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技術(shù)資料

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15crmo消磁焊接

發(fā)布時(shí)間:2020/02/15 點(diǎn)擊量:
需要更換材質(zhì)為15CrMo鋼管,其輸送介質(zhì)為高壓蒸汽,管線設(shè)計(jì)壓力4Mpa,設(shè)計(jì)溫度為460℃,規(guī)格為 325mm×14mm。進(jìn)行新舊管線連頭時(shí),遇到了強(qiáng)磁力干擾,即在點(diǎn)固焊接時(shí),焊接電弧嚴(yán)重偏向一側(cè),金屬或電弧產(chǎn)生爆鳴,無法正常引燃電??;當(dāng)采用鎢極氬弧焊時(shí),電弧不在鎢極尖端燃燒,而向氬氣噴嘴一側(cè)燃燒。通過對(duì)新舊管線磁性進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)新管局部有磁性,而舊管整體帶有很強(qiáng)的磁性,使焊接無法正常進(jìn)行。

 

1.管線的磁源分析與消磁
 
(1)磁源分析  
 
新管道的局部剩磁是由于焊接坡口在預(yù)制過程中使用磁力切割機(jī),并采用角向磨光機(jī)修磨時(shí)引起管端處帶磁;舊管線因長(zhǎng)期在高溫狀態(tài)下運(yùn)行,周邊電磁環(huán)境復(fù)雜,磁粉無損檢測(cè)產(chǎn)生的剩磁等原因?qū)е鹿芫€整體磁性很強(qiáng)。
 
(2)消磁與導(dǎo)磁  
 
對(duì)新管線因長(zhǎng)度有限,消磁容易。但對(duì)舊管線由于整體磁性很強(qiáng),現(xiàn)場(chǎng)無法消磁,為了不影響檢修施工進(jìn)度和焊接質(zhì)量,我們采用了消磁與導(dǎo)磁相結(jié)合的辦法,即在施工現(xiàn)場(chǎng)把預(yù)制好的新管線吊裝就位后與舊管線坡口對(duì)齊,利用管道磁力切割機(jī)在對(duì)齊的焊口上空轉(zhuǎn)運(yùn)行做試驗(yàn)消磁。結(jié)果證明,管道磁性切割機(jī)在焊口處運(yùn)行幾圈后,管壁口的磁性有所減弱;然后把磁力切割機(jī)停留在焊口的上方,再用磁性較強(qiáng)的磁鐵1~4塊,吸到焊縫的仰焊處,使焊縫兩側(cè)的磁場(chǎng)分布均勻,減弱了焊接時(shí)的磁偏吹。

 

2.帶磁鋼管的焊接
 
(1)15CrMo材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能(見表1)
 
(2)焊接方法選擇  
 
用手工鎢極氬弧焊打底,焊條電弧焊填充蓋面。
 
(3)焊接材料的選擇  
 
為了保證15CrMo鋼管在高溫、高壓條件下長(zhǎng)期運(yùn)行,適當(dāng)提高Cr、Mo含量,可提高鋼管的高溫蠕變強(qiáng)度。鉻與氧的親和力比鐵大,高溫時(shí)能形成結(jié)構(gòu)致密的氧化鉻,從而提高鋼管的高溫抗氧化性。因此焊接時(shí)選用H13CrMoA焊絲打底,E5515-B2焊條填充蓋面。其化學(xué)成分如表2所示。
使用前焊絲表面的油銹清理干凈,焊條烘干溫度350~380℃,恒溫1~1.5h,烘干的焊條用焊條保溫筒領(lǐng)用,領(lǐng)出后超過4個(gè)小時(shí)應(yīng)重新烘烤,且重新烘烤次數(shù)不得超過兩次。
 
氬氣純度要求99.99%,保護(hù)氣體流量控制在8-12L/min。

 

(4)焊前的準(zhǔn)備  
 
采用火焰磁力切割機(jī)加工出30°V形坡口,用角向磨光機(jī)磨除淬硬層。坡口加工完成后進(jìn)行外觀檢查,表面不得有裂紋等缺陷。同時(shí),將坡口兩邊20mm范圍內(nèi)的油、漆、污、銹等清理干凈,打磨出金屬光澤。
 
定位焊的焊接工藝應(yīng)與正式焊接工藝相同,在時(shí)鐘的2點(diǎn)、4點(diǎn)、8點(diǎn)和11點(diǎn)鐘位置進(jìn)行定位焊,定位焊焊縫的長(zhǎng)度30~40mm,定位焊縫的預(yù)熱溫度取正式焊接時(shí)預(yù)熱溫度的上限,要在自由狀態(tài)下進(jìn)行,避免產(chǎn)生組裝應(yīng)力。
 
(5)焊接參數(shù)  
 
焊接工藝參數(shù)如表3所示。

(6)焊接  
 
定位焊后,用電加熱法或火焰加熱法進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱應(yīng)在坡口兩側(cè)均勻進(jìn)行,預(yù)熱溫度150~250℃。測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在整個(gè)圓周均勻分布,如預(yù)熱溫度不夠要繼續(xù)加熱,達(dá)到預(yù)熱溫度后才能進(jìn)行焊接。
 
采用手工鎢極氬弧焊打底,從仰焊位置起焊,為避免仰焊根部焊縫背面產(chǎn)生凹陷,采用內(nèi)送絲法,即焊絲通過對(duì)口間隙小角度從管內(nèi)向熔池添加,這樣既保證了根部焊接質(zhì)量,也解決了仰焊根部凹陷的問題。隨著焊接位置的移動(dòng),磁鐵位置也要移動(dòng)。在磁力的作用下定位焊質(zhì)量難以保證,當(dāng)焊接到定位點(diǎn)焊部位時(shí),用磨光機(jī)磨掉定位焊點(diǎn),依次完成打底焊。
 
打底焊完成后,采用焊條電弧焊進(jìn)行填充層及面層的焊接,層間溫度應(yīng)稍微高于預(yù)熱溫度范圍的下限值,每層的焊條接頭應(yīng)錯(cuò)開,焊口焊完后及時(shí)熱處理。
 
(7)焊后熱處理  
 
焊接完畢后立即進(jìn)行熱處理,加熱溫度650~670℃,保溫1h。其目的是為了減少焊接殘余應(yīng)力,消除擴(kuò)散氫含量,保證15CrMo管線質(zhì)量和性能。
 
(8)檢驗(yàn)
 
焊后熱處理完畢后,冷卻至24小時(shí)后,對(duì)焊口進(jìn)行100%射線探傷,射線探傷結(jié)果合格。然后對(duì)焊縫進(jìn)行硬度測(cè)定,均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。    
 
3.結(jié)語
 
(1)在舊裝置維修中,舊管線要做到完全消磁或減磁是很困難的,用強(qiáng)磁性的物體作為傳遞導(dǎo)體,使其焊縫兩端的磁性減弱或磁場(chǎng)分布均勻,達(dá)到減輕磁偏吹的目的,取得了很好效果,這種焊接方法具有實(shí)用性,可靠性。
 
(2)15CrMo新舊管線焊接完畢后,先進(jìn)行焊后熱處理,再進(jìn)行射線探傷,比焊接完就進(jìn)行射線探傷,再進(jìn)行焊后熱處理的效果要好。
 
綜上所述,采取以上方法進(jìn)行帶磁性15CrMo管線的焊接,效果較好,這為今后檢修中遇到類似的問題,提供了一種簡(jiǎn)單易行的解決方法。
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