分析镍基合金换热器的焊接要点.pdf

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1、镍基合金换热器的焊接要点高利和，里杨，高博，陈正满，谢亮(中国石油辽阳石化公司机械厂，辽宁辽阳111003)摘要：镍基合金常用于高温、高压及强腐蚀性环境等工作条件苛刻的设备。镍基合金具有在焊接时容易出现热裂纹、焊缝成形困难等特点。通过焊接工艺评定，选择合适的焊接参数，制定合理的焊接工艺方案，以确保产品质量满足设计及使用要求。关键词：镍基合金；焊接；堆焊；腐蚀中图分类号：TH49；TG44；TG146．1文献标志码：B文章编号：1001—4837(2015)05—0075—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2015．05．012SummaryaboutWeldi

2、ngofNickel——BasedAlloyHeatExchangerGAOLi—he，LIYang，GAOBo，CHENZheng—man，XIELiang(LiaoyangPetrochemicalMachineryWorks，CNPC，Liaoyang111003，China)Abstract：Nickel-basedalloyatealwaysusedintheequipmentwithhJghtemperatureandhi．ghpressureandinstrongcorrosiveenvironment．Weldinghotcracksanddifficultweldsha

3、pingwaysoccurduringtheweldingprocessingofnickel-basedalloy．Bymakingweldingprocedurequalification，appropriateweldingparametersandreasonableweldingprocessarechoosedandformulatedtoensuretheweldingqualitytomeettherequirementsofdesignanduse．Keywords：nickel—basedalloy；welding；overlaywelding；corrosion该设

4、备运行条件苛刻，管程介质腐蚀性强，工0引言作温度高，温度梯度大。壳程及管箱1材质为$31608且含碳量要求不小于0．04％，主要是为了日前，一石化公司芳烃厂委托某厂为其制造保证设备具有一定的高温强度。管箱2材质由首一台放空气冷却器，该设备系该厂重整一歧化联台设备的$31608变为NS142，主要是为了应对管合装置一催化剂连续再生部分的关键设备。由于程出口处(即管箱2)强烈的腐蚀性。原设备选材问题，导致设备实际使用效果不佳，故1．2制造难点此次备台制造对部分材质进行改进。该设备制造难点主要体现在管板堆焊、管箱2镍基合金焊接以及镍基合金换热管与管板焊1产品的设计技术条件及结构接等方面。管板材

5、质为0Crl7Nil2Mo2IV锻件+1．1产品设计技术条件堆焊625合金，堆焊层厚度5mm，且管板形状较产品设计技术条件见表1，产品简图见图1。特殊，见图2。．75．镍基合金换热器的焊接要点Vo1．32N0．52015表1放空气冷却器设计条件项目壳程管程放空气(低毒)介质空气(H20为10．62％，N2为72．85％，HC1为0．21％，02为16．13％，C1为10．6ppm)工作温度／~C93／379490／141最高工作压力／MPaO．0020．24l设计温度／~C455535设计压力／MPa．0．360．45液压试验压力／MPa0．57O．59管程壳体$31608、N08825

6、主要受压元件材料壳程壳体$31608管板0Crl7Nil2Mo2IV锻件+堆焊625合金换热管N08825A，B类焊接接头无损检测(射线)100％，II级合格100％，II级合格焊后热处理管箱2热处理注：技术法规、执行标准：《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB151-1999(管壳式换热器》；压力容器类别：I；结构类型：NEN。(2)焊件清理。焊件表面的清洁性是成功焊接镍基合金的一个重要要求。焊件表面的污染物质主要是表面氧化皮和引起脆化的元素。表面氧化皮的熔点比母材高得多，常常可能形成夹渣或细小的不连续氧化物。S，P，Pb，Sn，Zn，Bi，Sb和As等凡是能和Ni形成低熔点共晶的元

7、素都是有害元素，这些有害元素增加了镍基合金的热裂纹图1放空气冷却器结构简图倾向。(3)限制热输入。采用高热输入焊接镍基合金可能产生不利的影响，在热影响区产生一定程度的退火和晶粒长大。高热输入可能产生过度的偏析、碳化物的沉淀或其他有害的冶金现象。这就可能引起热裂纹或降低耐蚀性。(4)焊缝金属流动性差、熔深浅。它不能通过增大焊接电流来改进焊缝金属的流动性，此时容易使熔池过热，增大热裂纹敏感性，而且使焊缝图2堆焊管板简图金属中的脱氧剂蒸发