12Cr1MoV珠光体耐热钢管焊接工艺(printed)
12Cr1MoVG厚壁珠光体耐热钢管的焊接

表 1 化学成分 ( 量分数 ) 质
C S i Mn C r Mo V S
( ) %
P
图 1 坡 口形式和尺寸
( ) 焊 接 材 料 选 择 按 照 N / 7 1- 2 1 3 B T 405 0 l
5 m,壁厚 6=2 m a r 5 m。用 机 械 方 法 加 工 ,应 严 格 控
制 根部 间 隙 和坡 口钝 边 尺 寸 ,以确 保 打 底 焊 缝 彻 底
熔透。
2 .焊 接 性 分 析 1 C l VG为低 合 金 耐 热 钢 ,是 在 C — 2 rMo r Mo合 金 的基础 上 ,加 入 W =0 1 % ~0 3 % 的耐 热 钢 ,此 .5 .0 类 钢 的 c 含 量较 高 ,在 5 0~ 5  ̄ r 0 5 0C时具 有 较 高 的热
氩弧 焊 ( I TG)打底 ,焊条 电弧 焊 ( MAW) 填充 和 S
盖面 的焊接 工艺 方法 。
高度 重视 ,在 查 阅 了 大 量 书籍 资料 和借 鉴 兄 弟 单 位
施 焊 经 验 的 基 础 上 ,我 们 按 照 NB T 4 0 4 O 1 / 7 l _2 1 《 承压 设备 焊接 工艺 评定 》 的 要求 ,进 行 了焊 接 工艺 评 定 ,编 制 了焊 接 工艺 规 程 ( S 和焊 接 作 业 指 WP ) 导书 ( wwI ,对 管道 的焊接 施工 起 到 了较好 的指导 )
3 .焊 接 准 备 ( )焊接 方 法 1 在 蒸 汽管 道 的管 子 对 接 时 ,对
打底 焊缝 的 质 量 要 求 较 高 ,不 仅 要 求 焊 缝 熔 透 、背 面齐平 ,还 要 求 焊 缝 背 面 不 得 有 内 凹和 焊 瘤 现 象 ,
12Cr1MoVG低合金耐热钢管焊接工艺

区硬化 、软化 ,以及焊后热处理或高温长期
使用 中的再热裂纹 ( s R裂纹 ) , 如果焊接材
料选择不 当,焊缝中还有可能产生热裂纹。 钢管主要化学成分及力学性能见表 1 。
1 . 1 . 1 1 2 c r 1 M 0 V G 低 合金耐 热钢 中的 C r 、M o元素能显著提高钢的淬硬性 ,当焊 缝中扩散氢含量过高 、焊接热输入较小 时, 由于淬硬组织和扩散氢的作用 ,常在耐热钢 的焊接接头 中出现冷裂纹。 可 以通过控制焊 接热输入 。 加上适 当的预热 、焊后热处 理措 施。 来避免产生焊接冷裂纹 ; 1 . 1 . 2 钢中的 C r 、 M o 、 V等强烈 的碳化 物形成 元素有 使接头 过热 区产 生再 热裂 纹 的倾 向。 1 . 1 . 3 铬钼耐热钢及焊接接头在 3 5 0 — 5 0 0 ℃温度 区间长期 运行 过程 中易发生 脆变 现 焊材牌号 H O 8 C r M0 Ⅵ 焊丝
M o l C a I V 0 . 5 3 l O . 1 8 l 0 . 2 0
E ( 】 5 5 1 l 5 7 . ) B 焊 2 条. V
o - o s I o s I o s 0 . 0 0 7 0 . O l 8 1 . 1 9 l 1 0 . 0 1 3 0 _ 5 3 9 l o - o 2 5 l o _ 2 9 4
理 论广 角 2 0 1 4年 6月 ( 中)
1 2 C r 1 Mo V G低 合金耐热钢 管焊 接工艺
盛 红 莉
( 石油化 工工程质量监督总站 中原石 油分站 )
摘要:在石化 项目施工 中,其锅炉工艺配管大量使 用 1 2 C r 1 Mo V G低合金耐热钢材料,以保证 高温高压设备 长期 工作 的可靠性和经济性以覆施工焊接质量 。通 过查 阅相关资料 ,针对 1 5 9 ×1 6 mm低合金 耐热钢 管焊接性分析及焊接特点 ,进行 了焊接 工艺评定试验 ,制定 了合理的焊接工艺。 关键词:1 2 C r I Mo V G低合金耐热钢 ;焊接性分析 ;焊接 工艺
12cr1mov焊后热处理工艺

12cr1mov焊后热处理工艺
1. 预热:将焊接接头预热至合适的温度,通常为150-250摄氏度。
预热有助于减少焊接接头的残余应力和改善焊接接头的冷脆性。
2. 焊后退火:将焊接接头进行退火处理,通常温度为690-720摄氏度,保温时间一般为2-4小时。
退火处理有助于消除焊接过程中产生的残余应力,提高焊接接头的韧性和耐蠕变性能。
3. 淬火和回火:对于某些情况下要求更高强度的焊接接头,可以进行淬火和回火处理。
淬火可在880-900摄氏度下进行,保温时间一般为30分钟至1小时;回火温度一般为660-680摄氏度,保温时间为1-2小时。
4. 低温时效处理:在某些高强度和耐蠕变要求的情况下,焊接接头可以进行低温时效处理。
该工艺通常在630-650摄氏度下进行,保温时间为1-4小时。
需要根据具体的焊接接头要求和使用条件来选择适当的热处理工艺。
同时,在热处理过程中应注意控制温度和保温时间,以确保焊接接头的性能和质量。
合金钢12Cr1MoV厚壁管道焊缝裂纹的防止

合金钢12Cr1MoV厚壁管道焊缝裂纹的防止摘要:合金钢12Cr1MoV的化学成分,是在Cr-1Mo合金的基础上,加入质量分数在0.15〜0.3%钒的耐热钢,这种钢具有较强抗氧化性和耐热性,其工作温度可高达580 C,在化工、石油、电力行业中使用非常广泛。
12Cr1MoV 钢属于珠光体耐热钢,由于含碳量及合金元素较多,使塑性、韧性降低,焊接性变差,焊件焊接后极易出现裂纹。
2010 年我公司承建的河南永城龙宇煤化工项目220 吨锅炉工程,热电车间的高压蒸汽管道采用的是12Cr1MoV合金钢材质,管径为$ 426mm厚度为S =36mm的厚壁管道,其施工中的难点就在于如何在焊接过程及热处理上对焊缝裂纹的有效防止。
关键词:合金钢12Cr1MoV 厚壁管道焊接裂纹防止1 常见焊缝裂纹成因分析12Cr1MoV钢属于低合金钢耐热钢,加热后在空气中冷却具有明显的淬硬倾向,焊接时在焊缝及热影响区易产生硬脆的马氏体组织,这不仅影响焊接接头的力学性能,还会产生很大的内应力,常导致焊缝和热影响区出现冷裂纹。
冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中,多为穿晶裂纹。
冷裂纹具有延迟性质,故又叫做延迟裂纹。
冷裂纹产生的原因如下:焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重,产生淬火组织,导致接头性能脆化;焊接接头含氢量较高,并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力,使接头脆化,由于氢的扩散需要时间,所以由氢所致的裂纹在焊后需延迟一段时间才会出现;在多层焊时,焊缝应变集中的情况下,由于拉伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。
防止这类裂纹的措施包括:合理的预热和后热;降低焊缝中的氢含量;减小拘束应力,避免应力集中。
而在焊接过程中产生的热裂纹,多产生在焊缝熔合线附近的母材中,有时也产生于多层焊的先施焊的焊道内。
其形成原因:由于在焊接热的作用下,焊缝熔合线外侧金属内产生沿晶界的局部熔化,以及在随后冷却收缩时引起的沿晶界液化层开裂。
12Cr1MoV焊接工艺

GY016过热器12Cr1MoV焊接工艺作业日期:批准:审核:编制:过热器12Cr1MoV焊接工艺材质:12Cr1MoV 规格:Ф42×5采用TIG全氩弧焊,焊丝采用R31。
一、坡口制作采用V型坡口、单面坡口30o全部采用机加工并符合图样要求a=30op=1~2mmδ=5mm二、焊前准备1.将300、1200弯从距离管子弯曲起点至少70mm处切开,以方便焊接600、900弯与联箱的对接焊口。
2.将管口内、外壁10—15mm范围内油、锈、垢清除干净,并见金属光泽。
-400逆变式电焊机4台,191A-25L氩气表4块,氩气带4根,16平方电焊线150米,柔性氩3.ZX7弧焊枪4把。
4.持有12Cr1MoV小径管全氩焊项目高压焊工4人。
5.氩气20瓶。
三、点固1.按DL5007—92标准进行对口点固,对接管口端面应与管子中心线垂直其偏斜度不超过 0.5 mm,对口应做到内壁齐平,错口不应超过壁后的10 % ,且不大于1mm。
2.点固点焊在12点钟位置上,电焊长10~15mm,现焊接600、900弯,最后焊接300、1200弯。
3.保证焊点质量和根部透度,如有缺陷立即用砂轮清除干净4.严禁强制对口。
四、打底焊接1.沿焊口垂直中心线将焊口分成两半,各进行仰焊→立焊→平焊。
2.焊接前一半焊口时,仰焊的起点和平焊的终点都必须超过中心线约2~5mm。
3.采用内、外填丝进行焊接,在仰焊位置用内填丝以保证根部透度,防止出现内凹缺陷,立焊、平焊位置用外填丝以防止根部出现焊瘤。
4.收弧时将弧坑填满,防止出现弧坑裂纹、缩孔等缺陷,对焊缝进行检查,有缺陷应及时消除。
5.焊层厚度最小厚度为3mm。
6.打底层焊接完后,并用砂轮或锉刀清除氧化膜。
五、盖面1.打底层检查完后,立即进行盖面,盖面时焊枪微做横向摆动。
2.施焊过程中,电流要小、焊接速度不能太慢。
3.注意接头和收弧的质量,收弧时应将熔池填满,缝边缘应圆滑过度到母材。
12Cr1MoVG耐热钢管道焊接工艺研究

12Cr1MoVG耐热钢管道焊接工艺研究路书永;蒋冬冬【摘要】某煤化工项目的高温高压蒸汽管道,材质为12Cr1MoVG,属珠光体型耐热钢,CE=0.41%~0.67%,焊接性较差。
通过分析,选用ER55-B2MnV焊丝及E5515-B2-V焊条进行焊接。
根据现场条件,设置不同的焊前预热及焊后热处理条件进行试验,最终确定了合理的焊接工艺及热处理工艺,并成功地应用到工程上,取得了很好的效果。
【期刊名称】《金属加工:热加工》【年(卷),期】2012(000)022【总页数】4页(P47-50)【关键词】焊接工艺;耐热钢;钢管道;高温高压蒸汽管道;热处理条件;热处理工艺;化工项目;焊接性【作者】路书永;蒋冬冬【作者单位】中国核工业华兴建设有限公司,江苏仪征211900;中国核工业华兴建设有限公司,江苏仪征211900【正文语种】中文【中图分类】TG457.11近年来,国内大型化工项目日趋增多,其中安装工程涉及到高压蒸汽管道的焊接。
如国内某化工厂年产20万t乙二醇项目,其高温高压蒸汽管道设计温度为495℃、压力为5.88MPa,材质为12Cr1MoVG。
为了满足项目需求,公司组织了耐热钢管道焊接技术研究工作,调研国内外耐热钢管道焊接技术的发展状况,通过开展焊接工艺试验,优化焊接工艺,最终确定了合适的焊接工艺及热处理工艺,并成功地将工艺应用到工程项目上。
(1)化学成分及力学性能 12Cr1MoVG钢的化学成分及力学性能分别如表1、表2所示。
由表1中数据可见,12Cr1MoVG属于1Cr-0.5Mo-V型耐热钢,金相分析(见图1)显示为珠光体型。
Cr、Mo使得钢的抗氧化性、高温强度得到显著改善,少量的V可进一步增加钢的热强性。
(2)焊接性的间接判断法根据国际焊接协会碳当量公式计算材质的CE=0.41%~0.67%。
由此可见,12Cr1MoVG钢的焊接性较差。
(3)热影响区硬化及冷裂纹 Cr、Mo、V等合金元素的加入,一方面提高了钢材的性能,另一方面也对钢材的焊接性产生了很大的影响。
12Cr1MoV焊接工艺

12Cr1MoV焊接工艺2焊接工艺2.1焊接方法在蒸汽管道的管子对接时,对打底焊缝的质量要求较高,不仅要求焊缝熔透、背面齐平,还要求焊缝背面无渣或少渣,否则会影响设备的安全运行。
因此,采用手工钨极氩弧焊(TIG)打底,手工电弧焊(SMAW)填充和盖面的焊接工艺方法。
2.2坡口尺寸选用单面V形坡口,坡口尺寸见图1。
用机械方法加工,应严格控制根部间隙和坡口钝边尺寸,以确保打底焊缝彻底熔透。
图1坡口形式和尺寸2.3焊接材料选择手工钨极氩弧焊(TIG)选用:TIC-R31焊丝,焊丝直径为φ2.5mm。
手工电弧焊(SMAW)选用:R307(E5515-B2)焊条,直径为φ3.2mm、φ4mm。
2.4 焊接准备2.4.1 焊前准备1)焊前应把坡口两侧管子内外各20~30mm范围打磨干净,直至露出金属光泽,确保无油渍、铁锈、水份、氧化物或其他有害的物质。
2)氩弧焊用焊丝表面不得有油脂、铁锈等污物。
电弧焊的焊条,在焊前须经350~400℃烘干1~2h,且在120℃保温筒存放,随用随取。
3)采用3~4块锲形块(材料与母材相同或接近)均为分布定位焊在坡口上,对接口必须平齐,错边量不得大于0.5mm,定位焊的焊材及焊接参数与正式施焊相同。
并且在预热的状态下进行定位焊。
2.4.2 焊前预热预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施。
预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度,有利于避免产生淬硬组织,有助于焊接区的氢的逸出,防止产生焊接裂纹。
由于12Cr1MoV钢的碳含量及合金元素的含量较高,所以选择预热温度为200~300℃,预热区域以焊缝为中心,两侧至少为100mm。
在整个焊接过程中,应保持层间温度不低于预热温度。
2.5焊接2.5.1焊接参数焊接12Cr1MoV钢时,应采用较小的焊接线能量,以减小焊接应力,减少焊接过热区宽度,细化品粒,提高焊缝金属的抗裂性能,焊接参数见表2。
表2焊接参数焊接方法层次焊材牌号焊丝(条)直径/mm 极性电流I/A 电压U/V 氩气流量Q(L.min-1)TIC 1 TIC-R31 2.5 直接正接105~125 10~12 8~10SMAW 2 R307(E5515-B2) 3.2 直流反接110~130 20~22 -SMAW 3-4 R307(E5515-B2) 4.0 直流反接160~180 22~24 -2.5.2焊接操作12Cr1MoV钢的焊接,不但要严格控制焊接规范参数,而且焊接操作对焊接接头质量有着至关重要的影响。
浅谈12Cr1MoV钢焊接工艺

浅谈12Cr1MoV钢焊接工艺一、耐热钢概述在高温下,仍具有较高强度和抗氧化性能的钢材叫耐热钢。
耐热钢广泛用于石油化工行业中的反应器、管路,热电站的锅炉,内燃机和发动机等高温设备与零部件。
耐热钢按正火组织分为珠光体钢、马氏体钢、铁素体钢等。
低合金耐热钢以Cr、Mo为主要合金元素,室温组织以珠光体为主,所以称为珠光体耐热钢。
珠光体耐热钢有15CrMo,12Cr1MoV,20Cr3MoWV等。
12Cr1MoV大多用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、液化石油汽瓶、水轮机蜗壳。
此钢是在Cr具有较高热强性,极限工作温度为580度。
二、12Cr1MoV钢焊接性分析该种钢碳的质量分数比较低,焊接性较好,主要存在的问题是淬硬倾向较大,容易造成冷裂纹;焊后热处理过程中易出现再热裂纹。
1、焊缝和热影响区淬硬性及冷裂纹12Cr1MoV主要合金元素是Cr和Mo,还有一定数量的钒、硅等,这些合金元素存在使得焊缝和热影响区具有淬硬倾向。
焊后如果冷却速度较快,易形成粗大的马氏体,不仅影响焊接接头的力学性能,而且产生较大的内应力,增加冷裂纹的敏感性。
2、焊后热处理产生消除应力裂纹倾向12Cr1MoV钢种的Cr、Mo、V、Nb等元素属于强碳化物元素,若结构拘束度较大,在消除应力处理或高温下长期使用,在热影响区的粗晶区容易出现消除应力裂纹。
消除应力裂纹在500~700℃敏感温度范围内形成,且出现在残余应力较高的部位,例如咬边、未焊透等应力集中地方。
三、12Cr1MoV钢焊接工艺制定12Cr1MoV钢焊接工艺,除防止焊接裂纹外,最重要的是保证焊接接头的高温性能。
1、焊接方法常用的方法主要有焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊。
钨极氩弧焊的电弧气氛超低氢,焊缝金属的纯度高,可以采用抗回火能力高的低硅焊丝,焊接预热温度可以降低,但是钨极氩弧焊生产效率低,在管道结构焊接中,常用钨极氩弧焊打底焊,再用焊条电弧焊或熔化极气体保护焊盖面焊。
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12Cr1MoV珠光体耐热钢管焊接工艺
叶剑文谢美琼
(广州市锅炉压力容器监察检验所广东510050)(广州市番禺区职业技术培训中心)
12Cr1MoV是我国使用广泛的珠光体耐热钢之一,主要用于制造管壁温度小于580℃的锅炉过热管、联箱和主汽管道。
在12t/h双汽包横置式沸腾炉制造过程中,锅炉的蒸汽出口温度为450℃,最高工作压力为3.8MPa,按设计图纸要求采用12Cr1MoV珠光体耐热钢管(φ159mm×10mm)作为过热器联箱管,以满足产品的使用要求。
1 焊接性分析
12Cr1MoV珠光体耐热钢为低合金耐热钢,此类钢的Cr含量较高,在500-550℃时具有较高的热强性和持久强度。
12Cr1MoV钢的化学成分及力学性能见表1。
表1 12Cr1MoV珠光体耐热钢化学成分和力学性能
注:表中数据为焊接试件母材复验结果
由表1可见,12Cr1MoV钢的碳及合金元素含量较多,淬硬敏感性较大,易在焊缝及热影响区出现淬硬组织。
在接头刚性及应力较大时,易产生冷裂纹。
由于过热联箱是在较高温度下工作的受压元件,焊接时应采取必要的工艺措施,使焊接接头有足够的热强性能,保证过热联箱安全运行。
2焊接工艺
2.1焊接方法
在蒸汽管道的管子对接时,对打底焊缝的质量要求较高,不仅要求焊缝熔透、背面齐平,还要求焊缝背面无渣或少渣,否则会影响设备的安全运行。
因此,采用手工钨极氩弧焊(TIG)打底,手工电弧焊(SMAW)填充和盖面的焊接工艺方法。
2.2坡口尺寸
选用单面V形坡口,坡口尺寸见图1。
用机械方法加工,应严格控制根部间隙和坡口钝边尺寸,以确保打底焊缝彻底熔透。
图1 坡口形式和尺寸
2.3 焊接材料选择
手工钨极氩弧焊(TIG)选用:TIC-R31焊丝,焊丝直径为φ2.5mm。
手工电弧焊(SMAW)选用:R307(E5515-B2)焊条,直径为φ3.2mm、φ4mm。
2.4 焊接准备
2.4.1 焊前准备
1)焊前应把坡口两侧管子内外各20~30mm范围打磨干净,直至露出金属光泽,确保无油渍、铁锈、水份、氧化物或其他有害的物质。
2)氩弧焊用焊丝表面不得有油脂、铁锈等污物。
电弧焊的焊条,在焊前须经350~400℃烘干1~2h,且在120℃保温筒存放,随用随取。
3)采用3~4块锲形块(材料与母材相同或接近)均为分布定位焊在坡口上,对接口必须平齐,错边量不得大于0.5mm,定位焊的焊材及焊接参数与正式施焊相同。
并且在预热的状态下进行定位焊。
2.4.2 焊前预热
预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施。
预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度,有利于避免产生淬硬组织,有助于焊接区的氢的逸出,防止产生焊接裂纹。
由于 12Cr1MoV 钢的碳含量及合金元素的含量较高,所以选择预热温度为200~300℃,预热区域以焊缝为中心,两侧至少为100mm。
在整个焊接过程中,应保持层间温度不低于预热温度。
2.5焊接
2.5.1焊接参数
焊接12Cr1MoV钢时,应采用较小的焊接线能量,以减小焊接应力,减少焊接过热区宽度,细化品粒,提高焊缝金属的抗裂性能,焊接参数见表2。
表2 焊接参数
2.5.2焊接操作
12Cr1MoV钢的焊接,不但要严格控制焊接规范参数,而且焊接操作对焊接接头质量有着至关重要的影响。
1)氩弧焊打底焊。
将管件处于水平转动位焊接,焊接时采用短弧,焊枪尽可能与工件表面垂直,有利于氩气对焊接熔池的保护。
焊枪和焊丝可稍作横向摆动,保证坡口两侧熔透。
同时,要控制好熔池温度防止产生焊穿和焊瘤缺陷。
在接头部位,要用手提砂轮打磨弧坑,将弧坑处的收弧裂纹和气孔等焊接缺陷清除,然后继续引弧焊接。
2)焊条电弧焊填充焊。
应采用短弧焊接,且热输入量不宜过大。
若采用长弧焊接,不仅会出现电弧燃烧不稳定、熔深浅、熔化金属飞溅大及合金元素烧损加剧等问题,而且容易产生咬边、未焊透等缺陷,同时空气中的N2、O2等有害气体易进入熔池,在焊缝中形成气孔缺陷。
焊接时焊条可作小月牙形运条,在坡口两侧要停留0.5~1S,焊接层间必须彻底清理
焊渣,发现有气孔等焊接缺陷时,用手提砂轮将焊接缺陷除掉收弧时必须将弧坑填满,以免产生弧坑裂纹。
各层间的接头应错开,不得有重叠。
3)焊条电弧焊盖面焊。
焊接电流比填充层稍小些,应选择正确的焊条角度,运条要均匀,防止在坡口边缘产生咬边缺陷。
焊缝余高要控制在1~3mm,避免焊接接头在使用中产生应力集中。
3焊后热处理
12Cr1MoV钢的焊接接头,焊后需进行消除应力热处理,以消除或减少影响区出现的淬硬组织,增加塑性和韧性,有效地减少焊接残余应力,同时有利于扩散氢的逸出,从而减少冷裂纹倾向。
所以,焊接结束时,应立即采用保温材料将焊缝和近缝区覆盖保温,使接头缓慢冷却.随后,再将焊件整体加热至720-760℃,恒温1~2h后,随炉冷却至室温。
4 焊接检验
依照上述焊接工艺进行试件焊接,试件经外观检查、磁粉探伤和X射线探伤合格后,在试件上截取力学性能试样、金相检验试样进行检验。
检验结果见表3。
表3 接头力学性能和金相组织
5结论
1)12Cr1MoV珠光体耐热钢管焊接必须控制好焊前预热、焊接规范参数、焊后热处理等环节。
2)12Cr1MoV珠光体耐热钢管采用手工钨极氩弧焊(TIG)打底,手工电弧焊(SMAW)填充和盖面的焊接工艺是可行的,焊接接头能满足设备的使用要求。
参考文献
1 陈裕川.低合金结构钢的焊接.北京:机械工业出版社,1992.
2 李俊林,等.锅炉用钢及其焊接.黑龙江:黑龙江科学技术出版社,1988.
3 章燕谋.锅炉与压力容器用钢.陕西:西安交通大学出版社,1984.
(收稿日期2007-01-25)。