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      更加穩定的15CrMoG鋼管環形焊縫熱

      作者:admin 來源:www.atithipalace.com 日期:2019-04-13 15:05

      專利名稱:15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法
      技術領域:
      本發明涉及一種焊接后對焊縫進行熱處理的方法,尤其是一種15CrMoG耐熱合金 鋼環形焊縫熱處理方法。
      背景技術:
      15CrMoG鋼為一種耐熱合金鋼,常用作壓力管道,其之所以能在350 550°C的高 溫下長期穩定的工作,是因為它具有比一般低碳鋼更好的高溫力學性能和高溫抗氧化性 能,因為普通碳素鋼在高溫時,不僅強度低,而且會發生氧化,溫度越高,氧化越嚴重,而氧 化鐵很粗疏,因而導致氧化過程不斷向鋼材內部進行,加速鋼材的破壞。如果在鋼中加入 鉻,則由于鉻和氧的親和力比鐵與氧的親和力大,高溫時,在金屬表面首先形成氧化鉻,致 密的氧化烙在金屬表面形成一層保護膜,因而能防止內部金屬受到氧化。根據中國國家標準化管理委員會2008年10月24日發布、2009年10月1日實施 的《GB5310-2008》第 6 頁,15CrMoG 鋼的化學成分為C :0. 12-0. 18%, Si 0. 17-0. 37%,Mn 0. 40-0. 7%, Cr 0. 80-1. 10%, Mo 0. 40-0. 55%, S 彡 0. 025%, P 彡 0. 015%。由于15CrMoG鋼中含有較高含量的Cr、Mo和其它合金元素,鋼材的淬硬傾向較明 顯,焊接性差。按國際焊接協會推薦的公式Ceq = C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 計算,其碳當量一般在 0. 5% 以上。根據 經驗當Ceq > 0. 4%時,焊接接頭淬硬傾向大,就可能出現冷裂紋,故15CrMoG鋼的淬硬傾 向大,焊接性差,同時,15CrMoG耐熱合金鋼產生的裂紋帶有延遲性,也就是焊后當時不裂, 待焊件冷卻一段時間后才出現裂紋,因此存在較大安全隱患。現有對15CrMoG鋼環形焊縫(一般為管道焊縫)裂紋的防止方法有兩種,一種是 提高對焊前預熱及焊接操作的要求,焊后進行射線或超聲探傷和外觀檢查,如有裂紋就進 行返修;二是焊后進行熱處理,一般較常用的熱處理方法是在焊后用人工火焰加熱,通常 加熱到與焊前預熱接近的溫度即200 300°C,然后保溫緩冷到施焊環境溫度,此種方法下 焊后裂紋出現率比前一種方法要低,但不同熟練程度的操作工操作就有不同的出現率,處 理效果難于把握。

      發明內容
      為了克服現有15CrMoG鋼管環形焊縫熱處理方法效果不穩定的不足,本發明所要解 決的技術問題是提供一種預防延遲裂紋效果更加好且更加穩定的15CrMoG鋼管環形焊縫熱 處理方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法, 對焊縫部位進行熱處理,升溫速度為150 220°C /h,至溫度上升至400°C時控制升溫速度 彡205X25/δ且彡330°C/h,其中δ為母材壁厚,單位mm,當溫度升到650 750°C后保 溫45 75min,隨即降溫,降溫速度為100 260°C /h,降到400 300°C后自然冷卻。母材壁厚δ彡25mm時,控制升溫速度為200 220°C /h,至溫度上升至700 750°C后保溫65 75分鐘,隨即降溫,降溫速度為100 150°C /h,降到350 300°C后自 然冷卻。應用履帶式電加熱器以及與所述電加熱器信號連接的電加熱器自動控溫儀進行 焊縫部位的熱處理,用所述電加熱器包繞焊縫。在所述電加熱器外包裹保溫層。所述保溫層以硅酸鋁棉制作,厚度為45 55mm。本發明的有益效果是以本發明的方法對焊縫進行熱處理,亦即對管道進行焊后 的局部熱處理,可大大降低焊后裂紋出現率,提高焊接質量和工作效率,且焊接質量更加穩 定,主要用于15CrMoG鋼環形焊縫熱處理,也可供15CrMoG鋼直線焊縫及其他耐熱合金鋼種 預防焊后裂紋借鑒參考。
      具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步說明。本發明的15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法,應用履帶式電加熱器以及與所述電 加熱器信號連接的電加熱器自動控溫儀,將所述電加熱器包繞焊縫,對焊縫部位進行熱處 理,升溫速度為150 220°C /h,至溫度上升至400°C時控制升溫速度彡205X25/δ且 彡3300C /h,其中δ為母材壁厚,單位mm,當溫度升到650 750°C后保溫45 70min,隨 即降溫,降溫速度為100 260°C /h,降到400 300°C后自然冷卻。根據對多次15CrMoG鋼管道焊接后熱處理記錄進行總結,對比焊后裂紋的檢驗, 發現采用“升溫速度為150 220°C /h,至溫度上升至400°C時控制升溫速度彡205X25/ δ 且彡3300C /h,其中δ為母材壁厚,單位mm,當溫度升到650 750°C后保溫45 70min, 隨即降溫,降溫速度為100 260°C /h,降到400 300°C后自然冷卻”的熱處理過程,其焊 縫質量穩定可靠,合格率接近100 %,焊后延遲裂紋出現率大大降低。根據經驗,母材壁厚δ彡25mm時,宜取升溫速度為200 220°C /h,對于升溫過 程結束溫度范圍宜取700 750°C,并相應取較長的保溫時間在65 75分鐘,隨即降溫,降 溫速度宜取100 150°C /h,降到350 300°C后自然冷卻。另外,對于升溫過程結束溫度范圍650 750°C,如環境溫度較高可取低值,反之 取高值;對于非自然冷卻過程結束溫度范圍400 300°C,如環境溫度較高可取高值,反之 取低值。采用履帶式電加熱器以及與所述電加熱器信號連接的電加熱器自動控溫儀能夠 準確地控制熱處理的升、降溫過程,同時,因電加熱器包繞焊縫,相對于現有火焰加熱方式, 焊縫受熱更均勻,有利于提高熱處理效果的穩定性。為方便實現所述熱處理過程,提高加熱率,宜在所述電加熱器外包裹有保溫層。所述保溫層以硅酸鋁棉制作,厚度為45 55mm。實施例15CrMoG鋼的管道焊接工藝焊接預熱,采用焊絲PP. TIG-R30,規格為Φ 2. 5的焊 絲手工鎢極氬弧焊打底;采用牌號為CHH307,規格為Φ3. 2X350的焊條電弧焊蓋面,焊后 進行熱處理。處理例1
      管道規格0219 X 11,焊縫數量20道,作業時外部環境溫度常溫約20 25°C, 選擇的熱處理工藝參數為加熱速度為150°C /h,當溫度上升至400°C時,加熱速度為 3300C /h。溫度升到650°C后保溫45分鐘,以降溫速度100°C /h降到400°C時自然冷卻。結果采用射線和超聲探傷檢查20道焊縫中有2道焊縫局部有裂紋,合格率 90%,對經過熱處理后的焊縫用硬度儀測量焊縫及熱影響區的硬度值,其硬度值符合設計 文件的規定,即15CrMoG鋼管道焊縫不宜大于母材硬度170的125%,熱影響區的硬度值不大 于母材硬度。處理例2管道規格0219 XII,焊縫數量20道,作業時外部環境溫度常溫約20_25°C,選 擇的熱處理工藝參數為加熱速度為200°C /h,當溫度上升至400°C時,加熱速度為330°C / h。溫度升到700°C后保溫60分鐘,降溫速度為180°C /h,降到350°C后自然冷卻。結果采用射線和超聲探傷檢查20道焊縫全部合格,合格率100%,對經過熱處 理后的焊縫用硬度儀測量焊縫及熱影響區的硬度值,其硬度值符合設計文件的規定,即 15CrMoG鋼管道焊縫不宜大于母材硬度170的125%,熱影響區的硬度值不大于母材硬度。處理例3管道規格0219 XII,焊縫數量20道,作業時外部環境溫度常溫約20_25°C,選 擇的熱處理工藝參數為加熱速度為220°C /h,當溫度上升至400°C時,加熱速度為330°C / h。溫度升到750°C后保溫70分鐘,降溫速度為260°C /h,降到300°C后自然冷卻。結果采用射線和超聲探傷檢查20道焊縫全部合格,合格率100%,對經過熱處理 后的焊縫用硬度儀測量焊縫及熱影響區的硬度值,有5道焊縫的硬度值未符合設計文件的 規定,即15CrMoG鋼管道焊縫不宜大于母材硬度170的125%,熱影響區的硬度值不大于母材 硬度。以上實施例中涉及規格的尺寸參數單位均為mm。
      權利要求
      15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法,其特征是對焊縫部位進行熱處理,升溫速度為150~220℃/h,至溫度上升至400℃時控制升溫速度≤205×25/δ且≤330℃/h,其中δ為母材壁厚,單位mm,當溫度升到650~750℃后保溫45~75min,隨即降溫,降溫速度為100~260℃/h,降到400~300℃后自然冷卻。
      2.如權利要求1所述的15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法,其特征是母材壁厚 δ≤25mm時,控制升溫速度為200 220°C /h,至溫度上升至700 750°C后保溫65 75 分鐘,隨即降溫,降溫速度為100 150°C /h,降到350 300°C后自然冷卻。
      3.如權利要求1或2所述的15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法,其特征是應用履帶式 電加熱器以及與所述電加熱器信號連接的電加熱器自動控溫儀進行焊縫部位的熱處理,先 用所述電加熱器包繞焊縫。
      4.如權利要求3所述的15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法,其特征是在所述電加熱器 外包裹保溫層。
      5.如權利要求4所述的15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法,其特征是所述保溫層以硅 酸鋁棉制作,厚度為45 55mm。
      全文摘要
      本發明公開了一種預防延遲裂紋效果更加好且更加穩定的15CrMoG鋼環形焊縫熱處理方法,應用履帶式電加熱器以及與所述電加熱器信號連接的電加熱器自動控溫儀,將所述電加熱器包繞焊縫,電加熱器外包裹以硅酸鋁棉制作的厚度為45~55mm的保溫層,對焊縫局部進行熱處理,升溫速度為150~220℃/h,至溫度上升至400℃時控制升溫速度≤205×25/δ且≤330℃/h,其中δ為母材壁厚,單位mm,當溫度升到650~750℃后保溫45~70min,隨即降溫,降溫速度為100~260℃/h,降到400~300℃后自然冷卻,此法可大大降低焊后裂紋出現率,提高焊接質量和工作效率,焊接質量穩定,主要用于15CrMoG鋼環形焊縫熱處理,也可供15CrMoG鋼直線焊縫及其他耐熱合金鋼種預防焊后裂紋參考。

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