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INCOLOY800HT材质管道的焊接及热处理
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来源：INCOLOY800HT材质管道的焊接及热处理 日期：2013-01-31 12:37:59 人气：标签：INCOLOY800HT材质管道的焊接及热处理
incoloy800ht材质管道的焊接及热处理李雪梅 郁东键 （中国石化集团第四建设公司，天津 300270） 摘要：本文对incoloy800ht管道进行了焊接性分析，通过焊接工艺评定制定了合理的焊接工艺及热处理工艺，用于指导生产，保证了焊接质量。 关键词： incoloy800ht 焊接及热处理 工艺 0前言
c
mn
si
s
cr
ni
fe
cu
ti
al
ti+al
0.06~0.10
≤1.5
≤1.0
≤0.015
19.0~23.0
30.0~35.0
≤39.5
≤0.75
0.15~0.60
0.15~0.60
0.85~1.20
抗拉强度σb （mpa）
屈服强度σs （mpa）
延伸率δ5（%）
≥170
≤450
≥30
1.1热裂纹incoloy800ht具有高的焊接热裂纹敏感性，在弧坑处易产生火口裂纹。首先晶间液膜是引发镍基合金单相奥氏体焊缝凝固裂纹的 主要的冶金因素。母材中硫含量小于0.015%的，配用焊丝及焊条中硫含量也应控制在0.015%以内，含硅量均需严格控制。必须防止上述有害元素的混入，因此焊前彻底清除含硫或铅的一些污物是很必要的工序；选用与母材匹配的焊接材料是防止焊接热裂纹的重要措施。另外焊接区的应变或应变速率是影响产生焊接热裂纹的力学因素。一般情况下采用合理的装配与焊接次序、选用较小的线能量、及时填满弧坑等工艺措施对防止热裂纹均是有益的。1.2焊接热循环的影响在焊接的热作用下，焊缝和基本金属容易过热，造成晶粒粗大，使接头力学性能和耐腐蚀性能下降。焊接时应严格控制层间温度。1.3焊接气孔的敏感性incoloy800ht流动性偏低，在焊接快速冷却的凝固条件下，极易产生气孔；在氧化性焊接气氛下气孔形成机率影响更大，在还原性较大时氢气孔也是敏感的。在焊前必须清除坡口及其附近区域的氧化皮、各种涂料油漆等，更好的防止焊缝气孔。1.4夹渣由于incoloy800ht液态焊缝金属流动性和润湿性差，穿透力小，熔深浅，容易产生未焊透、夹渣、未熔合等缺陷。焊接时宜采用多层多道焊，每道焊完应进行检查。2焊接工艺评定 2.1试件用于焊接工艺评定的incoloy800ht材料标准为asme sb-409，采用的试件是从1067×23.81mm的管上截取的一部分，具体的化学成分见表2。2.2焊材用于焊接工艺评定的焊接材料为：焊丝inconel617，规格：φ2.4；焊条inconel117，规格：φ3.2。2.3根据现场实际情况，焊接坡口采用单面v形坡口。2.4采用立焊位置焊制焊接工艺评定试板。 2.5试板经焊接、热处理后外观检查合格，内部质量经x射线探伤达到jb4730-94 i 级，合格。2.6工艺评定结果我们按asme ix《焊接和钎焊评定标准》的规定检验试样，测定性能，没有发现任何缺陷，评定合格。力学性能试验结果见表3。
70゜ 2mm-3mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图1焊接接头型式简图3.3焊前清理清洁是成功焊接镍合金的重要条件之一。焊件组对前，应对坡口两侧各50mm范围内进行清理，油污可用丙酮脱脂，对不溶于脱脂剂的漆和其它杂物，可用氯甲烷、碱等清洗剂清洗，被压入焊件表面的杂物可用磨削或10%盐酸溶液清洗。并用水冲净，干燥后方能焊接。3.4焊接工艺参数
当焊件温度低于15℃时,应对焊缝两侧各300mm范围内加热至15~20℃，且应热透，层间温度低于100℃。氩弧焊时，电流为直流，极性为正极性，焊接电流为70a~100a，电压为13v~18v，焊接速度5cm/min~7cm/min。手工电弧焊时，电流为直流，极性为反极性；焊接电流为80a~130a，电压为25v~32v，焊接速度5cm/min ~10cm/min。3.5焊后热处理当材质在855℃以上的工况下使用时，为了消除焊接残余内应力，细化晶粒，以提高材质的高温抗氧化性能，避免高温时效下工作产生裂纹。焊后热处理温度为900℃±10℃，保温时间为2小时，热处理采用电阻炉进行整体热处理。热处理工艺参数如下表4，热处理曲线见图2。 表4焊后热处理参数 热处理 温度（℃） 恒温 时间 升 温 速 度 冷却速度 900℃±10℃ ≥2h 500℃以下，加热速度不超过150℃/h，500℃到850℃加热速度不超过100℃/h，850℃时恒温0.5h，850以上，加热速度不超过50℃/h 保温状态下缓冷
0 7.5 500 t（℃ 850 900 3.5 11 8 9 t(h 保温状态下自然冷却
图2 热处理曲线4焊接实际应用 我们在50万吨/年乙苯/苯乙烯装置中的高温工艺管线的焊接施工中，针对incoloy800ht的焊接特点，制定了正确焊接工艺，并结合焊接工艺评定编制焊接工艺指导书，用于指导生产，由于公司首次使用此种焊材，所以对所有参加施焊的焊工进行了有针对性的焊接操作技能培训和考试。施工中，除了严格执行焊接工艺外，还要注意以下几方面：（1）钨极氩弧焊时，底层焊及第二层焊接时，焊缝背面应采取充氩保护，焊接过程中焊丝加热端必须处于气体�；さ淖刺�，不能用来搅动熔池。（２）焊接时采用短弧不摆动或小摆动的操作方法。（3）对于小直径的管子，焊接中宜采取在焊缝两侧加装冷却铜块或用湿布擦拭焊缝两侧等措施，减少焊缝的高温停留时间，增加焊缝的冷却速度。（4）焊缝采用多层多道焊时，底层焊道完成后，应采用放大镜检查焊道表面；每道焊接后应彻底清除焊道表面的熔渣并进行表面检查。（５）焊接过程中，派专人用电子测温仪监控层间温度。（６）热处理时，严格按照设计规定的热处理参数进行。我们通过采用以上的焊接工艺及措施，在50万吨/年乙苯/苯乙烯装置高温工艺管线施工中，一次焊接合格率达到99%。 参考文献：1 焊接手册 机械工业出版 1992 1 asme ix 焊接和钎焊评定标准 2002版
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