SAP11合金钢管可切割SA-P11合金管
通过乙烯工程中超高压蒸汽管线的焊接实践,介绍了最大厚度达78.87mm的A-P11耐热钢无缝管线的钨极氩弧焊接打底,电弧焊填充盖面的组合焊接工艺,焊接施工过程中的预热、层间温度、后热处理的控制及焊接措施等问题。
A-P11是一种进口耐热低碳合金钢,在～℃时有较高的热强性,这种钢在焊接过程中存在热影响区硬化、冷裂纹及焊后热处理或高温使用过程中的再热裂纹问题。因此,其焊接有一定的难度。
在某乙烯扩容项目中,A-P11超高压蒸汽管道的施工范围是老装置区、汽油加氢装置、裂解区、急冷区和压缩区,主管线贯穿于各区域的主管廊,分支于裂解和压缩区。规格有mm×45mm、mm×47mm、mm×54mm、mm×66mm和mm×mm几种。主管廊标高:老装置区m、汽油加氢装置m、裂解区m、急冷区m、压缩区m和m。A-P11管道的主要用途是当乙烯装置开车时,由老装置区引汽供两台透平开车。乙烯装置正常开车后,由裂解炉产生的超高压蒸汽除了为这两台透平提供动力外,剩余部分要输送到老装置区。该管道的介质温度高、压力大、工作条件苛刻。设计要求对焊缝进行%射线探伤Ⅱ级合格,10%的磁粉检测Ⅰ级合格。焊接施工为该扩容项目管道施工中的重要工作。
2、材料成分与性能
A-P11的化学成分见表1,力学性能见表2。
表1A-P11钢的化学成分(%)
根据美国金属协会提出的用于评定低合金钢焊接性的碳当量公式:CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Si+Ni+Cu)/15计算出的A-P11的CE为%。
根据冷裂纹敏感指数公式
cm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B[2]计算出的A-P11的Pcm为%。由以上数据可知,A-P11钢的焊接性比较差,需要制定严格的焊接工艺来保证焊接质量。
3 焊接工艺的制定
焊接材料选用
从保证焊缝性能同母材匹配的原则
[3]出发,焊丝选用ER80S-B2,焊条选用E-B21焊材的化学成分及熔敷金属的力学性能见表3～6。
见图2。预热温度在焊缝部位用电子点温计进行测定并通过控温柜进行控制。预热温度控制在～℃,达到此温度范围后保温30min开始施焊。
坡口设计
mm×47mm管道焊接的坡口设计如图1所示。
预热方式
管道预热采用电加热方式,加热的范围及位置见图2。预热温度在焊缝部位用电子点温计进行测定并通过控温柜进行控制。预热温度控制在～℃,达到此温度范围后保温30min开始施焊。
焊接工艺参数
拟定的焊接工艺参数见表7。其中钨极氩弧焊封底的保护气流量为10L/min。
按照表7中的工艺参数进行管道焊接,层间温度保持在～℃。焊缝填高至15mm时要进行～℃/30min的后热。焊接完毕再进行～℃/30min的后热并保温缓冷,待冷却至常温后还要进行～℃/h的消应热处理。
焊接工艺评定
按JB—0《钢制压力容器焊接工艺评定》的规定对焊后A-P11的管道接头进行工艺评定。力学性能的评定结果如表8～11所示,焊接接头的显微组织如图3～5所示。
工艺评定结果表明,采用上述焊接工艺的A-P11管接头的性能符合设计要求。
