張洪斌，胡博珅，劉繼紅，胡彥卓，程 威，祁 鑫，于長(zhǎng)海，付晶光，孔繁剛

（1.中國石油大慶石油化工機(jī)械廠有限公司，黑龍江大慶 163711；2.北京化工大學(xué)，北京 100029；3.中國石油大慶石化公司物業(yè)管理中心，黑龍江大慶 163711；4.中國石油大慶石化建設(shè)有限公司，黑龍江大慶 163711）

0 引言

15CrMoR鋼以其在高溫工況下具有良好的抗氧化性、熱強(qiáng)性及抗硫氫腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，在石油化工生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。但與其他的碳鋼、普通低合金鋼相比，焊接工藝復(fù)雜，工藝技術(shù)要求較高，給焊接帶來較大難度，而焊接質(zhì)量是保證15CrMoR容器在運(yùn)行過程中不出問題的重要一環(huán)。因此，如何控制15CrMoR容器在焊接過程中質(zhì)量缺陷的發(fā)生，是提高焊接合格率的重要保證。

1 現(xiàn)狀調(diào)查、目標(biāo)確定及可行性分析

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查分析，確定了焊接氣孔及裂紋為影響15Cr原MoR容器焊接質(zhì)量的主要因素。為提高15CrMoR容器焊接質(zhì)量，必須解決好這2個(gè)因素。

為了驗(yàn)證本次研究的目標(biāo)正確性，借鑒以往所承擔(dān)完成的壓力容器中15CrMoR材料容器進(jìn)行調(diào)查：以某一換熱器為例，規(guī)格140021 53226/32，共拍片434張，返片7張，一次合格率98.4%，其中，玉、域級(jí)合格片許多存在氣孔、夾渣（表1）。

表1 調(diào)查表

圖1 15CrMoR材料焊接質(zhì)量問題的排列

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，作出15CrMoR材料焊接質(zhì)量問題的排列圖（圖1）。

根據(jù)排列圖分析，基本掌握了影響15CrMoR容器焊接質(zhì)量的原因。通過分析，認(rèn)為影響容器焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題的主要因素有4個(gè)：①15CrMoR鋼Cr-Mo為基的低合金珠光體耐熱鋼，焊接性差，具有冷裂傾向；②焊工經(jīng)驗(yàn)不足，責(zé)任心不強(qiáng)，焊接時(shí)易產(chǎn)生焊接缺陷；③組對(duì)方法不當(dāng)，質(zhì)量不佳；④坡口除銹不凈。

經(jīng)過研究，制定出防止產(chǎn)生裂紋的措施（表2）。

表2 防止產(chǎn)生裂紋的措施與對(duì)策

2 實(shí)施

（1）15CrMoR鋼在點(diǎn)固前就進(jìn)行預(yù)熱，并制定合理的焊接次序，控制預(yù)熱溫度150。焊后進(jìn)行消氫處理，處理規(guī)范為350保溫2 h，升溫速度控制在50～100。保溫過程中，加熱區(qū)溫差65。降溫至150以下拆除保溫空冷。加熱利用火圈工裝，采用瓦斯氣火焰加熱，保溫采取陶纖氈雙層保溫，將焊縫和熱影響區(qū)包裹在加熱帶內(nèi)，用紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量并記錄，使焊接盡量不出現(xiàn)裂紋缺陷。

（2）加強(qiáng)練兵同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高焊工理論和實(shí)際水平，并使焊工得到質(zhì)量意識(shí)教育，把好質(zhì)量關(guān)。

（3）改善組對(duì)方法，控制鉚工工序。以往只注重對(duì)口錯(cuò)邊量等一些問題，而忽略了給后道工序造成超差的前道工序。如：坡口的角度及質(zhì)量，組對(duì)間隙等。在今后的施工前，要進(jìn)行技術(shù)交底，控制好施工中的關(guān)鍵工序，并且嚴(yán)禁強(qiáng)制裝配組對(duì)，減少裝配應(yīng)力減少缺陷的發(fā)生。

（4）配備專用的工具，進(jìn)行除銹。焊接區(qū)域中的油污、鐵銹、大氣中的水汽等在電弧高溫作用下分解出氫原子進(jìn)人熔池中，在焊縫冷卻過程中以過飽和狀態(tài)擴(kuò)散、析集于熔合線附近的熱影響區(qū)，在焊接應(yīng)力及淬硬組織的共同作用下，極易產(chǎn)生冷裂紋。所以，焊接坡口附近焊前必須用砂輪機(jī)打磨干凈，要徹底去除銹蝕、油污和水汽及其他污物，電焊質(zhì)檢員在巡檢時(shí)注意進(jìn)行檢查，檢查合格后方可施焊。

3 效果檢查、鞏固與提高

（1）效果檢查。對(duì)制造的烴化反應(yīng)器（R101-A/B）的拍片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。CP06/D-03拍片246張，返片2張；CP06/D-04拍片243張，返片1張，2臺(tái)共拍片489張，返片3張，拍片一次合格率99.4%（圖2）。達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

圖2 烴化反應(yīng)器的拍片統(tǒng)計(jì)情況

（2）鞏固與提高：①焊接工藝和施工措施完全符合焊接質(zhì)量要求。焊接合格率達(dá)到99.4%以上；②由于嚴(yán)格控制了焊前預(yù)熱，焊后消氫，使得焊接質(zhì)量大幅提高；③整理有關(guān)資料，將其應(yīng)用到今后同類設(shè)備的制造中；④繼續(xù)探索15CrMoR容器的質(zhì)量保證方法，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。