國產乙烯裂解爐的輻射段和對流段以及段內各部位的溫度不同，選有用了不同鋼材的爐管。溫度200～400℃的區域選用20鋼管或低合金鉻鉬鋼（如15CrMo、12Cr1MoV），爐溫600～700℃區域選用中合金耐熱鋼1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧氏(shi)體不銹鋼4Cr25Ni20離心鑄造管，與其連接的法蘭材料是奧氏體不銹鋼06Cr18Ni11Ti鍛件。這樣，在同一管路中出現了奧氏體不銹鋼管與1Cr5Mo鋼焊接鋼焊接，同時也出現了不同牌號奧氏體不銹鋼的焊接。
一、焊接(jie)性分(fen)析(xi)
由(you)于4Cr25Ni20不銹鋼(gang)管為奧(ao)氏體(ti)基體(ti)加上共晶碳化物組織，與上述兩種鋼(gang)材焊接時，在焊接過程中易發生熱(re)裂紋、冷(leng)裂紋和σ相析出(chu)。
二、焊接工藝
1. 焊接(jie)材料(liao)的選擇
為了(le)消除焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱裂紋(wen)，防止σ相(xiang)脆化(hua)和(he)冷裂紋(wen)傾向(xiang)，要提高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料中(zhong)碳和(he)氮的(de)(de)含量，又(you)要控(kong)制其鉬、鈮的(de)(de)含量。在A407焊(han)(han)(han)條(tiao)（E310型）的(de)(de)基礎上(shang)，研制出一種專用焊(han)(han)(han)條(tiao)。其熔敷(fu)金屬化(hua)學(xue)成分(fen)的(de)(de)質量分(fen)數（％）為：C＝0.35～0.40,Si<1.0, Mn <1.5, S. P<0.035, Cr=23 ~27, Ni=18~20,Mo≤0.15,N=0.04～0.14。經多次試驗和(he)生(sheng)產實(shi)踐證明，用該(gai)焊(han)(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)4Cr25Ni20爐管與(yu)06Cr18Ni11Ti鍛件法(fa)蘭(lan)，既(ji)能抗熱裂紋(wen)又(you)能減少(shao)σ相(xiang)析出，取(qu)得(de)了(le)良好(hao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性。4Cr25Ni20不銹鋼爐管與(yu)1Cr5Mo鋼管焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，選用A302焊(han)(han)(han)條(tiao)（E309型）即可(ke)。
2. 焊接(jie)坡口的(de)選擇
選(xuan)用(yong)(yong)合理的焊(han)(han)接坡口尺寸和形(xing)狀(zhuang)來保(bao)證管道(dao)根部的焊(han)(han)透(tou)性能，可采用(yong)(yong)V形(xing)或(huo)U形(xing)坡口。可以用(yong)(yong)焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)進行(xing)打(da)底焊(han)(han)，實現單面(mian)焊(han)(han)雙面(mian)成形(xing)，但操作(zuo)技能要(yao)(yao)求(qiu)高；選(xuan)用(yong)(yong)鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)的方法，不加(jia)(jia)填充金屬(shu)，將鈍(dun)邊(bian)熔透(tou)也(ye)能保(bao)證焊(han)(han)根焊(han)(han)透(tou)，但對鈍(dun)邊(bian)要(yao)(yao)求(qiu)嚴格(ge)，要(yao)(yao)鈍(dun)邊(bian)尺寸控(kong)制在(zai)1.0～1.5mm，鈍(dun)邊(bian)過(guo)大(da)或(huo)過(guo)小均會引起未焊(han)(han)透(tou)或(huo)焊(han)(han)穿。管子(zi)與管子(zi)裝配時(shi)，希望間隙越小越好。同時(shi)對坡口的加(jia)(jia)工(gong)精度也(ye)有(you)相應的要(yao)(yao)求(qiu)，機(ji)械加(jia)(jia)工(gong)后的坡口要(yao)(yao)用(yong)(yong)砂輪磨去尖角和毛刺。在(zai)檢查待焊(han)(han)處確認無表面(mian)缺(que)陷時(shi)，才允許施焊(han)(han)。
3. 預熱和層間溫(wen)度的控制
在(zai)4Cr25Ni20不銹鋼(gang)管與(yu)其(qi)他(ta)黑色金屬(shu)焊(han)(han)接時(shi)，若不進(jin)行焊(han)(han)前預(yu)熱(re)(re)，在(zai)定位焊(han)(han)和正式(shi)焊(han)(han)的(de)根(gen)部(bu)封底焊(han)(han)縫(feng)會產生裂紋，所(suo)以必須預(yu)熱(re)(re)。4Cr25Ni20不銹鋼(gang)管與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)焊(han)(han)接時(shi)，預(yu)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控制(zhi)在(zai)100℃，層(ceng)間(jian)(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)在(zai)150℃以下；但(dan)4Cr25Ni20不銹鋼(gang)管與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)焊(han)(han)接時(shi)，情況則不相同，預(yu)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)要提高(gao)到360～400℃，層(ceng)間(jian)(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控制(zhi)在(zai)300℃左右。雖說預(yu)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)提高(gao)，會引起4Cr25Ni20鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)一側(ce)晶內碳化物粗化，但(dan)它能避免由于預(yu)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)太低(di)，而使1Cr5Mo鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)一側(ce)形成(cheng)(cheng)馬氏體組(zu)織而造成(cheng)(cheng)脆(cui)斷(duan)的(de)事故。
4. 定位(wei)焊
定位焊(han)(han)最容易產生的缺陷是收(shou)弧時的縮(suo)孔(kong)，而縮(suo)孔(kong)往(wang)往(wang)又會帶來弧坑裂紋。為了防止縮(suo)孔(kong)的產生，焊(han)(han)接電(dian)流不宜(yi)過(guo)大，電(dian)弧不能突然(ran)熄(xi)弧，要在(zai)收(shou)弧處反復焊(han)(han)3～4點，以(yi)保證填滿(man)弧坑。定位焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)長度(du)不宜(yi)太短，控制(zhi)在(zai)10mm左右。沿管道定位3～4處，要保證定位焊(han)(han)縫(feng)焊(han)(han)透，背面呈圓滑過(guo)渡，經滲透著色檢測，確認無缺陷時，方能進行根(gen)部打底焊(han)(han)。
5. 打底焊
通常選用鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)的方法且在(zai)(zai)管內充氬氣進行(xing)施焊(han)(han)。這(zhe)樣除了可避免(mian)產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)外，還能保證背面(mian)焊(han)(han)縫成形(xing)良好。在(zai)(zai)封底(di)焊(han)(han)時，如(ru)果不(bu)加填(tian)充焊(han)(han)絲(si)，收(shou)弧(hu)(hu)處有(you)可能產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)，要(yao)采取下(xia)列措施來消除：在(zai)(zai)收(shou)弧(hu)(hu)時適當填(tian)加一(yi)些焊(han)(han)絲(si)（H12Cr24Ni13焊(han)(han)絲(si)）填(tian)滿弧(hu)(hu)坑；或者不(bu)加焊(han)(han)絲(si)將收(shou)弧(hu)(hu)移(yi)到引出(chu)板上也可。打底(di)焊(han)(han)焊(han)(han)完后，要(yao)進行(xing)滲(shen)透著色檢測，一(yi)旦發現裂(lie)(lie)紋(wen)，必須(xu)徹底(di)清除干(gan)凈(jing)，直至確認無(wu)裂(lie)(lie)紋(wen)為(wei)止。為(wei)了保證背面(mian)焊(han)(han)縫成形(xing)均勻(yun)，組裝時要(yao)嚴格控制(zhi)裝配間隙，內徑錯位量也要(yao)控制(zhi)小于0.5mm為(wei)佳。
6. 其他層次(ci)焊道(dao)的(de)焊接(jie)
其(qi)他(ta)層(ceng)次焊(han)(han)(han)(han)道(dao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，大多采用焊(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)方(fang)法(fa)進行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)，4Cr25Ni20鋼(gang)(gang)(gang)管與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)(gang)(gang)鍛件(jian)在焊(han)(han)(han)(han)第二層(ceng)時，選用A302（E309型(xing)）牌號焊(han)(han)(han)(han)條，蓋(gai)面(mian)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)選用上面(mian)介紹的(de)專(zhuan)用焊(han)(han)(han)(han)條施(shi)焊(han)(han)(han)(han)；4Cr25Ni20 不銹鋼(gang)(gang)(gang)管與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管焊(han)(han)(han)(han)接時，全部選用A302（E309型(xing)）牌號焊(han)(han)(han)(han)條。
施焊(han)(han)(han)過程中，在(zai)(zai)保證焊(han)(han)(han)接(jie)質量(liang)的(de)前提(ti)下，選用(yong)小(xiao)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)電流和(he)較(jiao)快的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)速度(du)。焊(han)(han)(han)條不(bu)(bu)(bu)允(yun)許作(zuo)橫向擺動，以(yi)窄焊(han)(han)(han)縫為宜。焊(han)(han)(han)接(jie)時不(bu)(bu)(bu)允(yun)許在(zai)(zai)坡(po)口外(wai)引弧和(he)收弧，否則易產(chan)生裂(lie)紋。無論定(ding)位焊(han)(han)(han)、打底焊(han)(han)(han)還(huan)是蓋面焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)后(hou)在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)縫處(chu)(chu)嚴(yan)禁錘擊，不(bu)(bu)(bu)得使(shi)用(yong)扁鏟修整焊(han)(han)(han)縫及(ji)清渣(zha)，因為4Cr25Ni20不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管對冷作(zuo)硬(ying)化特別敏感(gan)，還(huan)會促(cu)使(shi)σ相的(de)形成(cheng)。焊(han)(han)(han)縫處(chu)(chu)的(de)清理可使(shi)用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼鋼絲(si)刷(shua)或不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼鋼絲(si)輪(lun)，修復缺(que)陷時應(ying)使(shi)用(yong)薄片(pian)砂輪(lun)。
7. 焊接后熱處(chu)理
焊后(hou)(hou)熱處理的(de)(de)溫度經過多次試驗和生(sheng)產考核，最后(hou)(hou)確(que)定(ding)的(de)(de)溫度為1070℃，保溫2h，然后(hou)(hou)空冷。在(zai)(zai)此(ci)溫度范圍內(nei)，可(ke)以使已生(sheng)成(cheng)的(de)(de)σ相(xiang)進行固(gu)(gu)溶(rong)處理，使之在(zai)(zai)焊縫金屬中(zhong)消(xiao)失，這樣就能(neng)減少冷裂紋形成(cheng)的(de)(de)可(ke)能(neng)性。在(zai)(zai)生(sheng)產中(zhong)，為了消(xiao)除長(chang)期加熱而生(sheng)成(cheng)的(de)(de)σ相(xiang)，可(ke)以把爐溫升高(gao)(gao)，使σ相(xiang)重(zhong)新(xin)固(gu)(gu)溶(rong)到奧(ao)氏體(ti)組織中(zhong)，然后(hou)(hou)冷卻，借以消(xiao)除σ相(xiang)。這種(zhong)定(ding)期、短(duan)時(shi)間提高(gao)(gao)工作溫度的(de)(de)措施(shi)，一(yi)般(ban)在(zai)(zai)每使用數百小時(shi)后(hou)(hou)，重(zhong)復(fu)一(yi)次，就能(neng)達到上(shang)述目(mu)的(de)(de)。
