规格:Φ21.3*4.78~Φ610*73.025。
焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。
耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。
高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。
2焊接准备工作2.1材料检验A335-P22无缝钢管在注明标示外,外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的,所以在材料的验收、入库、保管、发放,必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定,认真核对材料的质量证明文件。
材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。
必须做到材料实物与材料证明相符合,并做上合格标记。
根据SH3501的要求,对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
表1 A335-P22无缝钢管的化学成分表2 A335-P22无缝钢管的力学性能2.2焊接材料焊接材料的选择应根据所焊管材的化学成分、力学性能及使用和施焊条件进行综合考虑的,所以焊接材料的合理选用必须慎重。
应符合以下规定:选用的焊材与所焊接的管材化学成分相当;熔敷金属的抗拉强度不得低于管材标准抗拉强度的下限,依据《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》(SH/T3520),《A335 P22焊接工艺评定》焊材见表3:表3 焊接材料的选用由于铬钼耐热钢有较高的Cr、Mo,其金相组织为贝氏体+铁素体组织,在焊接过程中淬硬性大,易产生冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等焊接缺陷。
所以对焊接材料的选用和管理显得更为重要,焊接材料匹配,,焊接过程控制严格是保证焊接工程质量,获得优质焊接接头的关键因素。
2.3焊接技术方案编制和焊接人员认定依据焊接工艺评定,结合现场实际情况,编制焊接施工技术方案并经公司总工程师批准,报至施工监理单位及建设单位审批。
由于合金耐热钢施工焊接具有特殊性,要求参加铬钼耐热钢焊接的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》规定进行考试。
并取得建设单位项目质量站组织的考试,考试合格后的焊工方能承担相应项目的焊接施工。
3焊接过程3.1焊接材料的保管、发放焊接材料的保管必须严格依据施工规范、标准,按照施工技术方案的要求,执行焊材的保管、发放制度。
应注意:A335-P22焊接前要预热处理和焊后进行热处理的时间不短,领用焊条要掌握时间,不可将领用的焊条搁置时间太长。
烘焙好的焊条领出超过4小时未用或未用完应按规定的要求重新烘焙,重复烘焙的次数不得超过两次。
3.2坡口加工及组对坡口的加工形式及尺寸严格依据施工规范,按照施工技术方案的要求进行施工。
要遵循保证焊接质量、填充金属少、熔合比小、便于操作等原则进行。
由于A335-P22耐热钢有较强的淬硬倾向,故坡口的加工宜采用机械加工方法。
若因管径较小或者壁厚较薄,则可采用火焰切割加工,应清除熔渣、氧化铁等,必须将坡口表面及边缘20mm 内的淬硬层打磨干净。
还要按照JB4730进行磁粉检测或渗透检测。
管道坡口加工按照壁厚分为两种形式,即当管道壁厚δ≤30mm 时,采用V 型坡口(见图2),管道壁厚δ>30mm 时,采用VY 型坡口(见图3)。
均采用机械加工坡口(见图1)。
图1坡口加工时在管内壁车削掉厚0.1mm 、长度70mm 的金属,以利于坡口组对,需要内部切削端面使用砂轮机打磨处理,形成平滑过渡,避免应力集中。
图2 图31~1.560°±5°δ≤301~1.537.5°±2.5° δ>3010°±1°37.5°±2.5°3±0.519±11~1.510°±1°19±1bα pCb=2~3mm, p=1~2mm,α=45~50° b=2~3mm H=T+(1~3)mm图4 角焊缝坡口形式管道组对不得强力组对,以免产生、增加焊接应力及焊接裂纹。
在耐热钢组对采用工卡具时,工卡具的材质应与管材相同或相近,组对工卡具不得用锤击或扭掰的方法去除,应采用火焰切割或砂轮机割除,割除后应进行修磨,做渗透检测。
3.3焊前预热由于A335-P22耐热钢有较大淬硬倾向和裂纹倾向,为了减小焊接应力,降低焊接接头的温度梯度,防止出现焊缝裂纹等焊接缺陷,必须进行焊前预热。
在施工现场,预热一般采用电加热方式,预热温度控制在200~300℃,特殊情况也可采用火焰加热,如:管径较小(管径≤DN80)或壁厚较薄(δ≤10mm)管道、定位焊。
但要注意的是火焰加热要缓慢均匀,防止局部过热现象。
预热范围以焊接接头中心线为基准,两侧不小于100mm,加热区以外的100mm区域应保温(见图5)。
图53.4层间温度控制施焊过程中随时对层间温度进行检测,严格控制层间温度不低于要求的预热温度,达不到要求时应重新进行预热后方可继续施焊。
对于采用电加热法进行预热的焊缝,施焊过程中按图5所示的加热设施不拆除,进行保温,而保温的目的:一是使焊件整个截面热透,即里外温度均匀;二是保证组织转变完全。
层间温度不符合要求时可通电加热,或者采用氧-乙炔焰加热并作好层间温度记录。
3.5焊接工艺A335-P22耐热钢的焊接,采用多层多道的焊接方法,打底采用钨极氩弧焊,焊条电弧焊盖面的焊接工艺。
在焊件达到预热温度后,要保持15分钟再开始打底焊接,以保证在厚度方向上温度均匀,并一次连续焊完。
为保证焊接层间温度防止焊接裂纹的产生,打底焊接完后,立即进行下一层的焊接,并连续焊完。
每层焊接接头处应错开。
焊接过程中如因特殊情况中断,应进行后热处理(温度200~350℃,时间15~30min),保温缓冷。
再次焊接前应进行检查,确认无裂纹等焊接缺陷后按原工艺要求继续施焊。
在天津石化100万吨/年乙烯装置超高压蒸汽管道壁厚较大,管道规格自大到小为:Φ610*73.025mm、Φ508*61.913 mm、Φ457*55.563mm、Φ406*49.213mm、Φ355*44.45mm、Φ273*34.925mm、Φ219*28.575mm、Φ168*21.95mm、Φ114*17.12mm、Φ89*15.24mm、Φ60*11.07mm、Φ33*6.35mm。
焊接工艺流程考虑到射线检测的难度及减轻焊接返修的难度而按照壁厚的不同将焊接流程分为两个部分,即:壁厚≤40mm焊缝的施焊(见流程1),壁厚>40mm焊缝的施焊(见流程2):流程1流程2管道壁厚不同,焊接工艺参数也有所不同。
按照实际管径、壁厚情况,将焊接工艺参数进行归类,具体情况见表4:表4 焊接工艺参数在焊接过程中,将管道两头有效封堵,严防“穿堂风”。
如果通风,会造成气流紊乱,影响氩气保护效果,将会把氩气带走.很容易造成根部气孔,而且不容易发现。
3.6焊后热处理为了消除焊接接头的残余应力,减少淬硬性,改善组织,加速氢的逸出,防止出现焊接裂纹,提高接头的综合力学性能,焊接完毕后应及时进行焊后热处理。
焊后热处理采用局部电加热的方法。
加热范围以焊缝中心为基准,两侧各不小于焊缝宽度的3倍且不小于25㎜,加热区以外的100㎜范围内应予以保温(见图6),且管道端口应采取封堵措施。
在热处理过程中,要准确的控制加热温度,请保持温度的均匀。
测温热电偶的布置要分布均匀,当管道的公称直径小于或等于300㎜时,每个焊接接头应安置1个热电偶测温计;当管道的公称直径大于300 ㎜时,每个焊接接头应对称安置2个热电偶测温计。
采用自动温度记录仪控制热处理过程,记录热处理曲线,以便形成工程交工资料。
具体的焊后热处理参数见表5。
图6表5 焊后热处理参数管道焊接接头的热处理质量通常采用硬度检测的进行检验。
焊接接头热处理完后,100%进行硬度检测。
检测每个焊接接头的焊缝、热影响区、母材的表面布氏硬度,规定为不超过母材布氏硬度(HB)+100,且不大于300 HB。
否则要求重新热处理。
4焊缝质量检验A335-P22耐热钢的焊缝质量检验,因施工现场对焊缝的预热、层间温度控制、焊后及时热处理等工序有连续性,为防止其材料在焊接后产生延迟裂纹,故采用完成焊后热处理后再进行焊缝的无损检测。
根据现场实际情况考虑,A335-P22管道,壁厚≤30㎜的焊缝一次焊完并进行100%射线检测,30㎜<壁厚≤40㎜的焊缝一次焊完后进行100%超声波检测,壁厚>40㎜的焊缝在打底完毕并填充至约20 mm的焊缝厚度后进行射线检测,合格后将剩余厚度焊完,并进行100%超声波检测;射线检测标准执行JB4730-2005.2 Ⅱ级合格,超声波检测标准执行JB4730-2005.3 Ⅰ级合格。
5结束语A335-P22材质广泛应用于石化、电力行业的工艺流程中,是常见的工业材料。
由于耐热合金钢本身的特点,其焊接性也就较为特殊。
尤其是大口径厚壁管道在焊接过程中易出现焊接裂纹等缺陷,焊接难度大,但只要结合切实可行的焊接工艺措施,严格按照焊接工艺执行焊前预热、焊接、焊后热处理,就能得到优质的焊接接头,保证焊接工程质量。
为今后大口径厚壁耐热合金管道的焊接施工起到一定的辅助作用。
参考文献1.《焊接工程师手册》机械工业出版社,陈祝年,2002年;2.《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》SH/T3520-2004;3.《石油化工钢制管道工程施工技术规程》SH/T3517-2001;4. 中国石化集团第四建设公司《焊接工艺评定汇编》FCC/TS06.41-2009;。