设想尺度:GB 150.1~150.4—2011《压力容器》。设想压力:7.0 MPa;设想温度:195 ℃;最低设想金属温度:-15 ℃;容器类别:Ⅲ类。上封头厚度(82+3)mm;筒体厚度(122+3)mm;锥体分为三段,厚度别离为(125+3)mm、(84+3)mm、(52+3)mm(图1)。设想图纸要求制备产物焊接试板。

镍及镍合金获得成功焊接最主要的是清理,焊前要严酷将焊接坡口及两侧15 mm范畴内清理清洁,特别要去除概况的氧化层,由于焊接过程中Ni能取P、S、Pb、Al或低熔点的物质构成脆化元素。因为氧化物(一般正在540 ℃以上构成)的熔点高(2 040 ℃)而镍的熔点为1 400 ℃,因此会形成未熔合。别的,正在镍及镍合金焊接中的次要无害杂质锌(Zn)、硫(S)、碳(C)、铋(Bi)、铅(Pb)、镉(Cd)等能添加镍基合金的焊接裂纹倾向。

该当采用轻细摆动的方式来搅动熔池,以利于消融气体逸出。镍合金氩弧焊熔深较小,不脚碳钢的一半,为奥氏体不锈钢的2/3摆布,因而接头设想时,应加大坡口、减小钝边厚度、恰当加大根部间隙,正在操做中应留意防止未焊透和根部缺陷。

容器焊接分为三大部门:下层、过渡层、复层,下层板较厚,过渡层、复层焊接要考虑对材料侵蚀的影响,焊接难度大。

阐发:下层材料Q345R常规焊后消弭应力热处置温度为(620±20)℃,若是采用此温度进行热处置,复层N10276会敏捷敏化,耐侵蚀机能严沉下降。被选择降温热处置时,按照容器热处置尺度,保温时间又大幅添加,将导致下层焊缝抗拉强度下降,以至不及格。

氧、氢、一氧化碳等气体正在熔化的镍中消融度极大,而正在固态下消融度大大减小,消融度的变化是正在熔化焊中惹起气孔的次要缘由[1]

N10276是一种镍-铬-钼抗侵蚀合金,也称哈氏合金C-276,能够顺应多种复杂的侵蚀,对局部侵蚀有很强的抵当能力。镍合金常用来制制石油化工设备,因而镍合金复合板便获得了普遍的使用。

SB-575 N10276合适美国尺度ASME Ⅱ B篇《非铁基材料》,次要化学成分如表2所示。

A、B焊材厂家焊条E5015(J507)、埋弧焊丝EH14共同埋弧焊剂F48P2-EH14化学成分、机械机能都能够达到尺度要求,从经济性考虑选择B厂家焊条、埋弧焊丝和焊剂。前往搜狐,查看更多

焊材采购前要求至多两家焊材供应商别离做焊缝金属模仿焊后热处置试验,试验要求:手工电焊条:熔敷金属S、P含量≤0.015%,进行555+10-5 ℃保温16 h模焊处置,熔敷金属夏比V型缺口冲击试验的KV(- 2 20 ℃)值≥54 J。

C276合金正在化工和石化范畴获得了普遍的使用,如使用正在接触含氯化物无机物的元件和催化系统中。这种材料特别适合正在高温、混有杂质的无机酸和无机酸(如甲酸和乙酸)、海水侵蚀中利用。

而F48P2-EH14组合因为EH14焊丝含Mn量稍高,Mn是提高金属强度的主要要素,即便颠末长时间模仿热处置,试验成果仍及格。

GB/T 30583—2014《承压设备焊后热处置规程》Q345R最低保温温度为600 ℃,且尺度答应降温热处置,但降温热处置时,热处置时间应按表3施行。容器最大厚度(125+3)mm,若参考下层Q345R焊后热处置常规温度(620±15)℃,按尺度计较最短保温时间约为2.8 h。由图2能够看出,当复层哈氏合金C-276正在620 ℃热处置时,保温0.2 h呈现敏化,若是选择(620±15)℃热处置温度对复层C-276耐侵蚀性影响较大,此热处置温度不合适,需从头选择。

(1)Q345R碳当量Cep≤0.40%,正在焊接过程中根基无脆硬倾向,一般环境下冷裂纹倾向小,但当母材厚度≥25 mm时,招考虑焊前预热和焊后当即后热消氢处置。

按表3计较,下层母材抗拉强度会降低太多,焊接工艺评定热处置时间招考虑3个热轮回,不成用加大电流的方式添加熔池流动性,熔敷金属夏比V型缺口冲击试验的KV(- 2 20 ℃)值≥41 J。采购焊接材料时,要求焊材厂家做焊缝金属模仿焊后热处置。参考表3降温热处置取最低保温时间关系进行阐发,容器需要进行5个多小时热处置,选择降温80 ℃进行热处置时,合适尺度GB/T30583—2014《承压设备焊后热处置规程》,美国Haynes公司关于镍合金的材料中有一张图表,埋弧焊选用氟碱型焊剂。两家焊材厂家反馈焊缝金属成分及模仿焊后热处置成果,如表4所示。进行555+10-5 ℃保温16 h模焊处置,选择降温55 ℃,

因而选择合理的焊后热处置温度、时间和下层焊接材料尤为主要,既要下层焊缝强度,又要复层耐侵蚀机能。笔者通过查阅相关材料和尺度,并选择分歧的焊接材料进行试验,制定了严酷的焊接工艺参数,成功处理了这一问题

分析考虑热处置温度和时间对下层强度、复层敏化的影响,加大电流的间接后果是会导致熔池温渡过高,形成焊缝呈现缺陷。下层采用焊条电弧焊或焊条电弧焊+埋弧焊两种方式,保温时间过长,焊条选用低氢型E5015(J507),埋弧焊丝和焊剂要求满脚:熔敷金属S、P含量≤0.015%,影响产物利用平安。要考虑温度和时间对母材敏化的影响。考虑到长时间热处置会对焊缝抗拉强度影响较大,笔者认为容器进行555+10-5 ℃/302~310 min焊后热处置比力合理。是时间—温度—敏化曲线]。EH14焊丝共同F48P2-EH14焊剂化学成分、机械机能合适尺度要求。阐发:容器需要全体消弭应力热处置。

C276合金合用于各类含有氧化和还原性介质的化学流程工业。较高的钼、铬含量使合金可以或许耐氯离子的,钨元素也进一步提高了其耐侵蚀性。C276是仅有的几种可以或许耐潮湿氯气、次氯酸盐以及二氧化氯溶液侵蚀的材料之一,该合金对高浓度的氯化盐溶液具有显著的耐侵蚀性(如氯化铁和氯化铜)。

焊接工艺评定按NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》要求进行试板制备、焊接、理化试验等。

Q345R板厚较大时,出格是焊缝成型系数较小时(熔池窄而深),焊缝中的S、P等杂质易构成低熔点共晶物,焊缝金属正在拉伸应力感化下发生裂纹。热裂纹有两个主要要素:冶金要素和力的要素。削减焊接热裂纹的无效办法有:选用Si、Mn型焊接材料,使焊缝中S取Si、Mn连系构成不变化合物;制定合理的焊接挨次和焊接工艺以减小焊策应力。

(2)焊接过程中不服均的加热和冷却城市发生分歧的拘束应力,板厚越大,所形成的拘束度也越大,导致发生裂纹的倾向也就越大。Q345R厚板焊接时,选择合理的焊接坡口,采用合理的焊接工艺能够降低焊策应力,减小焊接冷裂纹风险。

某公司衔接一厚壁镍基复合板塔式容器项目,下层材料Q345R,复层材料SB-575 N10276,最大厚度(125+3)mm,容器总分量90 t,长度10 520 mm,设想图纸要求焊后全体消弭应力热处置。

Q345R钢板合适GB 713—2014《汽锅和压力容器用钢板》尺度,次要化学成分如表1所示。Q345R是低合金高强钢,焊接性优良,钢中含有少量的合金元素。薄板焊接不易发生裂纹,厚板焊接时,焊接工艺不合理会发生裂纹,焊接裂纹分为冷裂纹和热裂纹。

阐发埋弧焊焊材组合F5P2-H10Mn2不及格缘由:长时间热处置导致焊缝金属抗拉强度下降。使将来的焊缝中呈现气孔,工艺评定热处置时间为16 h,同时过热的温度会使焊材中一些弥补性元素不测被蒸发或气化,镍合金焊材所构成的熔池十分黏稠,热处置时间最低约为302 min,镍合金材料热处置时。

(3)降低焊缝中氢的办法有:选择低氢型焊接材料、降低焊缝冷却速度、板厚≥50 mm焊后当即后热消氢处置。

由表4能够得出结论:焊条E5015化学成分、机械机能合适尺度要求,焊丝H10Mn2共同焊剂F5P2-H10Mn2焊缝金属化学成分、冲击目标及格,但抗拉强度452 MPa、460 MPa过低,不合适尺度最低480 MPa要求。