[發(fā)明專利]一種厚壁管道的現(xiàn)場焊接及穩(wěn)定化熱處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910085459.5
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101564802A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設計）人: 孫云科;萬國杰;謝舜敏;孫華山;張明;周亞靜;張亞濱
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國核工業(yè)第五建設公司
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24;B23K9/16;B23K11/11;B23K33/00;C21D9/50
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司
• 代理人: 王昭林;崔 華

技術領域

本發(fā)明涉及厚壁管道的現(xiàn)場焊接及穩(wěn)定化熱處理，特別地涉及一種含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼厚壁管道的現(xiàn)場對接焊接及局部穩(wěn)定化熱處理方法。

背景技術

含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼管道，如321、347、347H等型號的不銹鋼管道，目前廣泛應用于煉油、化工領域。然而，對于含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼厚壁管道的焊接、穩(wěn)定化熱處理在工程上的實施一直是世界工程界的難題。

美國著名工程公司Flour?Daniel的專家Cathy?Shargay等研究認為含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼管道的壁厚達到25mm以上時，焊后穩(wěn)定化熱處理產(chǎn)生再熱裂紋的傾向加大(見Thick?Wall?Stainless?Steel?Piping?inHydro?Processing?Units?Heat?Treatment?Issues.Corrosion2002，PaperNo.02478：8-10，Cathy?Shargay?and?Anil?Singh)。而后，B.Messer及V.0prea等也提出了穩(wěn)定化熱處理工藝的改進方法(見Optimized?Heat?Treatment?of347?Type?Stainless?Steel?Alloys?for?Elevated?Temperature?Service?toMinimize?Cracking.Corrosion2004，Paper?No.04640：4-12，B.Messer，V.Oprea?and?T.Phillips)，但最終沒能有效解決壁厚超過50mm以上的含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼管道的焊接及穩(wěn)定化熱處理的施工問題。此外，目前對含鈦的321類不銹鋼壁厚超過60mm、含鈮的不銹鋼壁厚超過50mm的管道焊接及穩(wěn)定化熱處理，世界工程界內(nèi)尚無成功實施記錄。

在目前的工業(yè)工程中，經(jīng)常需要使用壁厚最好在50mm以上的含鈮等穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼管道。例如，在煤直接液化項目中，工作溫度、壓力均高于傳統(tǒng)的煉油項目，且工作介質(zhì)更特殊，因此常會設計采用含鈮的奧氏體不銹鋼347H的工藝管道。因此，為了使工程順利實施，必須解決含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼厚壁管道的對接焊接及穩(wěn)定化熱處理方法這一工程界難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼厚壁管道的現(xiàn)場對接焊接及穩(wěn)定化熱處理方法，以解決上述工程界的難題。

本發(fā)明所提供的含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼厚壁管道的現(xiàn)場對接焊接及穩(wěn)定化熱處理方法通常包括焊接階段以及穩(wěn)定化熱處理階段。

在焊接材料中，鉻和鎳的重量比值大于1.6，錳和硅的重量比值大于3，硫和磷的合計重量含量小于0.01％，穩(wěn)定化元素和碳的重量比值為8-11，鐵素體的重量含量為5-11％。所述穩(wěn)定化元素可以是鈮、或鈦、或二者混合物。另外，優(yōu)選穩(wěn)定化元素和碳的重量比值為9-10，鐵素體的重量含量為7-9％。

在上述方法中，優(yōu)選地，所述焊接階段依次包括以下步驟：

坡口組對步驟，使待焊接的兩個管道的坡口相對，保證相對的坡口根部的間隙在2-3mm范圍內(nèi)，并且兩個管道內(nèi)外錯邊均勻；

點固步驟，用與待焊接管道的材質(zhì)相同的筋板跨過坡口間的間隙，并且筋板兩端與已組對好的待焊接管道的外壁接觸，在遠離坡口規(guī)定距離的位置通過點焊的方式將所述筋板與待焊接管道連接在一起；

打底焊接步驟，采用脈沖氬弧焊的方法焊接組對的焊接管道的坡口根部；和

焊條填充步驟，以手工或機械自動的方式用焊條填充焊縫。

在上述方法中，優(yōu)選地，在坡口組對步驟之前，對管道的坡口以及距離兩側坡口上緣20mm范圍內(nèi)的管道內(nèi)外表面清理油污，并進行著色探傷檢查，選用經(jīng)著色探傷檢查后符合焊接要求的管道進行焊接。

在上述方法中，優(yōu)選地，在距離兩側坡口上緣50-100mm的位置，在管道外壁上周向均勻設置多組橫向變形測量點，分別在打底焊接、焊縫填充完畢、以及二者之間的多個時點進行測量。

在上述方法中，優(yōu)選地，在點固步驟之后，在距離坡口規(guī)定距離的管道外壁上周向均勻地安裝多個撓曲變形監(jiān)測百分表，在焊縫熔敷金屬厚度達到壁厚一半之前，從打底焊接起，隨時觀察撓曲變形監(jiān)測百分表的數(shù)值，同時及時調(diào)整焊接次序，控制撓曲變形。