2.25Cr-1Mo钢加氢反应器弯管堆焊工艺及性能的研究

论文摘要

在石化行业加氢反应器制造过程中,弯管的内壁堆焊是整个产品制作过程中的难点之一。目前的弯管制作方法,将90°弯管均分为三段,分别进行内壁堆焊后装配焊接为一整体,再进行对接环缝的补堆,其加工、成型、堆焊、装焊工序较多,生产效率低且堆焊质量不易保证。为此,已有专家提出了采用弯管内壁堆焊层先堆焊再一起进行弯制的思路,但该思路能否顺利实现,还取决于在弯管内壁堆焊层先堆焊后依次经高温热成型、调质处理、最终热处理后,其化学成分、力学性能、抗晶间腐蚀等性能是否能满足技术条件要求。本文正是从这种思路出发,采用在试板上模拟弯管先堆焊再进行弯制的方法,研究探讨采用一种新的弯管制造工艺的可行性。2.25Cr-1Mo钢加氢反应器弯管堆焊工艺及性能的初步研究结果表明:①2.25Cr-1Mo钢上E309L+E347双层不锈钢堆焊层依次经高温热成型、调质处理、最大热处理后存在裂纹敏感性,而这种弯曲裂纹敏感性是由焊缝结晶偏析引起的。②本文采用的堆焊方法和堆焊工艺使2.25Cr-1Mo钢上E309L+E347双层不锈钢堆焊层依次经高温热成型、调质处理、模拟最大热处理后仍能满足抗晶间腐蚀的性能,并获得满足技术条件要求的化学成分均匀的堆焊层组织。③性能热处理应采用水淬和高温回火的工艺,以确保能获得最佳冲击韧性的显微组织,并避开不锈层475～650℃敏化温度的最敏感区。截至目前为止,关于2.25Cr-1Mo钢加氢反应器弯管先堆焊内壁层再进行弯曲成型的制造工艺尚未见报道,本研究为这种新型的制造方法的实施和不断完善,打下坚实的理论和实践的基础。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 加氢反应器弯管的结构
• 1.3 加氢反应器弯管的材料
• 1.3.1 弯管材料概述
• 1.3.2 弯管锻件的技术要求
• 1.4 加氢反应器弯管内壁堆焊层的技术要求
• 1.4.1 焊态下堆焊层无损检测
• 1.4.2 焊态下堆焊层厚度检测
• 1.4.3 焊态下堆焊层化学成分
• 1.4.4 模拟容器的最大焊后热处理（Max.PWHT）后理化检验
• 1.5 本课题的研究意义
• 1.5.1 学术意义
• 1.5.2 经济意义
• 1.6 论文的主要研究内容及技术路线
• 1.6.1 主要研究内容
• 1.6.2 技术路线
• 2 试验材料及试验方法
• 2.1 试验基体材料及制备
• 2.1.1 试验用钢的化学成分
• 2.1.2 试验用钢的力学性能
• 2.1.3 试验试板的制备
• 2.2 堆焊方法的选择
• 2.2.1 理论分析
• 2.2.2 结论
• 2.3 堆焊材料的选择
• 2.3.1 理论分析
• 2.3.2 试验内容及结果
• 2.3.3 结论
• 2.4 小结
• 3 试验工艺的选择
• 3.1 焊接性分析
• 3.2 堆焊规范参数的选择
• 3.2.1 焊接电流
• 3.2.2 电弧电压
• 3.2.3 焊接速度
• 3.2.4 焊道搭接量
• 3.2.5 干伸长
• 3.2.6 结论
• 3.3 堆焊预热温度和后热处理
• 3.4 热成形工艺和焊后热处理工艺
• 3.5 小结
• 4 试验工艺过程及结果
• 4.1 不锈钢带极埋弧和电渣堆焊工艺试验
• 4.1.1 试验工艺过程
• 4.1.2 小结
• 4.2 药芯气体保护焊堆焊工艺试验
• 4.2.1 试验工艺过程
• 4.2.2 小结
• 5 试验结果分析
• 5.1 化学成分分析和铁素体数的测量
• 5.2 金相试验
• 5.3 硬度测量
• 5.4 抗晶间腐蚀性能试验
• 5.5 弯曲试验
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献