【摘 要】在本文中通過低合金珠光體耐熱鋼15CrMoR焊接工藝的試驗，制定了以15CrMoR為基礎材料的臨氫環(huán)境下高溫高壓容器的焊接工藝，評定及熱處理工藝，促進產(chǎn)品的投入使用，且效果較好。

【關鍵詞】焊接工藝 15CrMoR 熱處理

一、前言

15CrMoR是石油化工設備常用的一個壓力容器用鋼號， 尤其是處于臨氫環(huán)境下運行的過程當中，因為較高的壓力和溫度，其各項服役條件均較為惡劣，所以材料必須具備較高強度尤其是較好的韌性、高溫強度以及焊接的性能。按照某煉化單位的需要，進行某個原料反應產(chǎn)物換熱器的制造，因為沒有焊接工藝能夠完全與之相匹配，筆者對該類材質(zhì)焊接工藝各項參數(shù)進行選擇，選取焊接工藝較為相符的生產(chǎn)方式，并取得了讓人滿意的效果。

二、焊接工藝

本工藝主要針對用于的煉油裝置當中的換熱器，在設備投入到使用過程當中之后介質(zhì)有硫化氫、油氣、氫氣等，對于設備焊接質(zhì)量也提出了較高要求，進而使得焊接工藝編制困難相應增加，為此，正式生產(chǎn)之前進行大量實驗，以此做為評定工藝的依據(jù)。

（一）封頭對接焊縫焊接工藝試驗

1、焊接方法及焊材選擇

由于15CrMoR是較大厚度（δ=34）對接，為提高效率故采用埋弧自動焊進行焊接，坡口內(nèi)外均使用H13CrMoA（Φ4.0）/HJ350（需烘烤），詳見：

2、焊接工藝的參數(shù)

為了提高焊接的質(zhì)量，讓焊接結(jié)構拘束度降低，需進行焊前的預熱。要做到消氫，讓焊接應力降低又需進行焊后的后熱。為此，焊前預熱、焊后后熱及焊接的過程中層溫控制相關參數(shù)需見下表：

按照設備的形狀大小，進行加熱裝置的設計并對焊縫加熱，通過激光色溫儀進行溫度上的精確控制。加熱裝置見下圖：

（二）焊后的熱處理

焊后熱處理（ PWHT）是15CrMoR鋼制壓力容器制造過程中的重要工序之一， 能夠消除焊接殘余應力等有害影響、改善焊接接頭的性能。

在制定本次熱處理工藝前，針對熱處理對母材的化學成分和力學性能的影響，進行了分組試驗，以高溫強度，無塑性轉(zhuǎn)變溫度，金像組織，韌性四個指標作為指向進行比對試驗，最后得出以下熱處理方案。

針對15CrMoR的材質(zhì)特性以及焊接性，在焊后應及時進行消氫熱處理，降低延遲裂紋出現(xiàn)的概率，詳細見表-4：

對特殊部件需要在焊后立即進行消除應力的熱處理，其要求更高，溫度時間都比消氫處理嚴格許多，所以采用數(shù)控式多履帶加熱設備，

對層間溫度上控制上，專門設置人員用激光溫度測量焊縫處的溫度，并開通外火加熱設備，隨時加熱升溫，始終使焊縫位置的溫度穩(wěn)定在200°左右。

三、試驗結(jié)果的分析

（一）焊縫的質(zhì)量分析

按照工藝嚴格生產(chǎn)，對埋弧焊半自動焊機的焊接焊縫做好無損檢測，其探傷結(jié)果都合格，必須達到JB4730.2-2005要求II級。

（二）力學性能的分析

進行焊縫接頭金加工，成形可試驗板型，接頭簡圖：（坡口形式、尺寸、襯墊、每種焊接方法或焊接工藝、焊縫金屬厚度）

1、進行拉伸試驗

根據(jù)JB 4708-1992相關規(guī)定進行試板的精加工，讓其成形的標準試件完成拉伸試驗，且試驗結(jié)果從下表顯示：

2、進行彎曲試驗

根據(jù)JB 4708-1992相關規(guī)定進行試板的精加工，讓其成形的標準試件完成彎曲試驗，且試驗結(jié)果從下表顯示：

3、進行沖擊試驗

根據(jù)JB 4708-1992相關規(guī)定進行試板的精加工，讓其成形的標準試件完成沖擊試驗，且試驗結(jié)果從下表顯示：

由以上各項試驗結(jié)果能夠看出，拉伸試驗的結(jié)果顯示斷裂處都位于焊縫處之外，焊縫抗拉的強度達到相應標準，彎曲試驗的結(jié)果合格，且沖擊試驗相關數(shù)據(jù)達到相應的標準要求，焊縫力學性能都達到理想結(jié)果，15CrMoR中厚度板材產(chǎn)品的埋弧自動焊效果比較滿意，該工藝可以進行推廣到類似領域加以使用。

四、結(jié)論

（一）采用埋弧自動焊可焊接較厚珠光體耐熱鋼15CrMoR鋼制大型高壓容器，拓寬了埋弧焊機在特殊設備制造應用領域。

（二）探索出較厚15CrMoR的焊接工藝，以及容器焊接中生產(chǎn)經(jīng)驗，結(jié)果證實了該工藝的可靠性。

（三）焊后的熱處理相關工藝對于15CrMoR鋼板強度指標的影響不明顯，但能夠?qū)︿摪宓蜏貨_擊功進行較大程度的降低。

（四）有效地對層間溫度與消氫處理進行，降低裂紋出現(xiàn)概率，后期使用當中獲得驗證。

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