耐硫酸露點腐蝕用09CrCuSb無縫鋼管焊接
露點腐蝕對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 , 就會使設備嚴重腐蝕。耐硫酸露點腐蝕用 09CrCuSb 鋼的主要特點是在中溫中濃度硫酸 ( 如 70 ℃、 50 %H 2 SO 2 溶液 ) 中會發(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 等合金元素補償了由于碳含量較低可能引起的強度損失 , 其淬硬傾向較小 , 焊前無須預熱 , 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 , 焊前進行烘干 , 溫度 380 ℃ , 時間約 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)場施焊位置進行了平焊和垂直俯位的手工電弧焊工藝試驗 , 采用對接和 T 型角接 2 種坡口型式 , 試板材質(zhì) 09CrCuSb , 板厚均為 12 mm 。試驗焊接接頭力學性能均滿足規(guī)定 , 面彎、 背彎合格 , 對角接型式按JB 4708 - 92 進行宏觀金相檢驗 , 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 焊前準備為確保焊縫質(zhì)量 , 焊件坡口尺寸及型式應符合圖樣和工藝規(guī)定 , 施焊前須將坡口兩側各 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)范嚴格控制線能量 , 避免降低焊接接頭的力學性能。② 定位焊長度與寬度應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)進行 , 因為電弧傷及母材表面時會降低該處耐蝕性。焊縫的起點可能會有氣孔出現(xiàn) , 在焊縫末端可能會有縮孔裂紋 , 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和收弧點。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 ,12 mm 厚的 09CrCuSb 鋼在 2 ～ 3 個月內(nèi)就會腐蝕穿透 , 因此 , 焊后必須按技術要求對焊縫進行全面檢查 : 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 焊縫外觀合格后應對設備 A 、 B 類焊縫進行 100 %RT 探傷檢查 , 符合 JB 4730 - 94 Ⅱ 級為合格。對公稱直徑小于 250 mm 的接管與長頸法蘭、 接管與接管對接連接的焊接接頭進行 MT 檢測 , 符合 JB 4730 - 94 Ⅰ 級為合格。若發(fā)現(xiàn)缺陷應立即返修直到合格。3 結語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腐蝕性能 , 不僅要求其具有合格的化學成分 , 還要保證焊接接頭無裂紋、 咬邊等缺陷 , 焊接接頭必須進行 100 %RT 探傷檢查
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