已服役Manaurite900制氫爐管焊接性的研究.pdf

1、隨著石化工業(yè)的飛速發(fā)展，高溫離心鑄造爐管早已廣泛應(yīng)用于石油化工廠的裂解爐、制氫爐中，爐管的工作環(huán)境非常惡劣，工作溫度高達(dá)700℃-1050℃，內(nèi)壓力高達(dá)1．8MPa，由于使用期間因過熱或處理不當(dāng)，常使?fàn)t管在未達(dá)到設(shè)計(jì)壽命前就嚴(yán)重?fù)p傷和破壞，在修復(fù)時(shí)需進(jìn)行新管與服役爐管的焊接，而焊后在服役管一側(cè)很容易開裂，服役管的焊接性變差，影響焊接修復(fù)。 本文主要針對超高溫服役4萬小時(shí)后的Manaurite900制氫爐下集合管母材和焊縫顯微組織

2、在運(yùn)行前后的變化，分析爐管損傷與焊接性的關(guān)系，通過固溶處理來改善服役爐管的焊接性，采用針對性焊接工藝完成該服役爐管的修復(fù)，為服役爐管的修復(fù)提供理論和工程依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： （1）對服役爐管取樣并做宏觀檢查，結(jié)果表明爐管未發(fā)生變形，爐管外表面有一層呈黑褐色、厚度約為0．5mm的氧化層，對內(nèi)外表面進(jìn)行滲透探傷未發(fā)現(xiàn)裂紋。 （2）對服役爐管母材進(jìn)行金相組織觀察和分析，結(jié)果可見，服役爐管與新爐管比較，其組織結(jié)構(gòu)、形態(tài)

3、、分布均有明顯不同，爐管組織中骨架狀共晶碳化物已消失，取而代之為網(wǎng)塊狀，一次碳化物和從奧氏體晶內(nèi)析出的二次碳化物明顯粗化，依據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，判定該爐管損傷等級(jí)為3．5級(jí)，施焊比較困難。 （3）對服役爐管母材進(jìn)行常溫機(jī)械性能測試，結(jié)果表明：爐管經(jīng)長期高溫服役后硬度明顯降低，力學(xué)性能變差，抗拉強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)，而延伸率幾乎為零，沖擊韌性值很低，服役對材料的性能影響顯著。 （4）服役管焊接時(shí)，出現(xiàn)在熱影響區(qū)臨近熔合線的裂紋判定為近縫區(qū)

4、液化裂紋，通過熱塑性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，認(rèn)為服役Manaurite900鋼抗液化裂紋能力很弱，很容易開裂。 （5）服役態(tài)爐管經(jīng)過固溶處理后，晶內(nèi)塊狀二次碳化物數(shù)量減少，漸趨稀疏，一次碳化物呈骨干狀，晶界變窄，組織均勻，力學(xué)性能得到恢復(fù)，塑性和韌性都大幅上升，沖擊斷口呈韌性斷裂特征，固溶處理對服役態(tài)爐管材料性能的恢復(fù)影響顯著。 （6）采用本文修復(fù)工藝可以有效降低裂紋敏感性，防止服役爐管焊接修復(fù)中裂紋的產(chǎn)生，焊接接頭能夠滿足正常工