催化重整加熱爐爐管焊接工藝試驗研究

1、Eq u i p m e n tM a n u f a c t u r i n gTe c hn o l o g yNo ． 2， 2 0 0 5引言 催化 重整加 熱爐爐管焊接 工藝試驗研 究 陳 淵 ， 李 俊。 ， 張琳琳 ， 陳家權 ( 1 ．廣西大學 ， 廣 西 南 寧 5 3 0 0 0 0 ； 2 ．中國石油六 建公 司 ， 廣西 桂林 5 4 1 0 0 4 )摘要 ： 結合某煉 油工程 催化重整 裝置 四合一 爐爐

2、管焊接施 工要 求 ， 對爐 管用鋼 的焊接 性進行 了試 驗研 究 ， 并進行 了T I G 焊和手 工 電弧焊 的工藝評定 。 試驗 結果表 明 ， S T FA2 6耐熱鋼有較 高的淬硬傾 向和 冷 裂敏 感 性 ， 采取 焊前 預 熱和 焊后 熱處理 措施 ， 有 利 于改善 焊接接 頭的力 學性 能 。關鍵詞 ： 爐 管； 可焊性 ； 焊接 工藝 ， 裂紋敏 感性 中圖分類號 ： TO 4 4文獻標 識碼 ： A文章編號 ：

3、1 6 7 2 —5 4 5 X( 2 0 0 5 ) 0 2 —0 0 1 4 —0 3C r 9 Mo耐 熱鋼 具 有 良好 的高 溫 力學 性 能 及耐 H。 S腐蝕 能力 ， 其使用 溫度 可達 6 5 0C， 抗 高溫 氧化 溫度高達 7 5 0C， 被廣泛用 于制造 高 爐 、 過 熱器 及熱 交換器 或加熱爐 的爐管 。 由于該鋼種合金 含量較高 ，具 有較 大 的淬硬 傾 向和 冷裂 敏 感性 [ 1 叫] ， 需要 采

4、 取 必要 的工 藝措施 來保證焊 接質量 。某 煉油工程選 用 C r 9 Mo耐熱鋼 管材 ， 用于催 化重 整裝 置 四合 一爐 受 熱面管 系生產 。 為保證 爐管焊接質 量及運行 可靠性 ，對爐管進行 了較 全面 的焊接性 能和焊接 工藝試驗研 究 ， 試驗結果 已成功用 于焊 接生產 ， 確保 了工程 項 目的順利 進行 ， 顯現(xiàn)出 良好 的經濟效果 。1 爐 管用鋼的焊接性能 試 驗 用 鋼 為 日本 住 友 金 屬 株

5、式 會 社 生 產 的C r 9 Mo耐 熱 合 金 鋼 無 縫 鋼 管 ， 材 料 牌 號 為 J I SG3 4 6 7S T F A2 6 。 試驗用 鋼板是將退火 態(tài) 的7 3 mm×7 mm 鋼管 用鋸 床切 開 ， 再 經壓 力機 壓平 而 成 ， 壓 平后 的鋼板未經任 何退火處理 。該鋼的化學 成分和 力 學性能見表 1和表 2 。表 1S TF A2 6鋼 化 學成 分 表 2S T F A 2 6 鋼 機械

6、 性 能 試 驗 用 鋼 的 碳 當 量 C E N ( I I W ) [達 到 2 ． 1 1 8， 可 見 S T F A2 6 鋼 有 較 大 的 淬 硬傾 向 和 冷 裂紋敏感性 。 為此 ， 采用小鐵研試 驗方法評 定爐管用 鋼 的冷裂敏感 性和確 定焊接預熱 溫度 。焊 接試樣尺 寸 為 2 0 0 mm×1 5 0 mm×7 mm， 采 用 手 工 電弧 焊 施 作 者簡介 ： 陳 淵( 1 9 7

7、O 一) ， 男 ， 廣西 大學 機械 工程 碩 士研究 生 。收 稿 日期 ： 2 0 0 5 —0 5 一O 61 4焊 。手 工 電弧焊 試驗 條件 ： 采用 2 ． 5 mmR 7 0 7焊 條 ， 焊接 電流 6 0 A～ 6 5 A， 電弧 電壓 2 2 V， 焊 接 速度 1 2 ． 9 c m／ mi n ( 線 能量約 6 ． 6 k J ／ c m) ， 采 用直 流反接 。分別 在室溫 、 預熱 2 0 0 ℃和預

8、熱 2 5 0 ℃三種條 件下焊 接試 件 。焊接前 ， 焊條要經過 4 0 0 ℃ ×2 h的烘 干處理 ， 并 存放在 1 5 O ℃的恒溫保 溫箱 中 ， 隨用隨取 。 焊后試樣 靜置 4 8 小 時 ， 用工具顯微 鏡觀測焊縫表 面和根 部裂 維普資訊 http://www.cqvip.com Eq u i p me n tM a n uf a c t u r i n gTe c h n o l o g yNo ． 2

9、， 2 0 0 5試 驗結 果表 明 ： 經 過預熱 和焊 后熱處 理 的焊 件 的焊縫 及熱 影響 區(qū)的 硬度 明顯 降低 ； 焊接 接頭 的抗 拉 強度較母 材高 ， 斷裂部位均 在母材 上 ， 拉伸斷裂 過 程 具有 典型 的塑性 斷裂 特征 ； 試 驗機 彎曲直 徑 為 2 0 mm， 每塊 焊板各 取一 個橫 彎和側 彎試 件 ， 結果 所 有試 件彎 曲至 1 8 0 。 都未發(fā) 現(xiàn)裂 紋 ， 只是焊 接 接頭 熱 影響 區(qū)

10、附近產生較 明顯 的塑性變形 。3結 論 ( 1 ) S T F A2 6 鋼可焊性 較差 ， 具有較 高的淬 硬傾 向和冷裂 敏感 性 。 在焊接前需 要采用焊前 預熱措施 ，降低焊接裂 敏感 性 。預熱溫度不要 低于 2 0 0 ℃；( 2 ) 采 取焊 前預熱 和焊后 熱處理 有 利于 改善 焊 接接 頭的力學性 能。參考文 獻 ：[ 1 ]中國機械工程學會焊接學會編 ． 焊接手冊 ( 第 2 卷) ，材 料的焊接[ M] ． 北

11、京 ： 機械工業(yè) 出版社 ， 1 9 9 2 ． 6 1 ～6 4 ．[ 2 ]錢 昌黔 ． 耐熱鋼焊 接[ M] ． 北 京： 水利 電力 出版社 ，1 9 8 8 ．[ 3 ] 王 同芬 ． 9 C r 1 Mo V鋼焊接性試驗及其應用 [ J ] ． 焊接，19 9 5 ， ( 】 ) ．Ex p e r i m e nt a lS t u d yo nt h eW e l d i n gPr o c e d u r e sFo

12、rTu b e so fCa t a l y t i cRe f o r mi n gFu r n a c eCHEN Yu a n， LIJ u n 。 ， Z HANG Li n — l i n， CHEN J i a — q u a n( 1 ．Gu a n g x iUn i v e r s i t y，Na n n i n gGu a n g x i ，5 3 0 0 0 0， Ch i n a；2 ．Th eS i x

13、 t hC o n s t r u c t i o nC o mp a n yo fC h i n aP e t r o l e u m ， Gu i l i nGu a n g x i5 41 0 0 4 。 Ch i n a )Ab s t r a c t ： Ane x p e r i me n ts t u d yi sma d et Ot h ewe l d a b i l i t yO ft h es t e e l0 ff

14、 u r n a c et u b ei na c c o r d a n c ewi t ht h ewe l di n gr e q u i r e me n t sf o rt h ef u r n a c et u b eo ft h e4 - i n 一 1c a t a l y t i cr e f o r mi n ge q u i pme n ti nt h er e f i n e r ye n g i n e e r

15、 i n g ． Th ep r o c e d u r e so fTI G we l d i n ga n dS M AW a r ea l s oa s s e s s e d． I th a sb e e nf o u n dt h a tt h eSTFA 2 6h e a t — r e s i s t a n ts t e e lp o s s e s s e sh i g h e rq u e n c hh a r

16、d e ni n gt e n d e n c ya n dc o l dc r a c k i n gs e n s i t i v i t ya n dt h eme c h a n i c a lp r o p e r t i e so fwe l d e ds e a m c o u l db ei mp r o v e db yme a n so fp r e h e a t i n ga n dp o s t — we l

17、 dh e a tt reat m ent．Ke ywo r d s： f u r n a c et u b e；we l d a b i l i t y；we l d i n gp r o c e d ur e；c r a c k i n gs e n s i t i v i t y·爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · 奪 · ·

18、; 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · 奪

19、 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭 · · 爭· · 爭 ( 上 接 第 7頁)S

20、 i mu l a t i n gt h eFl o w Fi e l dwi t hM i n i a t u r eGAN J i a — y e， LI N ( Gu a n g x iUn i v e r s i t y，S c h o o lo fCh e mi c a li nt h eH e a tEx c h a n g e rTu b eH y dr a u l i cTu r b i n eQi n g - y

21、u， W U s h u a n gE n g i n e e r i n g， Na n n i n gGu a n g x i5 3 0 0 0 4 ， Ch i n a )奪 · 奪 · 奪 Ab s t r a c t ： I ti sap a t e n tt e c h n o l o g yt ou s eM i n i a t u r eHy d r a u l i cTu r b i n ei

22、nHe a tE x c h a n g e rTu b e ( M HT)i nf o u l i n gp r e v e n t i o no nl i n ea n de n h a n c i n gh e a tt r a n s f e r ． Ast h er o t a t i n gp e r f o r ma n c eo ft h eh y d r a u l i ct u r b i n eh a sg r e

23、 a te f f e c t so nf o u l i n gp r e v e n t i o na n dhe a tt r a n s f e re n h a n c i n g，i ti so fs i gn i f i c a n c et os t u d yo nt h et u r b u l e n tf l o w i nt h eh e a te x — c h a n g e rt u b et Oi mp

24、 r o v et h er o t a t i n gp e r f o r ma n c eoft h eh y d r a u l i ct u r b i n e ．Th eCFD s o f t wa r ei su s e df o rt h enu me r i c a ls i mu l a t i o no ft h et u r b u l e n tf l o w i nt h eh e a te x c h