制氢装置转化炉炉管的焊接

本公司承建的天津石化公司制氢装置转化炉是顶烧式烟气下行立管双面辐射厢式炉.该炉入口温度为500℃,入口压力3.1 Mpa,出口温度为820℃,出口压力为2.7 Mpa,为高温中压临氢设备,运行条件苛刻.其上尾管规格为φ33.4 mm×3.4mm,材质为P11,与其对接的转化管上接管和集气管接头的材质为1Cr18Ni9Ti;下尾管规格为φ32 mm×3.5 mm,材质为Incoloy800H,与其对接的转化管接头和集气管接头的材质亦为Incoloy800H.炉管共有448道焊口,所有焊口均为固定焊口,且空间位置狭窄,不利于焊工操作,焊接过程中质量不易控制.     

一段转化炉炉管焊接工艺

一段转化炉(101B)是年产30万t合成氨装置的关键设备.炉管工作压力高达3.5 MPa,温度920℃,处理介质为富氢气体.炉管中转化管材质为HP50、下集气管材质为Incoloy800,均系奥氏体耐热钢.为了保证炉管更换的焊接质量,根据现场条件和烽接质量的要求,对转化管和下集气管材质的化学成分和力学性能进行分析,选用合适的焊接方法和焊接材料以及相应的焊接工艺参数,进行了焊接工艺评定试验和现场焊接,成功地将进口转化炉管更换为国产炉管.从1999年以表,所更换的国产转化管在运行过程中,尚朱因炉管的焊接质量而发生问题.证明更换转化管的焊接工艺合理,切实可行.     

制氢转化炉尾管断裂的焊接修复

分析了尾管在使用状态下产生裂纹及补焊后重新产生裂纹的原因,采用改善受力状态、预制反向应力等措施,配合合理的补焊工艺,成功地修复了断裂的尾管。     

制氢转化炉管系焊接裂纹的分析与修复

针对制氢转化炉管系(包括转化管、集气管、猪尾管)在制造安装过程中出现的焊接裂纹进行了原因分析,并介绍了缺陷的修复方案和具体措施。     

离心铸造HP—Nb高温合金炉管与1Cr5Mo法兰的焊接

用Ｎｉ基Ｒ－Ｎ１焊丝作为填充材料,采用小线能量的手工氩弧焊方法可实现离心铸造ＨＰ－Ｎｂ高温合金炉管与１Ｃｒ５Ｍｏ钢法兰异质钢的焊接。焊缝组织良好,过渡区狭窄,焊接接头力学性能满足质量要求。     

制氢转化炉炉管剩余寿命评估

通过对炼油厂制氢转化炉炉管试样的化学成分、显微组织、常温力学性能、高温力学性能、高温持久性能进行测定和分析,对炉管的安全状况进行了评估,并估算了炉管的剩余使用寿命。在考虑一定的安全系数后,预测出炉管的剩余寿命为6年。     

制氢转化炉炉管的焊接工艺特点及常见缺陷的防止

中国石油天然气大港石化公司500万t/a完善配套改造工程,4×104 Nm3/h制氢装置安装工程的制氢转化炉,采用顶烧单排双面辐射炉型,制氢炉共有76根转换管,炉管材质为304L不锈钢,规格φ127mm×12 mm,有效长度12 000 mm,四管排.     

9Cr—1Mo炉管焊接工艺的评定

通过对９Ｃｒ－１Ｍｏ炉管焊接工艺评定及实践证明，采用小线能量焊接，焊前预热３００℃，焊后后热３５０℃×４０ｍｉｎ。焊后消应力处理为７２０℃×４０ｍｉｎ的焊接工艺是可行的。     

换热式转化炉炉管断裂失效分析

通过化学成分分析、力学性能测试和断口分析等手段对断裂的换热式转化炉炉管进行了失效分析。结果表明,该炉管在使用过程中严重超温,导致了局部晶界液化及开裂,在收缩热应力及管承压差应力的继续作用下,热裂纹进一步扩展而形成脆性断裂。通过模拟热处理试验,推断失效炉管的温度至少达到1255 ℃。     

珠光体钢与奥氏体钢焊接接头的组织分析及焊接工艺的控制

结合轮胎硫化机生产中的囊筒焊接实践，通过珠光体钢与奥氏体钢焊接接头的工艺试验，从焊材选配，焊缝金相组织，接头性能等方面进行了测定和分析，提高了合理的焊接工艺控制要点，在囊筒异种钢焊接接头中获得了较好的焊接质量和经济效益。     

离心铸造制氢转化炉管HP40Nb缺陷分析

对制氢转化炉管常见的裂纹、气孔缺陷进行了理论分析,从工装准备、涂料制备及喷涂工艺上提出了改进措施,有效预防了炉管的横向裂纹及气孔缺陷。利用EMPA1600电子探针和波谱仪对炉管表面的夹渣物进行了定性和定量分析,认为夹渣主要为炉渣和舍金元素的氧化物,还存在Nb的严重成分偏析,并从冶炼和浇注工艺上提出了改进措施。     

利旧HK40钢炉管与Cr5Mo钢弯头的焊接

通过分析HK40钢的组织和焊接性能,特别是在高温服役6万h以后的组织变化,再结合CrSMo钢的焊接性能,制定了焊接旧炉管HK40与CrSMo弯头的方法和工艺,经过2次对比试验,确定了具体的焊接施工方案.按照该方案施工,节约了新炉管,旧炉管得到重新利用,提高了炼油厂焦化炉的运转周期和经济效益.     

30#钢与25SiMn摩擦焊焊接接头金相组织

许多黑色和有色金属均可采用摩擦焊焊接,一些用其它方法焊接由于形成脆性相,而使接头无法使用的组合件,常可以用摩擦焊来焊接。摩擦焊还能用于连接热性能和力学性能差别很大的金属,由于摩擦焊的温度低于金属的熔点和焊接时间短暂,使得这种方法可以用来连接多种金属工件。 由于摩擦焊的温度低于金属的熔点,因此摩擦焊接头中熔合线两侧均为过热的固态金属转变产物,没有熔化焊接头那种柱状晶形态的焊缝组织。摩擦焊热影响区较窄,晶粒尺寸通常比母材小,特别是熔合线附近两侧组织更细,是由于摩擦变形引起再结晶造成的。     

20g与12Cr1MoV钢的焊接

针对２０ｇ与１２Ｃｒ１ＭｏＶ蒸汽管道大直径、厚壁异种钢焊接的特点，采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面的焊接工艺，在施工现场成功地进行了焊接，使用情况表明，焊接工艺可行，焊接质量可靠。     

异种钢接头焊接试验

针对低合金钢、铬钼钢与不锈钢的异种接头组织、性能相差较大、甚至产生裂纹等问题,对比焊条选用、预热、热处理对接头组织性能的影响进行了焊接试验。     

铝/钢异种金属的焊接工艺与组织性能研究

以6008-T66铝合金板/H220YD钢板异种金属为研究对象,研究了焊接时间对异种金属焊接接头显微组织和力学性能的影响,并分析了焊接时间的作用机理。结果表明,当焊接时间从50 ms增加至400 ms过程中,铝/钢焊接接头中6008-T66铝合金板侧的压痕深度缓慢增加,而熔核直径逐渐增大,铝/钢焊接接头中心界面处的金属间化合物层的厚度呈现逐渐增加的趋势;铝/钢焊接接头的拉剪力随着焊接时间的增加呈现先增加而后减小的趋势,在焊接时间为300 ms时取得最大值;除了焊接时间为300 ms时,铝/钢焊接接头的拉剪试样以钮扣断裂方式失效外,其余焊接时间下的拉剪试样都断裂在结合面处。     

钢铜异种金属焊接接头组织与性能

采用镍基焊材钨极氩弧焊制备T2/Q345钢铜异种金属焊接接头,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、万能材料试验机进行接头组织和性能分析。焊接接头中焊缝金属与两侧母材具有良好的物理、化学相容性。焊缝金属为具有柱状树枝晶和等轴晶的面心立方γ相。由于氩弧焊热源集中及铜合金的导热能力较高,热影响区两侧粗晶区范围较小。成分分析结果显示,在靠近熔合线的铜合金母材区域发生了Ni、Cr元素扩散现象。拉伸试验结果表明,焊接接头断裂在铜合金母材位置,该处显微硬度最低,接头表现出良好的力学性能。     

Incoloy 800HT铁镍基合金炉管焊接工艺

大庆油田某工程安装的Linde-Selas顶烧箱式转化炉,炉管材质为Incoloy800HT铁镍基合金,其工艺焊接性较差,而使用焊接性的优劣,直接关系到设备生产的安全性.