裂解爐新舊爐管焊接裂紋的產(chǎn)生及預(yù)防措施

1、耋韭虢 求 乙 烯 工 業(yè) 2 0 0 1 ． 1 3 ( 1 ) ： 7 5 ～ 7 7E ⅡU 狐I N D 1 J ' S ' ] ~ Y裂解 爐 新 舊爐 管 焊 接 裂 紋 的 產(chǎn) 生 及 預(yù) 防 措 施 紀(jì) 琳 ( 獨(dú) 山 子石 化 公 司 乙烯 廠 ， 新 疆 ， 8 3 3 6 0 0 )摘 要 ： 對(duì)裂解爐新舊管焊接裂紋的產(chǎn)生原因進(jìn)行 了分析 ， 井對(duì)幾種修復(fù)焊接工藝進(jìn)行了對(duì)比． 提出了預(yù) 防裂 紋

2、的措施 美■ 詞 ： 理解 妒 妒 瞥 裂紋 焊 接 新疆 獨(dú) 山子石化公 司 乙烯 廠的裂解 爐采 用的是美 國(guó) I u n mI 1 s 公 司的 S I E 一Ⅳ型爐 ， 其 輻射 段有 4組爐管 ， 每 組有 2根上升 管 ， 材 質(zhì) 為 I - I P 4 0 +N b ， 規(guī)格 為 中1 3 5X 7 ． 5 。由于裂解 爐長(zhǎng) 期在 高溫 下 運(yùn) 行 ， 會(huì) 因各 種 因素造成 爐管損壞 ， 在修 復(fù) 過(guò)程 中 ， 存在新

3、舊爐 管 的 焊 接 問(wèn)題 。 由 于 舊 爐 管 滲 碳 的 影 響 ， 修復(fù) 焊接 中 ， 焊縫 會(huì) 出現(xiàn) 各種 裂 紋 ， 可 焊 性 差 ， 給修 復(fù)工作帶來(lái) 很大 困難 。1 新 舊爐管化 學(xué)成份 和機(jī)械性 能 1 ． 1 新 舊爐 管化 學(xué)成份 新?tīng)t管 和使 用 2 5 ( ] 0 0 h后 爐 管 的化 學(xué) 成 份如 表 1 所示 。從 表 1 可 以看 出 ， 舊爐 管 其 它元 素變 化不 大 ， 只有 碳含 量 大大

4、增加 。表 1 新 、 舊爐 管化 學(xué) 成份 對(duì) 比衰 l ， 2 舊爐 管截面 含碳 量 分布 將 舊爐管截 面分成 1 2 等分 ， 并 對(duì)截 面進(jìn) 行 光譜 分析 ， 發(fā) 現(xiàn)從 內(nèi)壁 到外壁 ， 含碳 量 由高 到低 ( 見(jiàn)表 2 ) 。裹 2 舊爐 管 含碳 ■數(shù) 據(jù) 裹 部位 l23456789l OI I1 2音 碳 量 O7 5 4O ． 6 4 10 ． 6 3 20 ． 6 0 906 2 3O6 0 70 ． 5

5、 8 405 8 1O5 6 2O ． 5 7 60 ． 5 7 305 7 61 ． 3 新 舊爐 管機(jī)械性 能 新 舊爐管 的機(jī)械性 能如表 3 所示 。裹 3 新 舊爐 管 機(jī)械 性 能對(duì) 比表 2 焊 接裂紋 ( 1 ) 舊爐 管母材熱 影響 區(qū)裂 紋 。這類 裂紋 ， 在焊 接 受 熱后 出現(xiàn) 在 舊管母 材上 ， 裂 紋長(zhǎng) 度 較長(zhǎng) ， 象 玻璃 杯 受 熱 后 的 “ 炸 裂” ， 裂紋 不規(guī)則 ， 從 焊縫 處 向外 擴(kuò)

6、散 ， 一般 是‘穿透 性裂 紋 。維普資訊 http://www.cqvip.com 第 1 期 紀(jì) 琳 裂解 爐 新 舊爐 管 焊接 裂 紋 的 產(chǎn)生 及 預(yù) 防措 施 保持 恒 溫 0 ． 5 h ， 升 溫 速 度 1 1 3 0—2 0 0 ~ C ／ h ， 在 9 5 0 ~ C 狀態(tài)下 焊 接 ， 焊 接 時(shí) 連 續(xù) 加 熱 ， 焊后 保 溫 1 h ， 然后 降溫 ， 降溫速 度 <1 0 0 ~ C；( 2

7、) 焊 接 電流 ： 8 0 ～1 2 0 A；( 3 ) 焊接 電壓 ： 8 ～2 5 V ；( 4 ) 焊接速度 ： 5 0 —6 0 n m vml n5 焊 接 工 藝 分析 51 常規(guī)焊接 常 規(guī)焊接 工藝對(duì)輕 度 滲碳和部 分 中度滲 碳 爐管焊接 成 功 率較 高 ， 但對(duì) 大部 分 中 度滲 碳 和嚴(yán)重滲碳 爐管則 易產(chǎn)生 裂紋 。要減少裂 紋 出現(xiàn) ， 還應(yīng) 采取一些 措施 ， 如 ：( 1 ) 將 寬 坡 口改 為

8、 窄 坡 口 ， 坡 口一 般 以 2 0—3 0 ~ 為 宜 ；( 2 ) 調(diào)整 焊接 電流 ， 打 底 電 流大 一些 ， 蓋 面電流 小一 些 ， 打 底 ： 1 0 0 ～1 2 0 A， 填 充 ： 8 o ～1 0 0 A ；( 3 ) 提高打底 焊接速 度 ， 避 免局 部 出現(xiàn) 過(guò) 熱 ， 打底 ： 5 0 r r m Cm i n ， 填 充 ： 4 ． 0 m m ／ m i n ；( 4 ) 增加 焊接 層數(shù) 。常

9、規(guī)焊 一般需 3 層 ，調(diào) 整后增加 為 4層 ， 每層 厚度適 當(dāng)薄一些 ；( 5 ) 焊 縫坡 口全部 采用著色探 傷檢 查 ， 未 發(fā)現(xiàn)缺 陷方允 許進(jìn)行 下一步焊 接 。實(shí)踐 證 明 ， 通 常采取上 述措施后 ， 可縮小 焊縫 熱影 響區(qū) ， 縮短在 4 0 0～ 8 5 0 ~ C 停 留時(shí)間 ，可減少碳 化物 析 出。5 ． 2 固溶 處 理 由于滲碳 ， 使 滲 碳 區(qū)域 內(nèi) 的顯微 組織 發(fā) 生 了明顯變化 ， 主要表

10、現(xiàn) 形式 是碳 化物增 多 ，且粗 大 通 過(guò) 將 爐 管加 熱 到 1 1 5 0—1 2 0 0 ~ C ，并保溫 一段 時(shí) 間 ， 可 以使 析 出的脆 性 相 重新 固溶 到奧 氏體 中去 ， 使 不 均勻 的成 分?jǐn)U 散 達(dá) 到均 勻 ， 細(xì)化晶粒 ， 提 高其機(jī)械 性 能 表 4 為經(jīng) 過(guò) 固溶處理 和 未經(jīng) 固溶處 理 的 爐管 的機(jī)械性 能 比較 。表 4 經(jīng) 過(guò) 固溶 處理 和 未 經(jīng) 固溶 處 理 的 爐管 機(jī)械 性

11、 能 比 較 表 試樣 編號(hào) 熱處 理狀 態(tài) 1未處理 2未處 理 3周 溶立 } 理 4固溶 趾 理 d b ． Ⅲ m3 3 941 83 8 8． ． ~ l P a8． ％ 3】 】O53 01243 7 633 3 22從 表 4可 看 出 ， 經(jīng) 固溶 處 理后 爐管 的抗 拉強(qiáng) 度和延 伸率有 所提 高 固溶 處理 加 熱 后 的 冷 卻 一 定 要 快 速 冷 卻 ， 如 果采取緩 慢冷卻 則會(huì) 降低熱處理 效果 。由

12、于 固溶 處理 加 熱 溫 度較 高 ， 所 以 需 要 特殊 的加熱 設(shè) 備 ， 一 般 的 加熱 設(shè) 備 只 能加 熱 到 9 5 0—1 0 0 0 ℃ ， 達(dá) 不 到固溶處 理 的效 果 。5 ． 3 熱態(tài)焊 接 熱態(tài)焊 接 是將 爐管 加 熱 ， 在 高 溫 奧 氏體 狀態(tài)下 進(jìn)行焊接 ， 由于其組 織 為奧 氏體 ， 焊 接 性能好 ， 還 可 降低焊 縫和爐 管 的溫 差 ， 減少 焊 接應(yīng) 力 ， 另外 ， 在 高 溫狀

13、 態(tài) 下 ， 焊 縫金 屬 熔 合 流動(dòng)性好 ， 不易 出現(xiàn) 焊接缺 陷 。但是 ， 熱 態(tài) 焊 接 由 于溫 度 高 ， 不 便 于 操 作 ， 勞動(dòng) 強(qiáng)度 大 ， 所 以 ， 必 須 要 采取 高 溫 隔 熱 措 施 、 施 焊人 員要 穿戴好 防高 溫勞保 用品 ， 焊 槍焊 嘴要 采 用專 用加 長(zhǎng) 焊嘴 。6 結(jié) 論 實(shí)踐證 明 ， 對(duì) 于滲碳 爐 管 ， 高溫?zé)釕B(tài) 焊接 的效 果最好 ， 出現(xiàn)裂紋 的機(jī)會(huì) 最少 ( 1 )

14、 舊 爐 管 焊 接 前 應(yīng) 進(jìn)行 可 焊 性 判 斷 。首 先 ， 按 要求 打 磨坡 口 ， 用常 規(guī) 方 法焊 接 ， 如 果無(wú)裂 紋產(chǎn) 生 ， 按 焊接 工 藝 完成 所 有焊 接任 務(wù) 。如 果有裂 紋產(chǎn) 生 ， 則加 熱 ， 采用熱 態(tài)焊接 工 藝進(jìn) 行焊 接 。( 2 ) 爐管 打磨 坡 口時(shí) ， 在采用 窄坡 口的基 礎(chǔ)上 ， 應(yīng)將 坡 口處 爐 管 內(nèi) 表 面 打磨 掉 0 ． 5～維普資訊 http://www.cq