耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接讲课教案

耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接

摘要 A335-P22（化学成分为2.25Cr－1Mo）是ASME规范的表示方法，在国内表示为12Cr2Mo，属于高温铁素体合金耐热钢。特点是工艺性能良好，对热处理的加热温度不太敏感，焊接性能也较好，具有良好的塑性，具有抗高温、难腐蚀。最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。目前，广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例，对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析，以指导现场焊接施工。

关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺

1工程概况

天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置，为全国首套大乙烯工程，具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术，质量要求严格等特点。其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，操作温度520℃，设计压力1

2.8MPa，操作压力11MPa。超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊，分散于热区、压缩区、急冷区、冷区，裂解炉区，共计管道延长米

3.2公里，共计焊口3300多道。管道规格：Φ21.3*

4.78～Φ610*73.025。焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。

2焊接准备工作

2.1材料检验

A335-P22无缝钢管在注明标示外，外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的，所以在材料的验收、入库、保管、发放，必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定，认真核对材料的质量证明文件。材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。必须做到材料实物与材料证明相符合，并做上合格标记。根据

SH3501的要求，对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。

表1 A335-P22无缝钢管的化学成分

表2 A335-P22无缝钢管的力学性能

2.2焊接材料

焊接材料的选择应根据所焊管材的化学成分、力学性能及使用和施焊条件进行综合考虑的，所以焊接材料的合理选用必须慎重。应符合以下规定：

选用的焊材与所焊接的管材化学成分相当；

熔敷金属的抗拉强度不得低于管材标准抗拉强度的下限，

依据《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》（SH/T3520），《A335 P22焊接工艺评定》焊材见表3：

表3 焊接材料的选用

由于铬钼耐热钢有较高的Cr、Mo，其金相组织为贝氏体＋铁素体组织，在焊接过程中淬硬性大，易产生冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等焊接缺陷。所以对焊接材料的选用和管理显得更为重要，焊接材料匹配，，焊接过程控制严格是保证焊接工程质量，获得优质焊接接头的关键因素。

2.3焊接技术方案编制和焊接人员认定

依据焊接工艺评定，结合现场实际情况，编制焊接施工技术方案并经公司总工程师批准，报至施工监理单位及建设单位审批。

由于合金耐热钢施工焊接具有特殊性，要求参加铬钼耐热钢焊接的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》规定进行考试。并取得建设单位项目质量站组织的考试，考试合格后的焊工方能承担相应项目的焊接施工。

3焊接过程

3.1焊接材料的保管、发放

焊接材料的保管必须严格依据施工规范、标准，按照施工技术方案的要求，执行焊材的保管、发放制度。应注意：A335-P22焊接前要预热处理和焊后进行热处理的时间不短，领用焊条要掌握时间，不可将领用的焊条搁置时间太长。烘焙好的焊条领出超过4小时未用或未用完应按规定的要求重新烘焙，重复烘焙的次数不得超过两次。

3.2坡口加工及组对

坡口的加工形式及尺寸严格依据施工规范，按照施工技术方案的要求进行施工。要遵循保证焊接质量、填充金属少、熔合比小、便于操作等原则进行。

由于A335-P22耐热钢有较强的淬硬倾向，故坡口的加工宜采用机械加工方法。若因管径较小或者壁厚较薄，则可采用火焰切割加工，应清除熔渣、氧化铁等，必须将

坡口表面及边缘20mm 内的淬硬层打磨干净。还要按照JB4730进行磁粉检测或渗透检测。

管道坡口加工按照壁厚分为两种形式，即当管道壁厚δ≤30mm 时，采用V 型坡口(见图2)，管道壁厚δ＞30mm 时，采用VY 型坡口（见图3）。均采用机械加工坡口（见图1）。

图1

坡口加工时在管内壁车削掉厚0.1mm 、长度70mm 的金属，以利于坡口组对，需要内部切削端面使用砂轮机打磨处理，形成平滑过渡，避免应力集中。

图2 图3

1～1.5

60°±5°

δ≤30

1～1.5

37.5°±2.5° δ＞30

10°±1°

37.5°±2.5°

3±0.5

19±1

1～1.5

10°±1°

19±1

α p