铬钼钢施工技术及质量控制措施

浅谈1Cr5Mo钢管焊接裂纹的控制措施要点：石油化工厂高温管道大部分采用1Cr5Mo耐热钢管，在高温下具有良好的抗氧化性和耐热性，但1Cr5Mo硬化倾向大，焊接性差，焊接工艺不当或工艺规律不严格，容易发生裂纹。本文简要分析了铬钼耐热钢焊接裂纹的主要因素，并提出了控制1Cr5Mo钢焊接裂纹的一些措施，如焊工管理、预热、焊接工艺和工艺控制、退热、焊接后热处理、无损检测等，以确保1Cr5Mo钢的焊接质量。关键词：1Cr5Mo钢焊接裂纹质量控制措施1前言1Cr5Mo钢的硬化倾向较大，属于裂纹敏感性，焊接后容易出现延迟裂纹，铬钼钢几乎大部分用于高温部分，焊接裂纹发生装置严重安全风险，甚至可能发生大事故，因此1Cr5Mo钢的焊接裂纹控制尤为重要，是本研究的核心。2 1Cr5Mo钢焊接裂纹主要因素分析2.1 1Cr5Mo钢的硬化倾向钢的硬化倾向主要取决于化学成分、壁厚、焊接工艺及冷却条件等，焊接时钢的硬化倾向越大，就越容易产生裂纹。1Cr5Mo钢的化学成分和力学性能见表1和表2。表1 1Cr5Mo钢的化学成分(%)(SH/T3520-2004)cMnSispCr平井桃0.150.600.50 0.035 0.0354.0-6.00.45-0.60表2 1Cr5Mo钢的机械性能(SH/T 3520-2004)抗拉强度b MPa屈服强度s MPa延伸率s%布氏硬度HB390-59019522187如上表所示，1Cr5Mo钢的化学成分中的主要合金元素为铬和钼，铬钼钢的硬化倾向，焊接时容易出现裂纹。2.2焊接接头的应力影响焊接时，不均匀加热和冷却过程中产生的热应力和结构自约束引起的应力会导致氢凝聚，从而导致延迟裂纹。2.3氢的作用焊接接头的氢含量越高，裂纹的灵敏度越高。焊接时，在高温作用下，大量的氢被熔化到熔体中，然后在冷却和凝固过程中，由于溶解度的急剧减少，氢被用力逸出，但冷却得很快，氢无法及时排出，留在焊接金属中。氢在一定浓度下聚集，金属中原子的键结被破坏，金属中出现微小的裂纹，在应力持续期间氢继续聚集，微裂纹继续扩大，直接发展成宏观裂纹，最后出现裂纹。焊接材料内的水分、焊接凹槽内的铁锈、污染油和环境湿度等是焊接中含有氢的原因。3裂缝减少控制措施总之，从产生裂纹的主要因素来看，必须有效减少氢源，减少硬化倾向对焊接端口的影响，消除焊接应力，因此，1Cr5Mo钢施工必须严格掌握焊接工艺要点，强烈控制焊接材料先进预热、焊接工艺及后续工艺。3.1减少氢源的对策在焊接中，氢主要来自母材和焊接材料，母材和线材的铁锈、油污染等在焊接高温下产生氢气并扩散到焊接，因此通过以下措施可以减少氢源。选择3.1.1合格的低氢电极，并检查接近焊接材料质量证明文件，确保焊接材料有效。使用3.1.2电极前，必须按照电极说明书进行烘烤和烘烤记录。3.1.3在使用电线之前，必须去除铁锈和污物，表达金属光泽。3.1.4弯杆如果不使用或不使用4小时以上，则不能再弯，也不能再烧2次以上。3.1.5槽切割和加工应使用加工，用氧、乙炔切割时应去除渣、氧化物和表面硬化层。3.1.6组要去除正面及外部表面20mm以上的油、氧化物、铁锈等，用砂轮擦拭，直到金属光泽显现。3.2减少硬化倾向影响的措施1Cr5Mo钢具有硬化倾向、焊接性低、容易出现裂纹，因此焊接过程复杂，可以有效控制焊接工艺，防止或减少出现裂纹的可能性。3.2.1焊接方法和焊接材料(1)焊接方法在管道焊接中，通常使用单面焊接双面成形，如果背面形成不正确，则存在咬边、非熔合和成本接触通过等缺陷，会显着提高1Cr5Mo的冷裂纹敏感度。为了提高后成型的质量，通常使用氩弧焊技术，当公称直径小于DN80(壁厚小于6mm)时，还可以使用全氩弧焊，承插焊球可以直接用作手动弧焊焊接。(2)焊接材料选择要使焊接接头与母料具有相同的高温蠕变强度和抗氧化性，焊接金属必须具有与母料相对应的铬、钼含量。此外，必须根据表3所示的合格焊接工艺评估选择焊接材料表3 1Cr5Mo钢焊接评估(2010焊接工艺评估组件QB FCC/TS06.41-2010)评估编号诗篇材料诗篇规格(mm)焊接方法适用的熔接件厚度(mm)焊接金属厚度(mm)焊接材料1430AWA-MVA335 P5=7GTAW/SMAW1.5-14GTAW:0-6 SMAW:0-8H1Cr5Mo/R5070712AWA-MVA335 P527312GTAW SMAW9-24GTAW:0-6 SMAW:0-18ER80S-B6 (H10Cr5MoVA) R507B0704AWA-MVA335 P5 3232322GTAW SMAW16.5-44GTAW:0-6 SMAW:0-38ER80S-B6 (H10Cr5MoVA) R507B0703AWA-MVA335 P548.35GTAW SMAW1.5-10GTAW:0-6 SMAW:0-6ER80S-B6 (H10Cr5MoVA) R507B为了避免焊接材料错误，必须严格管理焊接材料。l焊接材料应派遣负责保管、发行、回收和详细记录的人员。焊工要拿到电极，必须由专职建筑工程师签名确认。l用于随机检查的现场施工点药；3.2.2严格控制和管理接近焊机焊工是保证焊接质量的决定性因素，焊工质量的高低直接影响焊工的焊接质量。为了保证铬钼钢的焊接质量，该项目需要建立特殊的焊工考试中心，焊工必须按照锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则取得焊工合格证，并且必须通过项目焊工考试中心考试，取得项目焊工合格证，才能进入现场焊工。3.2.3预焊接检查在后焊接以及内外表面的20mm范围内执行表面检查之前，根据需要根据JB 4730执行磁粉或渗透测试，确保槽表面没有包含、裂纹、分层等缺陷。3.2.4焊接前预热预热是改变焊接工艺周期、抑制或减少硬化组织形成、降低焊接残余应力，使氢在焊接接头中容易扩散，从而减少延迟裂纹倾向，防止铬钼钢焊接接头延迟裂纹和再热裂纹的有效措施之一。(1)预热应使用电加热片加热，即使焊口小于DN150，也可以使用氧乙炔火焰加热，但必须确保热量和温度均匀。(2)预热温度测量应慢慢均匀，防止局部过热，火焰加热应使用数字接触式温度计均匀分布预热温度测量点。电加热预热温度测量是用热处理设备的热电偶测量的。(3)预热范围应基于匹配中心线，其中每个面小于3倍墙厚度，大于50mm。(4)1Cr5Mo的预热温度需要250-300 OC。3.2.5焊接技术要求(1) 1Cr5Mo钢接头焊接，达到预热温度，持续5min，应立即焊接初级焊道，一次连续焊接。(2)焊接底部焊道时，应密封喷嘴，防止管子内部通风，从而影响焊接质量。(3)底部焊道焊接后，应立即完成下一层的焊接和连续焊接，中断焊接应立即经过15分钟以上的后热处理后冷却。中断后要继续应用焊接，必须再次预热。(4)多层焊接时，层间温度应等于或略高于预热温度，否则应加热。(5)各层焊接接头应扭曲，层间渣应彻底。(6)焊接时严禁在成本接触部位引弧，在成本接触部位引弧。(7)焊工焊接完嘴后，应立即进行自检，如果外观有缺陷，应立即进行焊接和打磨，合格后，进行后热或热处理。3.3消除焊接应力的对策3.3.1后焊接热后热有效地减少了焊接中氢的有害影响，降低了焊接残余应力，防止焊接接头中出现马氏体组织，防止了氢产生裂纹，因此不能在焊接接头完成后立即进行热处理的焊口应进行后热热处理，后热温度低于15分钟，后热温度应为200-350OC。3.3.2焊后热处理1Cr5Mo钢焊接端口的焊后热处理意味着高温回火、金属高温下强度降低、弹性变形转换为塑性变形以消除焊接残余应力，同时改善金属组织，提高接头的整体机械特性。材料因回火温度要求而异，因此必须根据热处理工艺的要求控制热处理温度。(1)焊接后应立即进行热处理，热处理采用电加热方法，热处理过程中应准确控制加热温度，焊接零件的温度分布均匀。(2)热处理的加热范围以焊接为中心，两侧不低于焊接宽度的3倍(25mm以下)，并且必须在加热区域外的100mm范围内绝热。(3)精确的温度控制，热处理过程中温度偏差不得超过25 ，不超过热处理温度范围，测温元件使用热电偶，使用自动记录表记录热处理曲线，温度测量点位于加热区域，超过1分。(4)不同材料焊接接头之间的热处理温度取决于合金含量高的下限要求，厚度不同的人要求。(5)焊后热处理应严格按照规格要求控制温升、温度调节和冷却过程。国内采用了很多装甲热电偶，直接与主体相结合测量，测量温度和实际温度可能有所偏差，因此热处理恒温温度设置比要求温度高510OC是适当的，但不能高于工序要求的最高温度。规格要求的参数见表4表4焊接热处理参数(SH/T3520-2004，SH3085-1997)分类参数加热速度1.温度在300以下时不受控制。2.加热到300 后，加热速度不得超过5125/c/h，不得超过220/h。恒温温度750780恒温时间1.工艺管道壁厚1毫米温度30min是，超过30分钟。管温度调节时间为1小时以上。冷却速度1.恒温速度的冷却速度不能超过6500/c/h，不能超过260c/h。管要求冷却速度不超过275/h。3.在300 以下不需要控制(6)热处理后硬度的测定热处理后硬度测试率为热处理焊炬的20%，超过1处，每个测量点如下图所示。母材球体热影响球体焊接区域测量硬度值应满足以下要求：管HB241；其他管道HB300。如果硬度值超过规定，就要加倍检查，查明原因，对不合格的焊口进行新的热处理，并进行硬度测试。3.4加强裂纹检测和焊接端口返工措施3.4.1无损检测要求和管理工艺管道焊缝热处理后，要根据设计要求进行RT无损检测，必须在焊缝热处理完成，焊缝24小时完成后进行无损检测。要确保无损检测的质量符合要求，必须在检验员管理、测试流程、测试时机、积分复盖、维修退货、扩展和随机抽样等方面加强质量控制。负责无损检测的高级成员应该对RT胶片进行100%的审查，对可疑胶片进行进一步确认或再测试。3.4.2焊接后返回维修(1)焊接后测试不合格的焊口必须维修，维修时焊接工艺与正式焊接工艺相同。(2)焊接后检测到裂纹和其他常见缺陷，应首先分析输出原因并进行维修。(3)维修用填缝标记位置必须由缺陷检测器执行，并且必须确定根部缺陷在焊缝的哪一侧。(4)消除缺陷后，必须进行配色检查，确保缺陷仍然存在，然后才能进行焊接。(。(5)同一部分的维修不能进行两次以上，如果需要用两次未完成维修的焊接再进行维修，必须准备维修工艺，经工程部门技术组长批准后才能执行，并将焊接维修数、部件及无损检测等结果记录在焊接维修记录中，维修后也要按照原定的方式进行检查。3.5质量保证措施3.5.1建立和完善质量保证体系，确定质量责任体系。3.5.2管理好测量仪器，确保工程测量的效果和准确性。3.5.3对严格