Płyta stalowa 15CrMo jest stalą odporną na ciepło w tkanki perlowej, ma wysoką wytrzymałość cieplną (δb≥440MPa) i odporność na utlenianie w wysokich temperaturach oraz pewną odporność na korozję wodorową. Ponieważ stal zawiera wysoką zawartość Cr, C i innych elementów stopowych, skłonność do utwardzenia stali jest bardziej oczywista i spawalność jest słaba.

Spawalność 15CrMo

Materiały spawalne

Charakterystyka spawalności stali 15CrMo,

Scenariusz I: podgrzewanie spawania, przy użyciu drutu spawalnego ER80S-B2L, podłoża spawalna T1G, pręty spawalne E8018-B2, pokrywa spawalna łukowa prętów spawalnych, po spawaniu przeprowadza się miejscową obróbkę cieplną.

Obróbka cieplna po spawaniu

Przy zastosowaniu schematu I spawania próby, po spawaniu należy przeprowadzić miejscową obróbkę wysokotemperaturową. Proces obróbki cieplnej to: prędkość ogrzewania wynosi 200 ° C / h, wzrost do 715 ° C przez 1 godzinę i 15 minut, prędkość chłodzenia 100 ° C / h, zmniejszenie do 300 ° C po chłodzeniu powietrzem. Szczególnie zastosowany jest ogrzewacz elektryczny typu JL-4 (1146 × 310) otoczony szwami spawalnymi, izolowany warstwą krzemianu aluminium i bawełny, grubość warstwy izolacyjnej 50 mm, kontrola temperatury wykorzystuje automatyczny termometr podgrzewacza elektrycznego typu DJK-A.

Wyniki testów oceny procesu spawania

Próba rozciągania Próba zginania Próba wytrzymałości na uderzenia aky (J / cm2)

Wytrzymałość na rozciąganie δb/Mpa Część złamania Kąt zginania Zgięcie powierzchni Zgięcie tyłu Spawanie Linia do topienia Strefa wpływu cieplnego (HAZ)

Program I 550/530 Materiał macierzysty 50. Kwalifikacja Kwalifikacja 84.8 162 135.6

Program II 525/520 Materiał macierzysty 50. Kwalifikowane Kwalifikowane 79.4 109.2 96.7

Proces spawania 15CrMo

2.1 Materiały spawalne

W odniesieniu do spawalności stali 15CrMo i cech pracy rurociągów wysokiego ciśnienia w miejscu, na podstawie poprzedniego doświadczenia, w odniesieniu do kart procesów spawania dostarczanych za granicą, wybraliśmy dwa rozwiązania do badań spawania.

Scenariusz I: podgrzewanie spawania, przy użyciu drutu spawalnego ER80S-B2L, podłoża spawalna T1G, pręty spawalne E8018-B2, pokrywa spawalna łukowa prętów spawalnych, po spawaniu przeprowadza się miejscową obróbkę cieplną.

Opcja II: za pomocą drutu spawalnego ER80S-B2L, podłoża spawalna T1G, pręt spawalny E309Mo-16, pręt spawalny wypełnia pokrywę spawalną łukową, po spawaniu nie ma obróbki cieplnej. Skład chemiczny i właściwości mechaniczne drutów i prętów spawalnych znajdują się w tabeli 1.

Tabela 1 Skład chemiczny i właściwości mechaniczne materiałów spawalnych

Model C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,%

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25

E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19

E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25

2.2 Przygotowanie do spawania

Część próbna jest wykonana ze stali 15CrMo, specyfikacja φ325 × 25, typ i rozmiar nachylenia znajdują się na rysunku 1.

Szlifierka kątowa przed spawaniem szlifuje wewnątrz i na zewnątrz nawłoki oraz krawędzie nawłoki w zakresie 50 mm, aby wyświetlić połysk metalu, a następnie myje acetonem.

Część próbna jest w poziomej pozycji stałej, a szczelina przeciwieństwa wynosi 4 mm, przy użyciu ręcznej spawania łukowego tungstenu i argonu w sześciu równomiernych punktach wzdłuż otoczenia ogrodu, długość utrzymania każdego punktu nie powinna być mniejsza niż 20 mm. Spawanie jest pieczone zgodnie ze specyfikacjami tabeli 2.

Tabela 2 Specyfikacja pieczenia spawania

Typ pręta spawalnego Temperatura pieczenia Czas izolacji

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

Parametry procesu

Przed spawaniem należy przeprowadzić podgrzewanie zgodnie z schematem I, zgodnie z formułą obliczania temperatury podgrzewania zaproponowaną przez Tto-Bessyo i in.:

To = 350√[C]-0,25 (℃), To - temperatura podgrzewania, ℃.

[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

[C]x=C (Mn Cr)/9 Ni/18 7Mo/90

[C]x – ekwiwalent węgla składnika;

[C]p – wielkość ekwiwalentu węgla; S - grubość próby (w niniejszym dokumencie S = 25 mm);

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[C]p=0,045 to=138°C

Dlatego temperatura podgrzewania jest wybrana na 150 ° C. Przy użyciu płomienia tlenu-acetylenu do ogrzewania próby, najpierw za pomocą długopisu do oceny temperatury powierzchni próby (szybkie i powolne oszacowanie zmiany koloru ręcznego pisma), a następnie za pomocą termometru punktu półprzewodnika, punkt pomiaru powinien wybrać co najmniej trzy punkty, aby zapewnić, że całość próby osiągnie wymaganą temperaturę podgrzewania.

Podczas spawania, pierwsza warstwa używa ręcznego spawania łukowego argonu tungstenowego, aby uniknąć zgłębienia z tyłu szwów spawalnych, podczas podawania drutu używa metody wypełniania drutu wewnętrznego, tj. drut spawalny jest podawany z rury przez szczelinę. Pozostałe warstwy są spawane łukiem spawalnym, łącznie spawane 6 warstw, każda warstwa spawana po jednym spawaniu. Parametry procesu spawania dla rozwiązań I i II znajdują się w tabelach 3 i 4. Spawanie według programu I

Tabela 3 Parametry procesu spawania dla schematu I

Nazwa spawania Metoda spawania Materiał spawania Specyfikacja spawania/mm Prąd spawania/A Napięcie łuku/V Ogrzewanie wstępne i temperatura między warstwami Specyfikacja obróbki cieplnej

Powłoka podłogowa Spawanie łukowe wolframu ER80S-B2L φ2.4 110 12

Warstwa wypełniania Spawanie łukowe E8018-B2 φ3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25150 ° C 715. ×75min

Powłoka Spawanie łukowe E8018-B2 φ3.2 5 85-90 23-25

Tabela 4 Parametry procesu spawania w schemacie II

Nazwa spawania Metoda spawania Materiał spawania Specyfikacja spawania / mm Prąd spawania / A Napięcie łuku / V Ogrzewanie wstępne i temperatura między warstwami Specyfikacja obróbki cieplnej

Powłoka podłogowa Spawanie łukowe wolframu ER80S-B2L φ2.4 110 12

Warstwa wypełniania Spawanie łukowe E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24 / /

Powłoka Spawanie łukowe E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24

W czasie przyłączenia temperatura między warstwami nie powinna być niższa niż 150 ° C, aby zapobiec przerwie spawania i spowodować chłodzenie części próbnej, spawanie powinno być prowadzone na wymianę przez dwóch spawaczy, natychmiast po spawaniu należy podjąć środki izolacyjne i chłodzące.

2.4 Obróbka cieplna po spawaniu

3 Testy oceny procesu spawania

Po spawaniu próby zgodnie z normą JB4730-94 "Detekcja nieuszkodzenia pojemnika ciśnieniowego" przeprowadzono 100% badanie ultradźwiękowe wykrywania uszkodzeń, a szwy spawalne są kwalifikowane do klasy I. Badania oceny procesu spawania zgodnie z normą JB4708 "Ocena procesu spawania stalowych zbiorników ciśnieniowych". Wyniki oceny znajdują się w tabeli 5.

Tabela 5 Wyniki badań oceny procesu spawania

Próba rozciągania Próba zginania Próba wytrzymałości na uderzenia aky (J / cm2)

Wytrzymałość na rozciąganie δb/Mpa Część złamania Kąt zginania Zgięcie powierzchni Zgięcie tyłu Spawanie Linia do topienia Strefa wpływu cieplnego (HAZ)

Program I 550/530 Materiał macierzysty 50. Kwalifikacja Kwalifikacja 84.8 162 135.6

Program II 525/520 Materiał macierzysty 50. Kwalifikowane Kwalifikowane 79.4 109.2 96.7

Z wyników testu rozciągania wiadomo, że próbka rozciągania obu schematów jest całkowicie złamana w materiale głównym, co wskazuje, że wytrzymałość na rozciąganie szwów spawalnych jest wyższa niż materiał główny; Wszystkie testy zginania zostały wykwalifikowane, co wskazuje, że plasticzność szwów spawalnych jest lepsza. Zgodnie z wynikami badań wytrzymałości na uderzenie w tabeli 5, wytrzymałość na uderzenie programu I jest znacznie wyższa niż program II, udowodniając, że specyfikacja obróbki cieplnej po spawaniu programu I jest idealna, wysokotemperaturowe zapalenie nie tylko poprawia strukturę i wydajność złącza, ale także sprawia, że wytrzymałość i wytrzymałość są odpowiednie. Jak wynika z właściwości mechanicznych w temperaturze pokojowej, oba zalecane rozwiązania spawania mogą być stosowane w budowie na miejscu. Scenariusz I stosuje pręt spawalny bliski składu materiału głównego, wydajność szwu spawalnego pasuje do materiału głównego, szwu spawalnego powinien mieć wysoką wytrzymałość cieplną, szwu spawalnego w długoterminowym użyciu w wysokiej temperaturze nie jest łatwe do zniszczenia. Trudnością jest to, że specyfikacje obróbki cieplnej po spawaniu są rygorystyczne, a nieprawidłowa kontrola temperatury i czasu izolacji oraz prędkości ogrzewania i chłodzenia może spowodować spawanie. Scenariusz II wykorzystuje austenityczne spawanie ze stali nierdzewnej, chociaż można zaoszczędzić obróbkę cieplną po spawaniu, ale ze względu na różne szwy spawalne od współczynnika rozszerzenia materiału głównego, podczas długoterminowej pracy w wysokiej temperaturze może wystąpić zjawisko migracji rozprzestrzeniania węgla, co łatwo powoduje uszkodzenie szwów spawalnych w strefie topienia. W związku z tym, ze względu na niezawodność użytkowania, spawanie w miejscu przy użyciu programu I jest bardziej bezpieczne.

4 Wnioski

Spawanie rur wysokociśnieniowych ze stali 15CrMo jest możliwe za pomocą dwóch schematów spawania. Aby zapewnić, że wydajność szwów spawalnych pasuje do materiału macierzystego i ma wysoką wytrzymałość cieplną, zastosowanie rozwiązania I ma lepszy efekt, kluczem jest ścisła kontrola procesu obróbki cieplnej po spawaniu.

Scenariusz II może zaoszczędzić obróbkę cieplną po spawaniu, ale nie można zaniedbać możliwości rozprzestrzeniania się węgla w spawaniu w wysokiej temperaturze, co prowadzi do uszkodzenia szwów spawalnych, dlatego należy stosować je ostrożnie tylko wtedy, gdy obróbka cieplna po spawaniu nie jest możliwa.

Formuła obliczenia masy blachy stalowej 15crmo: Długość x szerokość x grubość x 0,00785 = kg / m

Zewnętrzny okrąg jest żółty

Płyta stalowa ze stopu 15CrMo jest walcowanie dwóch walców w kołku zewnętrznym, który zaczyna się żółtać, ale nie rdza, co to jest?

Aby oczyścić skórę tlenkową z powierzchni płyty stalowej ze stopu 15CrMo, obecnie wielokrotnie używa metody ciągłego mycia kwasowego, po myciu kwasowym powierzchnia płyty stalowej ze stopu 15CrMo często jest przyłączona do kwasu, w związku z tym konieczne jest mycie zimną lub ciepłą wodą, ale po myciu powierzchnia płyty stalowej ze stopu 15CrMo często wytwarza żółtą rdzę. poważnie wpływa na jakość powierzchni gotowego produktu. Aby wyeliminować tę wadę, Japonia zbadała mechanizm żółcenia. Przykładem kwasu chlorowego jest następująca reakcja:

FeCl_2+2H_2O=Fe(0H)_2+2HCl (1)

2Fe(OH)_2+O_2=2FeO·OH+H_2O (2) Proces suszenia

Formularz (1) oznacza stan równowagi w roztworze wodnym na powierzchni płyty mokrej, Fe(OH)_2 i HCl nie są żółte.

Formuła (2) jest zacząć suszyć płytę stalową, ze względu na działanie tlenu w powietrzu, aby Fe (OH) _2 utleniać, w stanie nierozpuszczalnym w wodzie. Następnie FeO · OH zmienia się w żółtą rdzę na powierzchni płyty stalowej ze stopu 15CrMo.

Skład chemiczny

Skład chemiczny

Skład chemiczny (%)

C Mn Si Cr Mo Ni Nb + Ta S P

15CrMo 0.12~0.18 0.40~0.70 0.17~0.37 0.80~1.10 0.40~0.55 ≤0.30 _ ≤0.035 ≤0.035

Wydajności mechaniczne

Marka Wytrzymałość na pociągnięcie MPa Punkt poddania MPa Wyciągnięcie (%)

15CrMo 440~640 235 21

Przykłady zastosowań

Ropa naftowa, petrochemiczna, kotły wysokociśnieniowe, specjalne zastosowania bezszwowe rury są bezszwowe rury do kotłów, geologiczne bezszwowe rury stalowe i rury bezszwowe do ropy naftowej

Typowe specyfikacje

Materiał Specyfikacja Grubość * Szerokość * Długość (mm) Regulowalne Walcowanie Staliarnie w całym kraju Waga (t) Nazwa

15crmo 8 * 1500-4200 * 6000-18800M Stalowa płyta konstrukcyjna 198,65T

15crmo 12 * 1500-4200 * 6000-18800M Blacha stalowa ze stopu 186.618T

15crmo 25 * 1500-4200 * 6000-18800M płyta stalowa ze stopu 258.366T

15crmo 30 * 1500-4200 * 6000-18800M Blacha stalowa ze stopu 241.624T

15crmo 45 * 1500-4200 * 6000-18800M 263.254T płyta stalowa ze stopu

15crmo 55 * 1500-4200 * 6000-18800M Blacha stalowa ze stopu 283.318T

15crmo 60 * 1500-4200 * 6000-18800M 169.563T płyta stalowa ze stopu

15crmo 70 * 1500-4200 * 6000-18800M 569.356T płyta stalowa ze stopu

15crmo 80 * 1500-4200 * 6000-18800M Lista stalowa ze stopu 231.315T

15crmo 90 * 1500-4200 * 6000-18800M 341.318T płyta stalowa ze stopu

15crmo 100 * 1500-4200 * 6000-18800M Blacha stalowa ze stopu 461.318T

15crmo 110 * 1500-4200 * 6000-18800M Płyta stalowa ze stopu 598.359T

15crmo 120 * 1500-4200 * 6000-18800M Blacha stalowa ze stopu 431.621T

15crmo 130 * 1500-4200 * 6000-18800M 388.654T płyta stalowa ze stopu

15crmo 140 * 1500-4200 * 6000-18800M Blacha stalowa ze stopu 348.351T

15crmo 150 * 1500-4200 * 6000-18800M 645.982T płyta stalowa ze stopu