耐硫酸露點(diǎn)腐蝕用09CrCuSb無縫鋼管焊接
露點(diǎn)腐蝕對(duì)加熱爐使用壽命影響很大 , 為提高燃料熱效率而稍降低排煙溫度 , 就會(huì)使設(shè)備嚴(yán)重腐蝕。耐硫酸露點(diǎn)腐蝕用 09CrCuSb 鋼的主要特點(diǎn)是在中溫中濃度硫酸 ( 如 70 ℃、 50 %H 2 SO 2 溶液 ) 中會(huì)發(fā)生鈍化 , 在表面形成 1 層富含 Cu 、 Cr 、 Sb 等合金元素的薄膜 , 故具有較高的耐硫酸腐蝕能力。蘭州石化公司酸性水汽提及硫酸回收裝置技術(shù)改造工程中的酸性氣燃燒爐殼體材質(zhì)就選用了09CrCuSb 。該鋼含碳量較低 ,Cr 、 Cu 和 Sb 等合金元素補(bǔ)償了由于碳含量較低可能引起的強(qiáng)度損失 , 其淬硬傾向較小 , 焊前無須預(yù)熱 , 是 1 種低焊接裂紋敏感性鋼材 , 具有良好的焊接性能。
1 焊接工藝要求焊接 09CrCuSb 鋼常用的方法是手工鎢極氬弧焊 (TIG) 和手工電弧焊。焊接需選用具有同種成分的 NDS 低氫鈉型藥皮的低合金鋼堿性焊條 , 焊前進(jìn)行烘干 , 溫度 380 ℃ , 時(shí)間約 2 h 。這種焊條電弧燃燒穩(wěn)定 , 藥皮可均勻熔化 , 飛濺小、 成型美觀 , 脫渣易清除 , 且焊縫具有優(yōu)異的抗硫酸露點(diǎn)腐蝕性能。為保證焊縫全熔透及焊接接頭性能 , 便于背面清根和減少變形 , 選用單邊 Ⅴ 型坡口 , 見圖 1 。根據(jù)圖 1 單邊 V 型坡口型式現(xiàn)場(chǎng)施焊位置進(jìn)行了平焊和垂直俯位的手工電弧焊工藝試驗(yàn) , 采用對(duì)接和 T 型角接 2 種坡口型式 , 試板材質(zhì) 09CrCuSb , 板厚均為 12 mm 。試驗(yàn)焊接接頭力學(xué)性能均滿足規(guī)定 , 面彎、 背彎合格 , 對(duì)角接型式按JB 4708 - 92 進(jìn)行宏觀金相檢驗(yàn) , 焊縫根部焊透 , 焊縫金屬和熱影響區(qū)沒有裂紋和未熔合等缺陷。
焊接質(zhì)量控制2. 1 焊前準(zhǔn)備為確保焊縫質(zhì)量 , 焊件坡口尺寸及型式應(yīng)符合圖樣和工藝規(guī)定 , 施焊前須將坡口兩側(cè)各 50 mm 范圍內(nèi)的油漆、 污物及毛刺等清理干凈。在保溫筒中按規(guī)范要求烘干焊條。表 1 焊接工藝參數(shù)接頭型式位置 焊材規(guī)格 / mm電 流/ A電 壓/ V焊接速度/ cm · s - 1對(duì)接 平焊 “ 3 1 2 90 ～ 120 20 ～ 22 8 ～ 15“ 4 160 ～ 180 20 ～ 26 12 ～ 20T 型 垂直 “ 3 1 2 90 ～ 120 20 ～ 22 8 ～ 15角接 俯位 “ 4 160 - 180 24 ～ 26 12 ～ 202. 2 焊接過程① 按工藝規(guī)范嚴(yán)格控制線能量 , 避免降低焊接接頭的力學(xué)性能。② 定位焊長(zhǎng)度與寬度應(yīng)與材料厚度及焊接位置適宜 , 焊前將定位焊部位兩端磨平。為避免根部焊道與定位焊的連接處出現(xiàn)裂紋 , 焊至定位焊部位之前用砂輪機(jī)將定位焊縫全部磨掉 , 防止產(chǎn)生未焊透缺陷。③ 引弧必須在坡口內(nèi)進(jìn)行 , 因?yàn)殡娀澳覆谋砻鏁r(shí)會(huì)降低該處耐蝕性。焊縫的起點(diǎn)可能會(huì)有氣孔出現(xiàn) , 在焊縫末端可能會(huì)有縮孔裂紋 , 這是焊弧突然熄滅發(fā)生收縮引起的。解決辦法是磨掉所有的起弧點(diǎn)和收弧點(diǎn)。2. 3 焊后檢查在稀硫酸腐蝕條件下 , 焊接接頭帶有裂紋或未焊透等缺陷時(shí) ,12 mm 厚的 09CrCuSb 鋼在 2 ～ 3 個(gè)月內(nèi)就會(huì)腐蝕穿透 , 因此 , 焊后必須按技術(shù)要求對(duì)焊縫進(jìn)行全面檢查 : ① 焊縫表面不得有裂紋、 氣孔、 弧坑和夾渣等缺陷 , 不得保留熔渣和飛濺物。焊縫表面不允許咬邊 , 焊縫與母材呈圓滑過渡。② 焊縫外觀合格后應(yīng)對(duì)設(shè)備 A 、 B 類焊縫進(jìn)行 100 %RT 探傷檢查 , 符合 JB 4730 - 94 Ⅱ 級(jí)為合格。對(duì)公稱直徑小于 250 mm 的接管與長(zhǎng)頸法蘭、 接管與接管對(duì)接連接的焊接接頭進(jìn)行 MT 檢測(cè) , 符合 JB 4730 - 94 Ⅰ 級(jí)為合格。若發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)立即返修直到合格。3 結(jié)語09CrCuSb 鋼可焊性好 , 采用適宜的焊接規(guī)范及焊接程序 , 能獲得滿足使用要求的焊接接頭。為保證該鋼的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能 , 不僅要求其具有合格的化學(xué)成分 , 還要保證焊接接頭無裂紋、 咬邊等缺陷 , 焊接接頭必須進(jìn)行 100 %RT 探傷檢查
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