吸收塔用SA537CL1钢的焊接

汲取塔用SA537CL1钢的焊接 李鹏飞，王建涛，邹松珀，樊向辉 （西安核设备有限公司 ，陕西 西安 710021） 摘要 本文通过分析SA537CL1钢的可焊性和制作2组焊接工艺评定试件后，制定了合理的焊接工艺，胜利的完成产品的焊接。结果表明，SA537CL1钢焊接性尚好，对于板厚大于56mm的工件，焊接前需预热150℃以上。焊接过程中层间温度限制在200℃以内、通过削减焊条摇摆等措施能够保证焊缝及热影响区的低温韧性值。 关键字SA537CL1钢 ， 焊接性，焊接工艺评定 Welding of SA537CL1 steel is used for tower of absorption Li Peng-fei ，Wang jian-tao, Zou song-po，Fan xiang-hui （Xi’an nuclear equipment Ltd.，shaanxi xi,an 710021 AbstractIn this paper ， the weldability of SA537CL1 steel was analysed ；two group welding procedure qualification was done, welding procedure was made properly and the product were weld successfully. The result show that the weldability of SA537CL1 steel is not very satisfied . the workpiece whose thinkness is larger than 56mm should be preheating above 150℃. before welding . interpass temperature should be controlled under 200℃ in the welding process ，tenacity of low temperature of welding line and HAZ face can be ensured through reducing swing . Key words SA537CL1 steel, weldability, welding procedure qualification 2007年西安核设备有限公司给某煤化工集团公司制造了一台汲取塔，该塔高77m，直径3.6m，塔体壁厚56mm。设计压力3.8Mpa,设计温度-60℃120℃，介质为酸性气体H2S和N2、CO2、甲醇的混合物质。整台设备的壳体与封头的材料是从欧洲进口的SA537CL1钢板。我公司首次采纳该材料制造压力容器，没有现成的制造加工阅历可以参考。为驾驭该材料的焊接工艺特点，验证所选的焊接材料、工艺参数是否能够获得良好的焊接接头质量，西安核设备有限公司对SA537CL1钢的可焊性进行了分析，制定合理的焊接工艺，经过焊接工艺评定后，胜利的应用于产品的焊接。 1、 SA537CL1钢可焊性分析 SA537CL1钢主要化学成分和力学性能见表1和表2. 表1SA537CL1钢（正火）化学成分 项目 C Si Mn P S Ni Mo Cu Cr 规范值 ≤0.24 0.15-0.50 1.00-1.60 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25 ≤0.08 ≤0.35 ≤0.25 复验值 0.14 0.30 1.38 0.013 0.002 0.02 0.05 0.11 0.04 表2SA537CL1钢（正火）力学性能 项目 抗拉强度MPa 屈服强度MPa 伸长率 冲击值J-60℃ 规范值 485-620 ≥345 ≥22 ≥20 复验值 530 360 37 74、117、95 通过表1的化学成分和表2的力学性能可以知道，SA537CL1钢是无镍的低温高强度钢。 依据美国焊接学会碳当量计算公式⑴ ⑴ 结合复验的化学成分对碳当量进行估算,其值≤0.48。依据图1焊接性与碳当量及板厚关系查找出该钢在厚度56mm时焊接性的优劣等级为III级。再从表3中确定SA537CL1钢的焊接条件尚好，焊前须要预热。 图1焊接性与碳当量及板厚关系 考虑化学成分对焊接热裂纹敏感性的影响，再利用金属材料热裂纹倾向的指系数方法。对SA537CL1钢热裂纹产生状况进行预料。 ⑵ 将表1中SA537CL1钢化学成分的复验值代入热裂纹敏感系数（简称HCS）法的公式⑵，经计算裂纹敏感系数HCS0.9。由于HCS≤2时，不产生热裂纹，所以SA537CL1钢也没有热裂纹倾向。 表3不同焊接性等级钢材的最佳焊接条件 焊接性等级 一般酸性焊条 低氢型焊条 消退应力 敲击焊缝 I优良 不需预热 不需预热 不需 不需 II较好 预热40-100℃ -10℃以上不需预热 随意 随意 III尚好 预热150℃ 预热40-100℃ 希望 希望 IV可以 预热150-200℃ 预热100℃ 必要 希望 考虑到该设备还要进行整体焊后热处理，所以对其再热裂纹倾向（△G）进行预料。将表1的化学成分再代入公式⑶ ..⑶ 计算得到△G-1.94，由于再热裂纹指数小于0，所以SA537CL1钢不会产生再热裂纹。 经过以上间接的焊接性分析，我们可以看出SA537CL1钢抗热裂纹和再热裂纹的性能良好，焊前须要预热。 表2举荐的预热温度，仅仅考虑化学成分，没有考虑到板厚和焊接材料的扩散氢含量等影响因素，我们依据阅历公式⑷对厚度56mm的SA537CL1钢预热温度进行估算 . ⑷ 我们选用的焊接条都属于低氢型焊接材料扩散氢含量在2－4ｍＬ/100g，代入式⑷可算得预热温度大于160℃。 2 SA537CL1钢焊接工艺评定 依据对汲取塔制造所确定的焊接方法和须要的热处理要求，我们依据JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定的要求作了两项焊接工艺评定。分别是运用手弧焊与埋弧焊两种方法的组合评定和只运用埋弧焊一种方法的单一评定。组合评定采纳消应力热处理，单一评定采纳模拟热压消应力热处理。组合评定的试板尺寸60015056，共2块；单一评定试板尺寸60015065，共2块。 2.1焊接材料的选择 在保证焊缝具有足够的低温韧性和抗拉强度条件下，西核公司通过对比国内外不同焊接材料样本后确定，对于组合评定用焊接材料西核公司选用蒂森焊接公司生产的Phoenix7018焊条和UnionS2Si焊丝与UV418TT焊剂。对于单一评定用埋弧焊焊焊丝西核公司选用哈尔滨焊接探讨所生产的H09MnNiDR焊丝，焊剂选用天津金燕焊接材料有限公司生产的SJ101焊剂。焊丝、焊剂和焊条化学成分和力学性能