爐(lu)管在長期服役過程中，會產生(sheng)不(bu)同(tong)類型的冶金損(sun)(sun)傷(shang)、形(xing)變和(he)破壞，必(bi)須(xu)對嚴重(zhong)損(sun)(sun)傷(shang)和(he)失效部位(wei)進行(xing)更(geng)換。由(you)此提出了(le)新舊爐(lu)管的焊(han)接(jie)課題。尤其(qi)是(shi)冶金損(sun)(sun)傷(shang)的爐(lu)管，其(qi)焊(han)接(jie)性很差，給焊(han)接(jie)帶來(lai)了(le)很大困難。

一、對損傷爐管焊接性分(fen)析(xi)

  1. 損傷爐管內壁存在(zai)著(zhu)滲碳、氧(yang)化和(he)受腐(fu)蝕(shi)層，其常(chang)溫下的(de)塑(su)性(xing)和(he)韌性(xing)顯著(zhu)下降(jiang)，失去了(le)對裂紋(wen)(wen)產生和(he)擴展的(de)阻力(li)(li)，在(zai)焊接應力(li)(li)作用下，極易形成裂紋(wen)(wen)。

  2. 滲碳(tan)層較厚的爐管與(yu)新爐管焊接時(shi)，待焊處存(cun)在著滲碳(tan)與(yu)未滲碳(tan)的兩種鋼材，其密度(du)和(he)線脹系數(shu)有很大差(cha)異，容(rong)易造成很大的局(ju)部應(ying)力，進而產生裂紋。

  3. 因服役而(er)組織老化的(de)爐(lu)管(guan)，其(qi)管(guan)壁(bi)心(xin)部(bu)組織的(de)碳化物分布形態已發(fa)生改變，晶內(nei)彌散碳化物的(de)聚(ju)集及晶界碳化物呈(cheng)網狀片，使舊爐(lu)管(guan)的(de)強度和韌性下降，一旦內(nei)壁(bi)形成裂(lie)紋，會迅(xun)速擴展至(zhi)穿透(tou)整個管(guan)壁(bi)。

  4. 焊接修復(fu)由(you)于(yu)變形、彎曲或膨脹而失效的(de)爐管過程中，焊接時接頭(tou)組對會發生(sheng)錯(cuo)邊(bian)和中心偏移(yi)，引起較大(da)的(de)應力集中。

二、損傷爐管的焊接修復工藝

  1. 焊前準備(bei) 

    對接焊時(shi)，坡(po)口(kou)(kou)處(chu)要(yao)加工成60°～65°夾(jia)角，對口(kou)(kou)間隙為2.5mm；坡(po)口(kou)(kou)待(dai)焊處(chu)20mm端應采(cai)用砂輪打磨，爐(lu)管內(nei)壁層厚(hou)至(zhi)少去除0.5mm。外壁淺層修磨；坡(po)口(kou)(kou)及待(dai)焊區附(fu)近(jin)表面(mian)須通過著色滲透檢測，確認無微(wei)裂紋(wen)存在，方可施焊。

  2. 組(zu)對裝配 

    損傷爐管由于材料變脆(cui)，本身又處于復(fu)雜的(de)應(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)，對(dui)接(jie)接(jie)頭(tou)組(zu)(zu)對(dui)裝(zhuang)配時，應(ying)(ying)盡(jin)量(liang)避免錯邊，尤其要嚴(yan)格控制單方(fang)向偏移錯邊；當管壁厚度不等時，適(shi)當修(xiu)磨(mo)多(duo)余壁厚成斜(xie)坡，盡(jin)量(liang)保持(chi)組(zu)(zu)對(dui)時管壁厚度均勻(yun)一致；焊接(jie)修(xiu)復(fu)時使用吊索或支承裝(zhuang)置(zhi)，使下部爐管不承受重力(li)，保持(chi)低的(de)初始應(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)，直到組(zu)(zu)焊全過(guo)程結束。

  3. 焊接修復中注意(yi)事項 

    底層(ceng)焊(han)要保證熔透均勻，避免產(chan)生裂(lie)(lie)紋；爐管上的同一(yi)條(tiao)環(huan)焊(han)縫，宜由(you)兩名焊(han)工同時進行(xing)對稱焊(han)；若由(you)一(yi)名焊(han)工施焊(han)時，爐管的后半圈可分段焊(han)，以減緩(huan)焊(han)接應力集中。收(shou)弧(hu)(hu)處(chu)要避免設(she)計在錯邊嚴重的部位，注意收(shou)弧(hu)(hu)技術，使用(yong)電流(liu)衰減裝置，且要填滿弧(hu)(hu)坑，防止產(chan)生弧(hu)(hu)坑裂(lie)(lie)紋。

  上述(shu)焊(han)接(jie)修復工藝，適用于(yu)(yu)(yu)管(guan)內滲(shen)碳(tan)層厚(hou)(hou)度(du)(du)小于(yu)(yu)(yu)1.0mm的(de)爐(lu)(lu)管(guan)或(huo)變形、彎曲不嚴重的(de)爐(lu)(lu)管(guan)。對于(yu)(yu)(yu)嚴重損傷或(huo)滲(shen)碳(tan)層厚(hou)(hou)度(du)(du)在1.0mm以上的(de)爐(lu)(lu)管(guan)，其潛在微裂紋較多，材料韌性(xing)下降顯著，焊(han)接(jie)修復難度(du)(du)很大，往往需(xu)要采(cai)取更換新(xin)爐(lu)(lu)管(guan)的(de)方法(fa)來解決。有時也可用高溫(wen)預熱方法(fa)焊(han)接(jie)滲(shen)碳(tan)較為嚴重的(de)爐(lu)(lu)管(guan)，預熱溫(wen)度(du)(du)為750℃，焊(han)后保溫(wen)。其目的(de)是改善待焊(han)接(jie)頭處(chu)塑性(xing)，使爐(lu)(lu)管(guan)在具有塑變能(neng)力的(de)溫(wen)度(du)(du)下完成焊(han)接(jie)，防止(zhi)裂紋的(de)形成。