焦碳塔除焦鉆桿焊縫修復(fù)

潘月勇 崔皓森

摘要：本文簡要闡述了低合金高強(qiáng)鋼35CrMo的焊接性能，對(duì)此材質(zhì)的焦碳塔除焦鉆桿接頭密封焊縫開裂的修復(fù)，在施工現(xiàn)場不具備熱處理的條件下，采用抗裂性較好的奧氏體電焊條和一些針對(duì)性的焊接工藝措施，取得良好效果，對(duì)焦碳塔除焦鉆桿焊縫修復(fù)有一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：低合金高強(qiáng)鋼 焊接性能 熱處理 奧氏體焊條

某煉油廠延遲焦化裝置焦碳塔除焦鉆桿使用中，發(fā)現(xiàn)高壓水自鉆桿接頭焊縫處泄漏，焊縫為各段鉆桿通過螺紋連接緊固后的密封焊縫。鉆桿為低合金高強(qiáng)鋼35CrMo鋼管，并經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理，規(guī)格為Ф177.8*19，鉆桿內(nèi)高壓水壓力為28MPa，工作溫度40℃。鉆桿下端是切焦器，鉆桿內(nèi)高壓水通過切焦器噴嘴高速噴出，切焦器隨鉆桿上下移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，切割、清除焦碳塔內(nèi)石油焦。35CrMo鋼的焊接性能較差，焊接時(shí)必須采取嚴(yán)格的焊接工藝措施，才能不出現(xiàn)焊接裂紋，滿足鉆桿使用要求。

35CrMo鋼焊接性能

35CrMo鋼屬于中碳合金鋼，有很高的抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的蠕變強(qiáng)度與持久強(qiáng)度，?可用于制造承受沖擊、彎曲、高載荷的各種機(jī)器中的重要零件。其化學(xué)成分及機(jī)械性能如下：

35CrMo鋼化學(xué)成分

35CrMo鋼機(jī)械性能

根據(jù)國際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量計(jì)算公式：CEV=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15得知，35CrMo鋼的碳當(dāng)量值為0.72%左右。當(dāng)碳當(dāng)量≥0.60%，屬于高淬透性的鋼材，易出現(xiàn)冷裂紋，可焊性較差，焊接時(shí)淬硬傾向較大，熱影響區(qū)易出現(xiàn)熱裂紋和冷裂紋，尤其在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接時(shí)，熱影響區(qū)的冷裂傾向?qū)?huì)表現(xiàn)得更突出，對(duì)焊接工藝及措施要求高。所以在采用焊條電弧焊時(shí)，應(yīng)選用抗裂性較好的低氫型電焊條，采取焊前預(yù)熱、控制適當(dāng)?shù)牡篱g溫度、焊后進(jìn)行熱處理的等工藝措施下，才能焊出合格的焊縫。

二、焊接工藝及實(shí)施

根據(jù)35CrMo鋼可焊性差，淬硬傾向大，易產(chǎn)生冷裂紋的特點(diǎn)，制定以下焊接工藝措施：①采用小線能量焊接（小電流快速焊），減少高溫停留時(shí)間，避免奧氏體晶粒過熱、長大，降低焊縫的沖擊韌性。②焊前對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，減小焊件與焊接熔池間的溫差，降低焊縫冷卻速度。③控制道間溫度不得過高，減少淬硬層產(chǎn)生。④焊后回火熱處理，消除內(nèi)應(yīng)力。

對(duì)于35CrMo鋼的焊接，一般選用低合金高強(qiáng)鋼堿性焊條J107Cr或J857Cr。在本次鉆桿維修中，因施工位置在焦碳塔鋼框架46米平臺(tái)處，正值冬季，氣溫低，風(fēng)力大，鉆桿內(nèi)無法封堵，焊后熱處理時(shí)很難達(dá)到技術(shù)要求。因此改用塑性、韌性及抗裂性較好的奧氏體焊條A507，焊后可不進(jìn)行熱處理。焊前將焊條進(jìn)行300℃烘焙1h，然后放入焊條筒中備用。

將鉆桿開裂位置提升至焦碳塔上方并固定，用砂輪機(jī)將開裂的焊縫全部打磨掉，并打磨出坡口，對(duì)坡口兩側(cè)30mm范圍內(nèi)水、油、銹清理干凈，對(duì)坡口進(jìn)行滲透檢測(cè)，確認(rèn)裂紋全部清除。使用電加熱帶對(duì)坡口兩側(cè)200mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱20分鐘（溫度≥200℃），兩名焊工站在鉆桿兩側(cè)同時(shí)采用小電流、快速焊，分段退焊，控制道間溫度≤150℃。焊接時(shí)不得中斷，必須一次全部焊完。具體焊接參數(shù)如下表。

焊接完畢后及時(shí)進(jìn)行保溫緩冷，減少低溫下馬氏體的形成量，最后打磨掉焊縫余高，使焊縫與母材平齊。經(jīng)超聲波檢測(cè)，焊縫內(nèi)部無夾渣、氣孔、裂紋及未熔合等缺陷，投用后運(yùn)行良好。

結(jié)語

對(duì)現(xiàn)場不具備熱處理?xiàng)l件的情況下，對(duì)35CrMo鋼的焊接可使用奧氏體電焊條A507進(jìn)行焊接，采用小規(guī)范焊接參數(shù)，使焊接熱量盡量均布，焊前預(yù)熱、焊后緩冷等措施，有效避免出現(xiàn)焊接裂紋，取得了良好效果。