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    ASTM 4130自动氩弧焊堆焊Inconel 625焊接工艺.pdf

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    ASTM 4130自动氩弧焊堆焊Inconel 625焊接工艺.pdf

    第43卷增刊1 2O14年8月 石油化工设备 PETR0一CHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 Supplement 1 Aug.2014 文章编号100074662014增刊1-004403 ASTM 41 30自动氩弧焊堆焊Inconel 625焊接工艺 郭必永 江苏鸿达福石油设备有限公司,江苏盐城224700 摘要通过理论分析及试验结合的方法,确认ASTM 4130 75K调质钢自动氩弧焊堆焊Inconel 625 的工艺确认,根据API 6A Ed 20th和ASME IX一2010的要求进行评定,此结果可为生产提供一定 的指导。 关键词ASTM 4130;Inconel 625;自动氩弧焊;焊接工艺 中图分类号TQ050.6;TG44文献标志码B doi10.3969/j.issn.10007466.2014.s1.014 Procedure of 625 Overlay Weld on ASTM 4130 75K GUO Bi’yong Jiangsu Hongda Weatherford Petroleum Equipment Co.Ltd.,Yancheng 224700,China AbstractThrough the combination of theoretical analysis and test,the procedure of 625 overlay weld on ASTM 4130 75K which was quenched and tempered steel,by automatic argon tungsten arc welding,was uated according to API 6A Ed 20th and ASME IX~2010 requirements,and provides guidance for production. Key wordsASTM 4130;Inconel 625;automatic argon tungsten arc welding;welding proce d1dre 随着工业的不断发展,石油天然气的需求量日 益增长,原来开采难度较大的高含硫油气田也列入 了开采的范围。对于高硫化氢服役状态的设备, API 6A HH材料级别要求为设备接触流体湿润的 表面为耐蚀合金[ ,对于阀体内部则需要全部堆焊 结构,文中详细介绍ASTM 4130 75K调质钢自动 氩弧焊的堆焊焊接工艺。 1 ASTM 4130 75K调质钢简介 ASTM 4130 75k调质钢化学成分WC一 0.28 ~0.33 ,叫Mn一0.40 ~0.60 , Si 一0.15 ~0.35 ,叫P 一0.025 ,叫s 一 0.025 ,叫Cr一0.80 9/6~1.10 ,WMo一 0.15%~0.25 ,wNi一0.5O 。 力学性能R乩一517 MPa,R 一655~ 793 MPa,A一18 ,Z一35 ,硬度197~ 235HB。 根据国际焊接学会IIW推荐的碳当量计算公 式叫C 砌C2wMn/62[ Cr wMo叫V1/51 r叫Ni训Cu]/15,可以 计算得到ASTM4130材料的碳当量为0.54%~ 0.75 。表明此材料有极易淬硬、焊接性差的特点, 需要采取相应措施进行焊接才能达到工艺要求。 1热裂纹 中碳调质钢碳含量及合金元素含 量都较高,其结晶温度区间较大,偏析也较严重,具 有较大的热裂纹倾向。为了防止热裂纹,在选择焊 接材料时,应尽量选用含碳量低的、含硫和磷杂质少 的填充材料。 2冷裂纹 与低碳调质钢相比,中碳调质钢对 冷裂纹的敏感性要大,其原因是中碳调质钢中的碳 收稿日期20140426 作者简介郭必永1987一,男,江苏建湖人,国际焊接工程师,学士,从事锅炉压力容器、石油机械等承压设备的焊接工 作。 增 郭必水ASTM 413O自动氩弧焊堆焊Inconel 625cfl{接] 艺 含量较高,加入其中的合金元素也较多,在500C以 下温度I-KM过冷奥氏体具有更大的稳定性,淬硬倾 向十‘分明 。 3过热区的脆化 中碳调质钢具有相当大的 淬硬 。下{采用焊接热输入小并辅之以预热、缓冷和 后热等 艺措施。焊接热输入大会增大奥氏体过热 并提高它的稳定性,形成粗大的马氏体,使过热区脆 化更为严匦。 4热影响区软化 中碳调质钢在凋质状态下 焊接.焊后 热影响区上的软化现象随强度级别的 提高衷现虹 著,热输入越小,加热或冷却速度越 怏。受热时间越短,其软化程度和宽度就越小。因 此.采Jf】热能量集巾、输入较小的焊接方法对减小软 化区仃利 。。 2 焊接工艺 2.1 焊接方法、焊材的选择 于孔径的限制。阀座孔部位及流道孑L部位都 难以焊接,只能通过门动焊机将焊炬送入内腔,通过 旋转 作台,并加_卜焊机的自带系统进行规则性地 圆周焊接。 焊接 艺选择自动氚弧焊,焊丝选择耐蚀性能 较好的ERNiCrMo一3Inconel 625,其硫、磷质量分 数的控制亦能减小热裂纹的产生。 2.2 消应力热处理 仃焊接要求的ASTM4130 75k材料淬火后的 川火温度最低为650 C,消应力温度不得超过 650、,温度确定为6405C4 h。升温速度 10~1 50、/h,降温速度6O~l20 C/h,300 C以 下 制。 2.3 预热/层间温度 针对焊接 分析综合考虑及合金CCT图可以 得知。颅热 If以控制焊缝的金相组织,降低冷却速 度,改薄过热区的性能并预防冷裂纹的产生。 根据经验层间温度控制在260~310 C。 2.4 焊接工艺参数 焊接方法为自动氩弧焊,焊接材料AWS A5.14 I*.RNiCrMo 3O1.2 ram,焊接位置2G;预热及层问 温度260 3lO、,焊后消应力热处理6404-5C 4 h,焊接电流185~195 A,焊接电压9~9.6 V,送丝 速度】5~200 cm/min,转艋速度l5~20 cm/min,热 丝电流35~50 A,热丝电压1.9~2.5 V。 3力学性能及化学成分 卡}{据ASMEIX卷要求,焊后进行渗透检测,满 足QWl95 求。根据API 6A要求, ASME一1X 卷要求瓞础 增加r 棒拉ff}I试验、冲 试验。 宏观金相结果见图1,硬度试验结果见 2。 i 宏观金 1.244 2 236 3.23I 4.254 5 254 6.267 7.240 8.233 9.236 l0.200 I1.20I 1 2.2O3 图2硬度试验HV10 力学性能结果R 一526 MPa,R 一685 MPa。 A 一25.6 ,Z一71 。侧弯试样结果为合格. 一6O℃冲击值分别为65,6,7l;维氏硬度HV10 数值母材200、201、203,热影响区为240、233、 236,堆焊第一层为254、254、267.堆焊第二层为 244、236、231。 化学成分焊缝熔合线内3 mm处平均值 C一0.0l8 ,硼Mn一0.05 .u,Si 0.04 , P一0.005%,让,S 一0.00l ,u Cr一22.0 , Ni63.0 , Mo一9.4 ,u Cu一0.04%,叫Nb一3.58%,让,AI一0.13 。 4试制 根据工艺要求,对焊机程序进行设定后进行阀 腔堆焊,首件试制品各项试验均已通过.也意味着焊 接 工艺及过程控制达到了预期的效果,阀体截面解 剖图见图3。 3喇体解l}Ij图 第43卷增刊1 2O14年8月 石油化工设备 PETROCHEMICAI EQUIPMENT Vo1.43 Supplement 1 Aug.2014 文章编号100074662014增刊l一004603 基于三轴联动数控镗铣床加工嵌入式接管的方法 孔祥毅,杨晓雨 辽阳石油化纤公司机械厂,辽宁辽阳 111003 摘要嵌入式接管是重要压力容器的主要受压元件,其加工成型的精确程度直接影响压力容器制造 的可靠性。以制造实例对三轴联动数控镗铣床加工嵌入式接管的方法进行了讨论,并对UG软件 CAM模块自动编程步骤作了详细说明,通过实例证明了此方法加工嵌入式接管的可行性。 关键词嵌入式接管;三轴联动;UG自动编程 中图分类号TQ050.6;TE969文献标志码B doi10.3969/j.issn.10007466.2014.s1.015 Machining of Embedded Takeover Based on Tri-axial Linked NC Boring-milling Machine KONG Xiang。yi,YANG Xiao-yu Liaoyang PetroChemical Fibre Company Machinery Factory,Liaoyang 1 1 1003,China AbstractFor important pressure vessels,the embedded takeover serves as a major pressure part,whose machining and ing precision will directly influence the reliability of the pressure vesse1.The machining of embedded takeover by the triaxial linked NC boringmilling machine was discussed with manufacturing instances; moreover,the automatic programming steps of the CAM module in UG software was illustrated in details;and finally,the feasibility of this machining of embedded takeover was eventually validated through examples. Key wordsembedded takeover;triaxial linked;UG automatic programming 随着应用于石油化工等行业的压力容器运行 工况的极端化,高压、高温或低温、介质易爆或高 度危害等因素不断增多,压力容器壳体上的开孔 接管补强结构呈现嵌入式接管型式的数量也在增 5 结语 成功地进行了调质钢ASTM 4130 75K自动氩 弧焊堆焊Inconel 625,无损检测结果满足ASME IX一2010 QW一195要求[ 。 焊后进行了全面的理化性能试验,结果符合设 计要求,满足API 6A Ed 20TH对HH级产品的堆 焊要求。 参考文献 r1] API一2O10,Specification 6A 20th Edition Specification 加即整体接管补强锻件与壳体对接焊接。从 设计角度上来说这种结构补强效果也是最好 , 文中详述一开设在圆筒上的嵌入式接管的数控加 工方法详述。 [2] for Wellhead and Christmas Tree EquipmentE S]. 陈祝年.焊接工程师手册[M].北京机械工业出版 社,2009. CHEN Zhunian.The Welding Engineering Hand book[M].BeijingChina Machine Press,2009. [3] ASME BPVC Committee on Welding and Brazing 2O10,ASME BPVC Section IX Welding and Brazing Qual|fications[s]. 许编 收稿日期20140514 作者简介孔祥毅1981一,男,辽宁辽阳人,工程师,学士,主要从事压力容器建造工作。

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