焊條型號(hào) 烘烤溫度 保溫時(shí)間
E8018-B2 300 ℃ 2h
E309Mo-16 150 ℃ 1.5h
2.3 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；
[C]p——尺寸碳當(dāng)量； S——試件厚度（本文中S=25mm）;
[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361
[C]p=0.045 則To=138℃
因此預(yù)熱溫度選為150℃。采用氧-乙炔焰對(duì)試件進(jìn)行加溫，先用測(cè)溫筆粗略判斷試件表面的的溫度（以筆跡顏色變化快慢進(jìn)行估計(jì)）， 用半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)測(cè)定，測(cè)量點(diǎn)至少應(yīng)選擇三點(diǎn)，以保證試件整體均達(dá)到所要求的預(yù)熱溫度。
焊接時(shí)， 層采用手工鎢極氬弧焊打底，為避免仰焊處焊縫背面產(chǎn)生凹陷，送絲時(shí)采用內(nèi)填絲法，即焊絲通過對(duì)口間隙從管內(nèi)送入。其余各層采用焊條電弧焊，共焊6層，每個(gè)焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝參數(shù)見表3、4。按方案Ⅰ焊
表3 方案Ⅰ的焊接工藝參數(shù)
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預(yù)熱及層間溫度 熱處理規(guī)范
打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715。×75min
蓋面層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25
表4 方案Ⅱ的焊接工藝參數(shù)
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預(yù)熱及層間溫度 熱處理規(guī)范
打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /
蓋面層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24
接時(shí)，層間溫度應(yīng)不低于150℃，為防止中斷焊接而引起試件的降溫，施焊時(shí)應(yīng)由二名焊工交替操作，焊后應(yīng)立即采取保溫緩冷措施。
2.4 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。
3 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)
試件焊后按JB4730-94《壓力容器無損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的超聲波探傷檢驗(yàn)，焊縫Ⅰ級(jí)合格。按JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。評(píng)定結(jié)果見表5。
表5 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）
抗拉強(qiáng)度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ)
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
從拉伸試驗(yàn)結(jié)果可知，兩種方案的拉伸試樣全部斷在母材，說明焊縫的抗拉強(qiáng)度高于母材；彎曲試驗(yàn)全部合格，說明焊縫的塑性較好。根據(jù)表5中的沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果可知，方案Ⅰ的沖擊韌性明顯高于方案Ⅱ，證明方案Ⅰ的焊后熱處理規(guī)范比較理想，高溫回火不僅達(dá)到了改善接頭組織和性能目的，而且使韌性與強(qiáng)度配合適當(dāng)。從室溫機(jī)械性能結(jié)果可知，所的兩種焊接工藝方案均可用于現(xiàn)場(chǎng)施工。方案Ⅰ采用了與母材成分接近的焊條，焊縫性能同母材匹配，焊縫應(yīng)具有較高的熱強(qiáng)性，焊縫在高溫下長期使用不易破壞。難點(diǎn)是焊后熱處理規(guī)范較為嚴(yán)格，回火溫度和保溫時(shí)間及加熱和冷卻速度控制不當(dāng)反而會(huì)引起焊縫性能下降。方案Ⅱ采用了奧氏體不銹鋼焊條施焊，雖然可以省去焊后熱處理，但由于焊縫與母材膨脹系數(shù)不同，長期高溫工作時(shí)可發(fā)生碳的擴(kuò)散遷移現(xiàn)象，容易導(dǎo)致焊縫在熔合區(qū)發(fā)生破壞。因此，從使用可靠性考慮，現(xiàn)場(chǎng)采用方案Ⅰ施焊更為穩(wěn)妥。
4 結(jié)論
15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接采用兩種焊接方案均為可行。為了保證焊縫性能同母材匹配且具有較高的熱強(qiáng)性，采用方案Ⅰ效果更佳，關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制焊后熱處理工藝。
方案Ⅱ雖可省去焊后熱處理，但焊縫在高溫下發(fā)生碳的遷移擴(kuò)散而導(dǎo)致焊縫破壞的可能性不容忽視，因此，只有在焊后無法進(jìn)行熱處理時(shí)才慎重采用。
15CrMoG無縫鋼管尺寸及允許偏差12Cr1MoVg合金管的一種材質(zhì)。主要用途是用于制作鍋爐中的鋼結(jié)構(gòu)件，使用溫度達(dá)580℃，要求鋼板有較高的耐高溫持久強(qiáng)度，鋼板以正火加回火狀態(tài)交貨。 12Cr1MoVg合金管是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加入一種或數(shù)種合金元素，用來提高鋼的力學(xué)性能、韌性和淬透性。 用此類鋼制造的產(chǎn)品，通常需經(jīng)熱處理（正火或調(diào)質(zhì)）；其制成的零、部件在使用前，通常需經(jīng)過調(diào)質(zhì)或表面化學(xué)處理（滲碳、氮化等）、表面淬火或高頻淬火等處理。因此，根據(jù)化學(xué)成分（主要是含碳量）、熱處理工藝和用途的不同，此類鋼大 致又可分為滲碳、調(diào)質(zhì)和氮化鋼三種。
12Cr1MoVG合金管規(guī)格：8-1240×1-200mm

大口徑直縫鋼管常用材質(zhì)有Q235A、Q235B、16Mn、20#、Q345、L245、L290、X42、X46、X70、X80、0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb公司鋼管行業(yè)中創(chuàng)立較早，規(guī)模大、實(shí)力強(qiáng)的企業(yè)之一，是大型直縫焊管生產(chǎn)企業(yè)之一，座落于中國 的鋼管生產(chǎn)地-聊城，常年生產(chǎn)銷售直縫焊管,Q345B焊管,大口徑厚壁直縫焊管,大口徑薄壁焊管,直縫焊管生產(chǎn)廠家。地理位置得天獨(dú)厚，交通運(yùn)輸極為方便?？傉嫉孛娣e30萬平方米，公司有專業(yè)的高級(jí)技工、技師、生產(chǎn)和產(chǎn)品檢驗(yàn)人員270人，擁有3條國內(nèi)先進(jìn)的螺旋雙面埋弧焊鋼管生產(chǎn)線，3條熱軋熱擴(kuò)無縫鋼管生產(chǎn)線,2條大口徑鋼管生產(chǎn)線。其主導(dǎo)產(chǎn)品是：Φ219mm-Φ3220mm，壁厚5mm-60mm的螺旋雙面埋弧焊鋼管；Φ16mm-Φ820mm，壁厚2mm-50mm 的熱軋熱擴(kuò)無縫鋼管。Φ400mm-Φ3600mm，壁厚6mm-120mm 的大口徑鋼管；產(chǎn)品銷往全國28個(gè)省、市、自治區(qū)，并出口東南亞和中東等 和地區(qū)。產(chǎn)品執(zhí)行API SPEC 5L、5CT 、GB/T9711.2、SY/T5037、GB/T8163、GB/T8162等標(biāo)準(zhǔn)。
       螺旋鋼管全部采用當(dāng)今先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及美國林肯自動(dòng)買弧焊機(jī)，并配備了在線數(shù)字超聲波探傷儀、靜水壓試驗(yàn)機(jī)、X射線實(shí)時(shí)成像機(jī)等完備的質(zhì)檢儀器主營大口徑鋼管，大口徑無縫鋼管，大口徑直縫鋼管，大口徑厚壁無縫鋼管，大口徑厚壁鋼管，大口徑厚壁方管，大口徑方管，大口徑厚壁方鋼管，大口徑方鋼管等各種大口徑鋼管。所售產(chǎn)品均執(zhí)行 標(biāo)準(zhǔn)，適用于工程、煤礦、紡織、電力、鍋爐、機(jī)械、軍工等各個(gè)領(lǐng)域。公司始終堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以客戶為中心，以質(zhì)量為企業(yè)命脈，以誠為治企之本，堅(jiān)持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑瓌t穩(wěn)步進(jìn)取，不斷發(fā)展壯大。
  公司始終堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以客戶為中心，以質(zhì)量為企業(yè)命脈，以誠為治企之本，堅(jiān)持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑瓌t穩(wěn)步進(jìn)取，不斷發(fā)展壯大。在業(yè)界確立了多種服務(wù)體系。以良好的譽(yù)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、雄厚的實(shí)力、低廉的價(jià)格享譽(yù)全國30多個(gè)省、市、自治區(qū)、直轄市，產(chǎn)品深得用戶依賴。

GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定?；瘜W(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。化學(xué)成分試驗(yàn)方法按GB222-84及《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》、GB223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》中的有關(guān)部分。
(3)進(jìn)口鍋爐鋼管的化學(xué)成分檢驗(yàn)按合同規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
5.鍋爐管采用鋼號(hào)
(1)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)有20G、20MnG、25MnG。
(2)合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等。
(3)有銹耐熱鋼常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb鍋爐管除保證化學(xué)成分和機(jī)械性能外，要逐根做水壓試驗(yàn)，要作擴(kuò)口、壓扁試驗(yàn)。鋼管以熱處理狀態(tài)交貨。
此外，對(duì)成品鋼管顯組織、晶粒度、脫碳層也有一定要求。
6.物理性能檢驗(yàn)
(1)GB3087-2008《低中壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗(yàn)按GB/T228-87，水壓試驗(yàn)按GB/T241-90，壓扁試驗(yàn)按GB/T246-97，擴(kuò)口試驗(yàn)按GB/T242-97，冷彎試驗(yàn)按GB244-97。
(2)GB5310-2008《高壓鍋爐用無縫鋼管》規(guī)定。拉力試驗(yàn)、水壓試驗(yàn)和壓扁試驗(yàn)與GB3087-2008規(guī)定相同；沖擊試驗(yàn)按GB229-94，擴(kuò)口試驗(yàn)按GB/T242-97，晶粒度試驗(yàn)按YB/T5148-93；顯組織檢驗(yàn)按GB13298-91，脫碳層檢驗(yàn)按GB224-87，超聲波檢驗(yàn)按GB/T5777-96。GB6479化肥專用管：（高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管）。主要用于化肥設(shè)備上輸送高溫高壓流體管道。代表材質(zhì)為20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。GB6479化肥專用管是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設(shè)備和管道的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼無縫鋼管。產(chǎn)品名稱：高壓化肥用無縫鋼管
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB6479-2000，ASTM DIN JIS
牌號(hào)和鋼級(jí)：20# 16Mn，15CrMo,12CrMo、12Cr2Mo等
無縫鋼管重量計(jì)算公式:[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)