1 概述
從化學成分看, A335-P22相當于我國的12Cr2Mo1, 屬于2.25 Cr-1 Mo類鋼。較大的碳當量反映出此鋼材焊接時具有較大的淬硬傾向;項目涉及A335-P22管道的口徑大, 管壁厚, 結構鋼性大, 焊接時容易產生較大的拘束應力和三維應力;由于管壁厚, 坡口深, 焊接時冷卻速度快, 焊縫中的擴散氫不容易及時逸出, 使得焊縫中的擴散氫含量高。綜上所述, 超厚避管道A335-P22焊接時, 在淬硬組織、擴散氫和焊接應力的作用下, 容易產生冷裂紋。
2 實際工作中的應用
2.1 焊材選用
根據A335-P22化學成分確定, 在焊接過程中淬硬性大, 易產生冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋等焊接缺陷。所以對焊接材料的選用和管理顯得更為重要, 焊接材料匹配, 焊接過程控制嚴格是保證焊接工程質量, 選用的焊材與所焊接的管材化學成分相當;熔敷金屬的抗拉強度不得低于管材標準抗拉強度的下限, 焊條采用PP-R407 E6015B3 (GB/T5118;NB/T47018) , 氬弧焊絲采用PP·TIG-R40 (Q/FAAX.31-2008) 。
2.2 坡口加工
2.2.1由于A335-P22耐熱鋼有較強的淬硬傾向, 故坡口的加工宜采用機械加工方法, 必須將坡口表面及邊緣20mm內的淬硬層打磨干凈, 不得有油漆、毛刺、銹斑、氧化皮及其他對焊接過程有害的物質及坡口表面不得有裂紋、夾層等缺陷。并對母材坡口進行磁粉檢測或滲透檢測。超厚壁管的壁厚易出現不均, 坡口加工時對管內壁車削掉厚0.1mm、長度70mm的金屬, 以利于坡口組對, 需要內部切削端面使用砂輪機打磨處理, 形成平滑過渡, 避免應力集中。
2.3 管道組對
管線組對時, 其錯邊量不應超過下列規定, 如超過下列要求, 應按要求加工。當壁厚不等時, 內壁差不大于0.5mm或外壁差不大于2mm。定位焊應與正式焊接工藝相同;定位焊的焊縫長度宜為10-15mm, 高宜為3-5mm。
2.4 焊前預熱
由于A335-P22耐熱鋼有較大淬硬傾向和裂紋傾向, 為了減少淬硬組織減小焊接應力, 降低冷卻速度及焊接區的溫差, 有利于焊縫中擴散氫的逸出, 防止出現焊接冷裂紋等焊接缺陷, 必須進行焊接預熱。在施工現場, 預熱采用電加熱方式, 預熱溫度控制在250℃-300℃。第一次預熱至150℃, 升溫速度為75℃/h, 手工鎢極氬弧焊 (TIG) 打底, 焊接過程中跟蹤預熱。第二次預熱至250—350℃, 升溫速度為75℃/h, 第一次手工電弧焊 (SMAW) 填充焊接, 焊接過程中跟蹤預熱。預熱范圍以焊接接頭中心線為基準, 兩側不小于100mm, 加熱區以外的100mm區域應保溫。
2.5 層間溫度的控制
施焊過程中隨時對層間溫度進行檢測, 嚴格控制層間溫度在預熱溫度250℃-300℃, 達不到要求時應重新進行預熱后方可繼續施焊。對于采用電加熱法預熱的焊縫, 施焊過程中加熱設施不拆除, 進行保溫 (保溫的目的:一是使焊件整個截面熱透, 即里外溫度均勻;二是保證組織轉變完全) 。
2.6 焊接工藝
A335-P22耐熱鋼的焊接, 采用多層多道的焊接方法, 采用鎢極氬弧焊打底, 焊條電弧焊填充蓋面的焊接工藝。在焊件達到預熱溫度后, 要保持15分鐘再開始打底焊接, 以保證在厚度方向上溫度均勻, 并一次連續焊完。為保證焊接層間溫度防止焊接裂紋的產生, 打底焊接完后, 立即進行下一層的焊接, 并連續焊完。焊接過程中因特殊情況中斷, 應進行后熱處理 (溫度300℃-350℃, 時間1-1.5h) , 保溫緩冷。
3 焊接其他注意事項
3.1 A335-P22鋼管的焊接要用純度為99.99%的氬氣進行保護焊接, 尾部保護氣體流量10-18L/min, 背部保護氣體流量10-12L/min。
3.2焊接次層焊道時, 不致將打底層燒穿。根據施工的經驗, 將氬弧焊打底層的最小厚度規定為3mm, 保證焊縫的基本強度, 防止開裂。
3.3 后熱 (消氫處理)
可消除焊縫中的擴散氫, 防止產生冷裂紋。如焊接過程中須中斷、整道焊縫完成不能立即熱處理時均須后熱處理。后熱溫度加熱至300-350℃, 恒溫2h, 升溫速度為不大于75℃/h。采用遠紅外電加熱法。后熱應在焊至15-2Omm, 停止施焊后立即進行。主要是為了保證焊縫的基本強度, 防止開裂。
3.4 焊接熱處理
為了消除焊接接頭的殘余應力, 減少淬硬性, 改善組織, 加速氫的逸出, 防止出現焊接裂紋, 提高接頭的綜合力學性能, 焊接完畢后應及時進行焊后熱處理。焊后熱處理采用局部電加熱的方法。加熱范圍以焊縫中心為基準, 兩側各不小于焊縫寬度的3倍且不小于25mm, 加熱區外的100mm范圍內應予保溫, 且管道端口應采取封堵措施。在熱處理過程中, 要準確的控制加熱溫度, 保持溫度的均勻。測溫熱電偶數量要合理, 布置要分布均勻, 采用自動溫度記錄儀控制熱處理過程, 記錄熱處理曲線。焊接接頭熱處理完成后, 100%進行硬度檢測。檢測每個焊接接頭的焊縫、熱影響區、母材表面布氏硬度, 測后硬度值不超過原母材布氏硬度 (HB) +100, 且小于300HB為合格, 否則要求重新熱處理。
摘要：本文結合實踐, 對A335-P22高壓蒸汽管道安裝及水壓試驗技術進行總結, 并提出安裝過程中的注意事項及技術要求。
關鍵詞：A335-P22高壓蒸汽管道,應用,注意事項