换热器用16Mn+304复合钢板焊接工艺

点击：1777 日期：[ 2014-04-26 22:05:54 ]

换热器用16Mn+304复合钢板焊接工艺于安达袁军 (兰州石油化工维达公司,甘肃兰州730060) 摘要:针对浮头式换热器结构特点和其本体所用复合钢板焊接特点,从焊接材料、焊接方法的选择,焊接工艺评定,到焊后检验均进行了系统分析和设计。结果表明所制订的焊接工艺合理,产品焊接质量满足使用要求。关键词:浮头式换热器;复合钢板;焊接工艺中图分类号:TG434 由于复合钢板的不锈钢工作面与工作介质相接触,具有良好的耐腐蚀性能,而强度主要靠基层来保证,降低了综合制造成本,因此,被广泛的应用于各种常用石油化工设备中。但复合钢板的焊接工艺比较复杂,特别是对过渡层及复层的焊接要求很高[1、2]。因此对复合钢板的焊接,进行焊前的焊接性分析,焊接工艺参数的选择是保证焊接质量的关键[3~7]。本文针对换热器用16Mn+304复合钢板的焊接工艺进行了研究。 1　换热器结构及技术参数本文设计的浮头式换热器采用16MnR+304 复合钢板,换热器结构如图1所示: 下面是它的技术参数及检验要求: 设计压力:壳程2.1Mpa管程2.1Mpa 设计温度:壳程400℃管程400℃ 工作介质:壳程渣油管程原油规格:内径Φ900mm壁厚16+3mm 焊缝类型:多层检验要求:压力试验耐压试验:壳程3.57Mpa管程3.57Mpa 无损检测方法RT,MT,PT 2　焊接材料的选择 2.1　基层焊接材料选用碱性低氢钠型焊条E5015(J507)Φ4mm 其抗裂性较好。 2.2　过渡层焊接材料的选择由于基层金属中合金元素含量少,对过渡层成份有稀释作用。这样的结果是奥氏体形成元素不足,可能形成马氏体,增加了脆性,容易产生裂纹。为保证过渡层的抗裂性和力学性能采用E309-16 (A302)Φ4mm焊条。 2.3　复层焊接材料的选择为保证复层化学成份,选用E308-16(A102) Φ4mm焊条。 3　焊接方法的选择 3.1　基层焊接方法由于工件直径较大,复层侧基层采用焊条手弧焊,背面清根后盖面。 3.2　过渡层焊接方法焊接时要尽量减少熔合比,以减少对焊缝金属的稀释作用,对比几种焊接方法发现焊条电弧焊熔合比低,变化范围小,焊缝成份稳定。 3.3　复层焊接方法由于复层较薄,考虑到生产成本,选用焊条手弧焊。 4　焊接工艺评定 4.1　坡口形式及尺寸选择坡口形式时,充分考虑了过渡层的焊接特点,焊接时,先焊基层,然后焊过渡层,最后完成复层的焊接。为了尽量减少复层的焊接量,避免复层焊缝多次受热,以提高复层焊缝的耐腐蚀性。坡口采用机械加工,焊前要求将坡口两侧不小于10mm 宽度基层的复合层剥掉,剥去厚度3.5-4.0mm, 如图2所示: 4.2　工艺参数 5　焊接检验 5.1　无损检测基层焊接完成后对焊缝进行RT检测,在复层焊之前,对基层焊缝进行打磨,打磨完成后在焊缝表面进行磁粉检测;复层焊完成后在复层堆焊面进行渗透检测。 5.2　焊接接头力学性能检验按《JB4744—2000》标准对产品焊接试板力学和弯曲性能进行检验,试验结果如下表2所示,各项性能均符合要求。 5.3　安全性能检验为了确保设备的安全可靠,分别对壳程、管程、管头进行了压力试验检验。同时为了使设备具有良好的焊接性,分别对浮头盖和管箱进行了热处理试验。 6　结论该设备在完成焊接后按照有关标准进行了各种检验,检验结果表明:该设备力学性能、弯曲性能良好,符合要求。所测实际压力试验曲线与设计要求压力试验曲线相吻合,经3.57MPa试验,无渗漏;无可见的异常变形;无异常响声。投入应用中效果良好,表明该焊接工艺是合理的。参考文献: [1]　中国机械工程学会焊接学会.焊接手册(2)材料的焊接.北京:机械工业出版社,2003. [2]　周振丰.焊接冶金学-金属焊接性.北京:机械工业出版社,2000. [3]　郑建西,张连宝,何惠玲,等.不锈钢复合钢板的焊接工艺.焊接,2005,(1):28-30. [4]　史维琴,陈保国.16MnR+0Cr13复合钢板焊接工艺.电焊机,2006,36(12):63-65. [5]　施昱,陈娟,吴常红.16MnR+0Cr18Ni9复合钢板的焊接.焊接技术,2006,35(1):28-30. [6]　王占英,李桓,张永清.不锈复合钢制压力容器的焊接工艺.焊接技术,2006,35(6):26-28. [7]　马艳波,邢卓.复合钢板焊接技术.焊接,2006,(12): 39-42.

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