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  • 合金钢管15CrMo

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    15crmo合金钢管:钢系珠光体组织耐热钢,在高温下具有较高的热强性(δb≥440MPa)和抗氧化性,并具有一定的抗氢腐蚀能力。由于钢中含有较高含量的Cr、C和其它合金元素,钢材的淬硬倾向较明显,焊接性差。

     方案Ⅰ:焊接预热,采用ER80S-B2L焊丝,T1G焊打底,E8018-B2焊条,焊条电弧焊盖面,焊后进行局部热处理。方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊丝,T1G焊打底,E309Mo-16焊条,焊条填充电弧焊盖面,焊后不进行热处理。焊丝和焊条的化学成分及力学性能见表1。
     15crmo合金钢管化学成份:
     

      

    材质 C Si Mn Mo Cr
    15CrMo 0.12~0.18 0.17~0.37 0.40~0.70 0.40~0.55 0.80~1.10

      焊接时,第一层采用手工钨极氩弧焊打底,为避免仰焊处焊缝背面产生凹陷,送丝时采用内填丝法,即焊丝通过对口间隙从管内送入。其余各层采用焊条电弧焊,共焊6层,每个焊层一条焊道。    焊接工艺评定试验试件焊后按JB4730-94《压力容器无损检测》标准进行100%的超声波探伤检验,焊缝Ⅰ级合格。按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行焊接工艺评定试验。评定结果见表5。
      从拉伸试验结果可知,两种方案的拉伸试样全部断在母材,说明焊缝的抗拉强度高于母材;弯曲试验全部合格,说明焊缝的塑性较好。根据表5中的冲击韧性试验结果可知,方案Ⅰ的冲击韧性明显高于方案Ⅱ,证明方案Ⅰ的焊后热处理规范比较理想,高温回火不仅达到了改善接头组织和性能目的,而且使韧性与强度配合适当。从室温机械性能结果可知,所推荐的两种焊接工艺方案均可用于现场施工。方案Ⅰ采用了与母材成分接近的焊条,焊缝性能同母材匹配,焊缝应具有较高的热强性,焊缝在高温下长期使用不易破坏。难点是焊后热处理规范较为严格,回火温度和保温时间及加热和冷却速度控制不当反而会引起焊缝性能下降。方案Ⅱ采用了奥氏体不锈钢焊条施焊,虽然可以省去焊后热处理,但由于焊缝与母材膨胀系数不同,长期高温工作时可发生碳的扩散迁移现象,容易导致焊缝在熔合区发生破坏。因此,从使用可靠性考虑,现场采用方案Ⅰ施焊更为稳妥。结论:15CrMo钢厚壁高压管的焊接采用两种焊接方案均为可行。为了保证焊缝性能同母材匹配且具有较高的热强性,采用方案Ⅰ效果更佳,关键是要严格控制焊后热处理工艺。                                                                    方案Ⅱ虽可省去焊后热处理,但焊缝在高温下发生碳的迁移扩散而导致焊缝破坏的可能性不容忽视,因此,只有在焊后无法进行热处理时才慎重采用。

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