對于厚壁容器焊接的缺陷原因分析及修復(fù)

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1、第29卷第4期石油化工建設(shè)Vol.29No.42007年8月PetroleumandChemicalConstructionAug.2007厚壁容器焊接的缺陷原因分析及修復(fù)張春華張文巨一浪劉洪霞周濤（中國石油天然氣第七建設(shè)公司，山東膠州266300）摘要通過對厚壁容器焊接工藝的研究，針對出現(xiàn)的缺陷原因進行分析，采取相應(yīng)的防范措施，提高焊接一次性合格率，減少厚壁容器返修。指導(dǎo)實際焊接生產(chǎn)。關(guān)鍵詞厚壁容器焊接工藝焊接缺陷原因修復(fù)中圖分類號TG441文獻標(biāo)識碼B文章編號1672-9323（2007）04-0008-03我公司中標(biāo)哈薩克斯坦扎那諾爾油氣三廠

2、胺液吸收塔，該塔器主體材質(zhì)為SA516Gr70,厚度為122mm，塔體總高40m，由于該容器厚度較大，拘束度較大，加之首次在我公司應(yīng)用,無成熟的經(jīng)驗可借鑒，因此我們模擬試制一臺材質(zhì)為Q345與之厚度相似的筒體，來掌握厚壁容器焊接技術(shù)要領(lǐng),減少厚壁容器因返修帶來的諸多不便,為厚壁容器焊接提供技術(shù)支持。圖1坡口形式1焊接工藝1.4焊前清理1.1焊接方法焊前清除坡口周圍≥50ｍｍ范圍內(nèi)的鐵銹、油污由于試制該筒體厚度較大，主體采用埋弧焊可以及氧化物等雜質(zhì)。大幅度提高焊接效率，我們采用埋弧焊、點焊等采用手1.5焊材烘干使用工焊條電弧焊。焊條使用前進行350℃

3、，1h烘干，并在150℃下保1.2焊材選用溫使用，且焊條在保溫桶內(nèi)存放時間不超過4h，否則焊材選用遵循匹配原則：焊絲采用E50的H10Mn2。要重新烘干，焊條重復(fù)烘干不允許超過兩次。由于燒結(jié)焊劑較熔煉焊劑可以保證低溫沖擊韌性，故采焊絲表面的油污等雜質(zhì)清理干凈。用燒結(jié)焊劑。焊條采用J507，使用部位見表1：焊劑在300～350℃下烘干2h,在空氣最多暴露表1焊材選用及使用4h,否則重新烘干。1.6焊前預(yù)熱焊接方法焊材規(guī)格埋弧使用部位因為該筒體剛性較大，拘束度大，焊前預(yù)熱可以減自動焊H10Mn2Φ4.0mm少焊接裂紋傾向，改善焊接接頭應(yīng)力，所以進行預(yù)熱

4、。主體縱環(huán)縫埋弧自動焊SJ101-焊前(包括定位焊之前)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度≥150℃，手工焊J507Φ3.2mm主體點焊及墊采用火焰進行加熱。預(yù)熱范圍是以焊縫中心為基準(zhǔn)，兩側(cè)各不小于3倍壁厚，預(yù)熱應(yīng)均勻，防止局部過熱。測手工焊J507Φ4.0mm板與筒體焊接溫時應(yīng)在加熱的背面測量，加熱到溫度后保溫5～1.3試件坡口10min，以保證溫度的均勻一致。坡口形式如圖1所示，采用窄間隙埋弧焊，底部采1.7焊接工藝措施用σ＝12mm的墊板。由于厚板火焰切割后，坡口邊采用窄間隙埋弧焊進行焊接。焊接時采用小規(guī)范，緣及兩側(cè)會出現(xiàn)淬硬組織，坡口火焰切割后，將硬化層快

5、焊速。每層的焊接厚度不超過3mm。本次試制共焊去處。接縱縫3道、環(huán)縫一道，依照不同的焊接參數(shù)。焊縫成48歡迎訪問：《中國化工建設(shè)網(wǎng)》www.cccenr.org張春華張文巨一浪劉洪霞周濤厚壁容器焊接缺陷原因分析及修復(fù)型系數(shù)（φ＝B/H）嚴(yán)格控制1.3～2.1之間。最后一處于剛性狀態(tài)，拘束度很大，按照臨界拘束應(yīng)力法，應(yīng)道焊完后，焊一層回火焊道，以保證焊縫機械性能。參用日本IL委員會推薦的計算公式，計算處其臨界拘束數(shù)見表2：應(yīng)力比其屈服應(yīng)力小，焊縫容易產(chǎn)生裂紋。與此可知，表2焊接工藝參數(shù)焊接接頭拘束度大是致使焊接裂紋產(chǎn)生的關(guān)鍵原因。焊縫預(yù)熱電流電壓焊接

6、速度線能量KJ/cm(2)焊接性的影響：由于Q345合金含量少，碳當(dāng)量編號℃AVcm/minMaxMin較小，塑性、焊接性良好。采用合理的焊接工藝可以保A1150～200℃520～60028～34343625.69A2150～200℃480～56028～322838.428.8證焊接質(zhì)量。A3150～200℃480～55028～323035.226.8B1150～200℃480～55028～323035.226.83修復(fù)(1)按照無損檢測返修單照準(zhǔn)位置，采用UT對缺1.8焊后消氫處理陷深度定位。焊接完成后200～250℃保溫1～2h，使焊縫中的(2

7、)采用碳弧氣刨將缺陷清除，清除后將淬硬層及氫充分溢出。氧化鐵等采用磨光機磨掉。采用PT進行檢測，確認缺1.9無損檢測陷清除徹底。焊后停放24h進行100％的RT和20%的UT復(fù)驗(3)缺陷清除完成后，采用火焰進行加熱進行預(yù)熱。檢測，按照JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)合格級別進行評定。預(yù)熱溫度不低于150℃，預(yù)熱范圍是以焊縫中心為基RT執(zhí)行II級合格，UT執(zhí)行I級合格。準(zhǔn)，兩側(cè)各不小于3倍壁厚，預(yù)熱應(yīng)均勻。檢測發(fā)現(xiàn)在縱縫A1處出現(xiàn)未熔合，深度在25～(4)溫度達到后進行修補。焊接方法采用SMAW，60mm(從內(nèi)側(cè)測量)。在縱縫A2處出現(xiàn)夾渣。環(huán)縫出焊

8、接材料采用J507，焊材規(guī)格φ3.2mm和φ4.0mm?，F(xiàn)了氣孔、橫向裂紋。見表3：焊接電流直流反接。φ3.2mm電流10