專利名稱：國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊焊接工藝。
背景技術(shù)：
隨著國際原油價(jià)格進(jìn)一步升高，我國煤化工的投資必將大幅增長(zhǎng)，煤制甲醇項(xiàng)目作為煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的源頭項(xiàng)目，市場(chǎng)前景好，市場(chǎng)規(guī)模大。吸收塔作為低溫甲醇洗的主要過程裝備，市場(chǎng)需求量將進(jìn)一步提高。低溫甲醇洗裝置在我國渣油和煤為原料的化肥、煤·化工及煤制油等工業(yè)領(lǐng)域中已得到了很廣泛的應(yīng)用，其中-100°C -60°c級(jí)低溫壓力容器(H2SXO2吸收塔)是低溫甲醇洗流程中的關(guān)鍵核心設(shè)備；在乙烯等石油化工領(lǐng)域-100°C _60°C級(jí)低溫壓力容器也是核心設(shè)備之一。但近20多年來，我國用于上述兩個(gè)領(lǐng)域低溫壓力容器制造的材料主要依賴于從發(fā)達(dá)國家進(jìn)口，設(shè)備的生產(chǎn)制造受到很大制約，制造成本高，制造周期長(zhǎng)，不能滿足我國煤化工發(fā)展對(duì)低溫設(shè)備技術(shù)應(yīng)用的迫切需要。低溫壓力容器的完全國產(chǎn)化，是我國石化裝備領(lǐng)域的設(shè)計(jì)技術(shù)、材料技術(shù)、制造技術(shù)及安裝技術(shù)的綜合體現(xiàn)。通過采用國產(chǎn)08Ni3DR鋼制造低溫甲醇洗主要設(shè)備H2S、CO2吸收塔，為08Ni3DR鋼作為-100°C級(jí)低溫鋼在低溫壓力容器領(lǐng)域的應(yīng)用走出了一條新路，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著。根據(jù)國產(chǎn)08Ni3DR鋼特性和低溫壓力容器設(shè)備7制造的技術(shù)要求，采用新的焊接施工工藝是實(shí)現(xiàn)采用國產(chǎn)08Ni3DR鋼制造低溫壓力容器的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為實(shí)現(xiàn)低溫壓力容器的國產(chǎn)化和采用國產(chǎn)08Ni3DR鋼制造低溫壓力容器的施工需要，提出一種國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊焊接工藝。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊焊接工藝，其特征在于包括如下步驟(I)將焊接部位加工成單V型或者對(duì)稱雙V型坡口，并清除坡口兩側(cè)20mm范圍的油污、水污、鐵銹和其它有害雜質(zhì)；(2)焊前先將待焊工件預(yù)熱至100°C ；(3)采用薄層多道焊，每層焊道厚度< 3臟，焊絲直徑3. 2mm,焊接電流340 450A，焊接電壓32 38V，焊接速度36 45cm/min，層間及道間溫度控制在彡150°C ；(4)焊后立即進(jìn)行消氫處理，在焊接后的焊縫溫度未冷卻且> 100°C時(shí)，對(duì)焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行加熱至250 300°C，保溫I小時(shí)，緩冷；(5)進(jìn)行焊后整體消應(yīng)力熱處理，熱處理溫度為590 620°C，保溫時(shí)間3小時(shí)，升溫彡700C /h和降溫速度為彡IOO0C /h，冷卻方式為隨爐冷至80°C后出爐空冷。單V型坡口角度為60° ±5°，對(duì)稱雙V型坡口角度為55° ±5°。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是①采用國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊工藝制造-100°c級(jí)壓力容器(如低溫甲醇洗主要設(shè)備H2S、CO2吸收塔)，是08Ni3DR鋼作為_100°C級(jí)低溫鋼在低溫壓力容器領(lǐng)域的首次應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)08Ni3DR鋼制低溫壓力容器在-100°C _60°C級(jí)溫度范圍內(nèi)工程應(yīng)用的技術(shù)創(chuàng)新和升級(jí)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著。解決了低溫壓力容器的制造成本及制造周期問題，通過系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，技術(shù)指標(biāo)超過美國ASME標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)物焊接接頭平均值為-101°C沖擊功kv2 ^ 47J，達(dá)到國際先進(jìn)水平，同時(shí)確保了設(shè)備的安全可靠性。②采用薄層多道焊，使每層焊縫斷面變小，而改變了焊縫結(jié)晶條件，另一方面，后一焊層(道)對(duì)前一焊層(道)進(jìn)行了一次回火，從而可細(xì)化晶粒，提高韌性。③控制焊接速度，最大限度地減小焊縫過熱，防止出現(xiàn)粗大的鐵素體或馬氏體組織，從而可以提高焊接接頭的沖擊韌性。④選擇小的焊接線能量，使柱狀晶細(xì)小，過熱區(qū)變小，板條狀馬氏體減少，低溫沖擊韌性明顯提高，焊接線能量控制在< 20KJ/cm。
⑤采用消氫熱處理，使焊縫中擴(kuò)散氫盡快逸出，也能適當(dāng)降低殘余應(yīng)力水平，對(duì)防止冷裂紋及再熱裂紋都有顯著效果。⑥通過焊后熱處理改善焊接接頭性能，消除焊接殘余應(yīng)力，提高抗應(yīng)力腐蝕能力，改善焊縫熱影響區(qū)塑性、韌性及蠕變強(qiáng)度，提高結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的單V型坡口形狀及焊層分布示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)稱雙V型坡口形狀及焊層分布示意圖。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :母材采用型號(hào)為08Ni3DR的低溫鋼，板材厚度為16mm，焊絲型號(hào)為0E-S2Ni3，焊劑為0P121TTW，定位焊條為0E-CRY087，評(píng)定母材板厚覆蓋范圍12 32mm。參照?qǐng)D1，圖中數(shù)字表示出焊層的分布情況和焊接的層次順序。(I)將待焊工件加工成單V型坡口，坡口角度為60° ±5°，清除坡口內(nèi)外兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、水污、鐵銹、積洛及毛刺等有害雜質(zhì),顯露出金屬光澤。對(duì)坡口處進(jìn)行(WT)磁粉檢測(cè)，保證坡口處無表面裂紋。檢查焊絲表面有無油垢，將焊劑進(jìn)行300°C烘干保溫2小時(shí)。(2)組對(duì)裝配保證待焊工件的錯(cuò)邊量為2±lmm，坡口鈍邊為4±lmm，然后將待焊工件預(yù)加熱至100°c，用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀檢測(cè)。(3)采用薄層多道焊焊接工藝，焊絲直徑3. 2mm，焊劑為12 60目，焊接電流、電壓、焊接速度、層間溫度等技術(shù)參數(shù)見工藝參數(shù)表1，保證每層焊道厚度不大于3_。焊接過程中，按焊接工藝參數(shù)及層次順序焊接，焊完一層清除熔渣再焊。焊接完畢后清除熔渣灰濺對(duì)焊縫外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查。(4)焊后消氫處理。在焊接后的焊縫未冷卻下來且> 100°C時(shí)，對(duì)焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行加熱至250 300°C，保溫I小時(shí)，緩冷。(5)最后進(jìn)行焊后整體消應(yīng)力熱處理。熱處理溫度為590 620°C，保溫時(shí)間為3小時(shí)，升溫彡70°C /h和降溫速度為彡IOO0C /h，冷卻方式為隨爐冷至80°C后出爐空冷。采用本焊接工藝，經(jīng)檢驗(yàn)焊縫抗拉強(qiáng)度為500MPa，焊縫及熱影響區(qū)-101°C，低溫沖擊功為> 47J，側(cè)彎180°無裂紋，滿足焊接接頭性能要求。表I :工藝參數(shù)表
權(quán)利要求
1.一種國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊焊接工藝，其特征在于包括如下步驟 (1)將焊接部位加工成單V型或者對(duì)稱雙V型坡口，并清除坡口兩側(cè)20mm范圍的油污、水污、鐵銹、積洛和其它有害雜質(zhì)； (2)焊前先將待焊工件預(yù)熱至100°C； (3)采用薄層多道焊，每層焊道厚度<3mm，焊絲直徑3. 2mm，焊接電流340 450A，焊接電壓32 38V，焊接速度36 45cm/min，層間及道間溫度控制在彡150°C ； (4)焊后立即進(jìn)行消氫處理，在焊接后的焊縫溫度未冷卻且>100°C時(shí)，對(duì)焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行加熱至250 300°C，保溫I小時(shí)，緩冷； (5)進(jìn)行焊后整體消應(yīng)力熱處理，熱處理溫度為590 620°C，保溫時(shí)間3小時(shí)，升溫(700C /h和降溫速度為彡IOO0C /h，冷卻方式為隨爐冷至80°C后出爐空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊焊接工藝，其特征在于所述單V型坡口角度為60° ±5°，對(duì)稱雙V型坡口角度為55° ±5°。
全文摘要
本發(fā)明是一種國產(chǎn)08Ni3DR鋼薄層多道焊焊接工藝，其特征是將焊接部位加工成單V型或者對(duì)稱雙V型坡口，采用薄層多道焊，每層焊道厚度＜3mm，焊絲直徑3.2mm，焊接電流350～380A，焊接電壓34～38V，焊接速度36～45cm/min，層間及道間溫度控制在≤150℃，焊后進(jìn)行消氫處理和整體消應(yīng)力熱處理，采用該工藝制造-100℃級(jí)壓力容器(如低溫甲醇洗主要設(shè)備H2S、CO2吸收塔)，設(shè)備焊接接頭-101℃沖擊功kv2≥47J，技術(shù)指標(biāo)及實(shí)物水平均值高于ASME標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)。
文檔編號(hào)B23K33/00GK102806405SQ20111014476
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者李俊松 申請(qǐng)人:武漢東海石化重型裝備有限公司