鄧宏平1甘生江2李斌3

(1中國石油天然氣第六建設公司廣西桂林541004)

(2中國石油天然氣第六建設公司廣西桂林541004)

(3中國石油天然氣第六建設公司廣西桂林541004)

引言

焦炭塔是煉油廠延遲焦化裝置中的核心設備，長期在475℃高溫及充焦和除焦的冷熱疲勞作用下運行，屬二類壓力容器。主體材質(zhì)為15CrMoR、15CrMoR+410S(22+3mm)，塔體由一定數(shù)量的成型板片組成，通常均由制造廠在車間成型后運至現(xiàn)場進行組焊。設備上段材料為15CrMoR+410S不銹鋼復合鋼板，如何在現(xiàn)場的有限的設備和技術條件下保證15CrMoR+410S不銹鋼復合鋼的堆焊質(zhì)量，是現(xiàn)場組焊過程中焊接施工的重點和難點。

一、不銹鋼復合鋼堆焊質(zhì)量影響因素

按照因素分析法分析，我們得出影響焦炭塔堆焊質(zhì)量的因素主要有：人員、設備、材料、工藝方法和焊接環(huán)境五個方面，簡稱“人、機、料、法、環(huán)”五因素。

二、影響不銹鋼復合鋼堆焊質(zhì)量的因素分析以及控制措施

1.人--施焊操作人員

由于采用現(xiàn)場手工電弧焊堆焊的方法，因此焊工的操作技能和質(zhì)量意識對保證焊接質(zhì)量至關重要。若焊工施焊時質(zhì)量意識差，操作粗心大意，不遵守焊接工藝規(guī)程，或操作技能低下、技術不熟練等都會直接影響焊接的質(zhì)量。因此可對施焊人員采取以下質(zhì)量控制措施：

⑴認真執(zhí)行焊工考試制度，堅持焊工持證上崗。

⑵加強對焊工進行的質(zhì)量意識教育，提高他們的責任心。

⑶定期對焊工進行崗位培訓，提高其理論水平和操作技能水平。

⑷嚴格焊工焊接工藝規(guī)程，加強焊接工序的自檢與專職檢驗人員的檢查。

2.機--焊接機器設備因素

焊接設備性能的穩(wěn)定性與可靠性直接影響到焊接質(zhì)量。因此在使用前必須進行檢查和試用，以保證其性能符合焊接要求。包括以下相關措施：

⑵做好設備進場前的檢查和驗收。

⑶專人定期對焊接設備維護、保養(yǎng)和檢修。

⑷定期檢查焊接設備上的的各種儀表，保證其準確性。

⑷建立焊接設備使用臺賬，嚴格登記使用程序。

3.料--焊接材料因素

焊接材料如焊條、焊絲、焊劑，保護氣體是保證焊接質(zhì)量的基礎和前提。因此要正確選用焊材并進行檢驗驗收、保管以及發(fā)放使用等措施。

(1)選材

焦炭塔15CrMoR+410S不銹鋼復合鋼的現(xiàn)場堆焊接質(zhì)量控制的關鍵問題在于處理好過渡層的焊接。根據(jù)舍夫勒組織圖計算可知，E309L焊條、Ni182焊條，這兩種焊條均滿足抗裂性要求。Ni182焊條熔敷金屬的膨脹系數(shù)與15CrMoR膨脹系數(shù)接近，可以保證復層焊縫不易剝落，防止熔合區(qū)內(nèi)的碳遷移，滿足焦炭塔工作條件苛刻，承受疲勞載荷的要求，有利于焦炭塔長周期穩(wěn)定運行。因此，盡管Ni182焊條價格比E309L高，在施工中我們?nèi)赃x擇Ni182焊材。

(2)檢驗驗收、保管以及發(fā)放使用

對其為了保證焊接質(zhì)量，焊接材料的驗檢驗驗收、保管以及發(fā)放使用監(jiān)管很重要。質(zhì)量控制主要有以下措施：

加強焊接原材料的進廠驗收和檢驗，并對其理化指標和機械性能進行復驗。

建立嚴格的焊接材料管理制度，防止儲備時焊接混用，回潮以及污染。

焊接過程中做好焊材的烘烤、發(fā)放、回收登記記錄，對焊接材料質(zhì)量的追蹤控制。

4.法--焊接工藝方法因素

工藝方法的合理選擇對焊接質(zhì)量有著至關很重要的作用。主要表現(xiàn)在兩個方面，其一是工藝的合理選擇；其二是在焊接過程中對工藝的嚴格執(zhí)行，這也是在焊接過程中最難控制的因素。

(1)焊接方法

結合現(xiàn)場施作業(yè)條件有限等實際情況，同時考慮到焊條電弧焊容易控制焊縫的熔合比，有利于過渡層的焊接，故決定選用焊條電弧焊進行焊接。

(2)工藝評定

焊接前按JB4708進行焊接工藝評定。檢查項目包括：滲透、彎曲、化學分析和金相分析。

(3)堆焊質(zhì)量控制措施

堆焊開始前，應將基層表面打磨清理干凈，并露出金屬光澤。

為了減小基層對堆焊層的稀釋，應盡量采用較小的焊接電流、較大的焊接速度，以減小焊縫的稀釋率，因此必須控制焊接熱輸入不能過大。

多層多道堆焊時，應控制層間溫度低于60℃，防止焊縫層間溫度過高而導致抗腐蝕性能下降。

根據(jù)工藝評定結果，制定堆焊工藝(見表1)并在焊接過程中嚴格執(zhí)行。

表1：堆焊工藝參數(shù)(采用Ni182鎳基焊條)

堆焊完畢后，堆焊層可不進行熱處理，但基層材料較厚時，需進行消應力熱處理。基層選用熱處理參數(shù)時應考慮到對復層耐蝕性能的影響，過渡區(qū)組織不均勻性及異種鋼物理性能的差異。根據(jù)焊接工藝評定結果，采取690℃的高溫回火，保溫2小時。升、降溫速度均≤200℃/h，300℃以下不控制升、降溫速度。

5.環(huán)--環(huán)境因素

影響焊接質(zhì)量的環(huán)境因素有很多如溫度，濕度、風力、沙塵及雨雪天氣等，由于現(xiàn)場堆焊時采用室外露天進行，受到外界自然條件的影響更加大。所以，必須制定相應措施如采用防風、擋雨棚等。當焊接現(xiàn)場環(huán)境不符合規(guī)定時，如風力較大，風速大于四級，或雨雪天氣，相對濕度大于90%時，應停止焊接工作?；蚶^續(xù)采取其他措施直至滿足要求后方可再進行焊接。否則不得進行焊接作業(yè)。

結束語

在焦炭塔現(xiàn)場組焊不銹鋼復合鋼堆焊施工實踐中，通過15CrMoR+410S不銹鋼復合鋼堆焊前對影響其焊接質(zhì)量的五個方面因素的分析，并采取的相應控制措施可有效的提高焦碳塔的不銹鋼復合鋼堆焊質(zhì)量和焊接效率，焦炭塔投產(chǎn)后設備運行安全、正常。

[1]JB4708鋼制壓力容器焊接工藝評定.

[2]GB150鋼制壓力容器.

[3]斯重遙焊接手冊(第2卷)[M].北京:機械工業(yè)出版,1992.