15CrMo鋼管可回收,符合環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源的國(guó)家戰(zhàn)略,國(guó)家政策鼓勵(lì)擴(kuò)大15CrMo鋼管的應(yīng)用領(lǐng)域。 我國(guó)
15CrMo鋼管消費(fèi)量占
鋼材總量的比重僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的一半,15CrMo鋼管使用領(lǐng)域擴(kuò)大為行業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。根據(jù)
中國(guó)特鋼協(xié)會(huì)15CrMo鋼管分會(huì)的研究,未來(lái)我國(guó)高壓15CrMo鋼管長(zhǎng)材的需求年均增長(zhǎng)可達(dá)10-12%。
15CrMo鋼系珠光體組織耐熱鋼,在高溫下具有較高的熱強(qiáng)性(δb≥440MPa)和抗氧化性,并具有一定的抗氫腐蝕能力。由于鋼中含有較高含量的Cr、C和其它合金元素,
鋼材的淬硬傾向較明顯,焊接性差。
15CrMo焊接性方案Ⅰ:焊接預(yù)熱,采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E8018-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進(jìn)行局部熱處理。
方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E309Mo-16焊條,焊條填充電弧焊蓋面,焊后不進(jìn)行熱處理。焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。焊后熱處理采用方案Ⅰ焊接的試件,焊后應(yīng)進(jìn)行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為:升溫速度為200℃/h,升到715℃保溫1小時(shí)15分鐘,降溫速度100℃/h,降到300℃后空冷。具體采用JL-4型履帶式電加熱器(1146×310)包繞焊縫,用硅酸鋁棉 [1] 層保溫,保溫層厚度50mm,溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動(dòng)控溫儀。
焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)方案 拉伸試驗(yàn)
彎曲試驗(yàn) 沖擊韌性試驗(yàn)aky(J/cm2)
方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6
方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7
焊接材料針對(duì)15CrMo鋼的焊接性及現(xiàn)場(chǎng)高壓管道的工作特點(diǎn)。
方案Ⅰ:焊接預(yù)熱,采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E8018-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進(jìn)行局部熱處理。
表1 焊接材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能
型號(hào) C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,%
ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25
E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19
E309Mo-16≤0.12 0.5~2.5 0.9 22.0~25.0 12.0~14.0 2.0~3.0≤0.025≤0.035 550 25
2.2 焊前準(zhǔn)備試件采用15CrMo鋼管,規(guī)格為φ325×25,坡口型式及尺寸見圖1。
焊前用角向磨光機(jī)將坡口內(nèi)外及坡口邊緣50mm范圍內(nèi)打磨至露出
金屬光澤,然后用丙酮清洗干凈。
試件為水平固定位置,對(duì)口間隙為4mm,采用手工鎢極氬弧焊沿園周均勻點(diǎn)焊六處,每處點(diǎn)固長(zhǎng)度應(yīng)不小于20mm。焊條按表2的規(guī)范進(jìn)行烘烤。表2 焊條烘烤規(guī)范
焊條型號(hào) 烘烤溫度 保溫時(shí)間
E8018-B2 300 ℃ 2h
E309Mo-16 150 ℃ 1.5h2.3 焊接工藝參數(shù)
按方案Ⅰ焊前需進(jìn)行預(yù)熱,根據(jù)Tto-Bessyo等人提出的計(jì)算預(yù)熱溫度公式:
To=350√[C]-0.25(℃) 式中,To——預(yù)熱溫度,℃。
[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x
[C]x=C (Mn Cr)/9 Ni/18 7Mo/90 式中,
[C]x——成分碳當(dāng)量;