浙江至德鋼業(yè)有限公司煉化分公司制氫轉(zhuǎn)化爐是一種加熱式內(nèi)裝催化劑的管式加熱爐,介質(zhì)為原料混合氣(入口工藝通常為水碳比為3~4的水蒸氣和烴類混合物,難免混有其他不純物,如硫化氫、硫化物等),進(jìn)口溫度為460℃,轉(zhuǎn)化產(chǎn)物含有大量的氫,出口溫度為800℃,設(shè)計(jì)壓力為2.0MPa。在大修時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)口爐管系統(tǒng)有多處穿透性裂紋。進(jìn)口爐管系統(tǒng)是由爐管(HK-40鋼)、法蘭(1Cr5Mo鋼)、集合管(1Cr5Mo鋼)、加強(qiáng)接頭(06Cr18Ni11Ti 不銹鋼)和進(jìn)口尾管(06Cr18Ni11Ti 不銹鋼)組成。
進(jìn)口爐管系統(tǒng)焊接修復(fù)的各部分坡口尺寸和熔敷順序圖,如圖4-28所示。
1. 爐管與法蘭的焊接修復(fù)
對(duì)損壞的舊爐管(HK-40鋼)和法蘭(1Cr5Mo鋼)焊接時(shí),焊接接頭的熱影響區(qū)有形成裂紋的傾向。為了防止裂紋的產(chǎn)生,焊后必須進(jìn)行熱處理。在熱處理過程中,由于異種材質(zhì)的差異會(huì)引起不同的熱膨脹,有產(chǎn)生裂紋的傾向,對(duì)焊縫和爐管均為不利。為此,焊接修復(fù)時(shí)采取了先在法蘭(1Cr5Mo鋼)待焊處,用INCONEL82焊絲(相當(dāng)于我國(guó) ERNiCr-3焊絲,其化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)為:Ni≥67.0,C≤0.10,Mn2.5~3.5,Fe≤3.0,P≤0.03,S≤0.015,Si≤0. 50,Cu ≤0.50, Cr18.0 ~ 22.0,(Ti≤0.75,Nb+Ti為2.0~3.0),用鎢極氬弧焊堆焊6mm厚作為過渡層,堆焊后再進(jìn)行熱處理來消除堆焊層熱影響區(qū)的馬氏體組織。然后與爐管進(jìn)行焊接,仍采用INCONEL82 焊絲,在焊接接頭熱影響區(qū)沒有出現(xiàn)淬硬組織,當(dāng)然也消除了裂紋傾向。
2. 其他部位的焊接修復(fù)
除了尾管與加強(qiáng)接頭之間焊接采用H08Cr19Ni10Ti焊絲外,其余全部采用INCONEL82焊絲,HK-40爐管之間的焊接也可采用H12Cr26Ni21焊絲。
3. 爐管系統(tǒng)各部位的焊接參數(shù)
可參見表4-66,焊接時(shí)管內(nèi)充氬氣進(jìn)行內(nèi)保護(hù)。
4. 焊接修復(fù)時(shí)操作中注意事項(xiàng)
a. 每焊接完一層焊縫均必須用著色滲透法檢測(cè),發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷時(shí),應(yīng)及時(shí)徹底打磨干凈后,方可進(jìn)行下道焊縫的施焊。
b. 用角向砂輪打磨時(shí)不能用力過大,同一部位打磨時(shí)間不能過長(zhǎng),否則易產(chǎn)生爐管裂紋。
c. 不能強(qiáng)行組對(duì),需要調(diào)整組對(duì)時(shí)嚴(yán)禁鐵錘敲打或用強(qiáng)力扳扭定位焊縫,定位焊縫兩端應(yīng)修磨成有利于焊接的緩坡形。
d. 引弧和收弧應(yīng)在坡口或焊縫內(nèi)進(jìn)行。收弧時(shí)必須使用電流衰減裝置,衰減時(shí)間要長(zhǎng),一般不少于10s,以保證填滿弧坑,避免縮孔的出現(xiàn)。重新引弧前要認(rèn)真檢查焊縫和弧坑,若有裂紋應(yīng)及時(shí)磨掉重新焊接。
e. 焊接修復(fù)后的焊接接頭要檢測(cè)。無論對(duì)接焊縫還是角接焊縫,其表面均應(yīng)進(jìn)行著色滲透檢測(cè),并達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。所有對(duì)接焊縫要進(jìn)行100%X射線檢測(cè),并達(dá)到相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。