渭化E1801隔膜垫焊接裂纹的修复总结.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 1 渭化E1801隔膜垫焊接裂纹的修复总结 泸天化弘旭公司 肖银生 郑 强1．前言；08年上年渭化工程公司经理来我公司咨询如何修复E1801的裂纹问题，他介绍了设备的现状；裂纹已修复多次无效隔膜垫焊缝裂纹已扩展至住螺栓孔，裂纹深度不详，急需修复，09年初来电，希望我们制定修复方案并负责修复。随即传真来有关资料。 2．E1801修复位置图及工艺参数管 程壳 程设计压力15MPa/设计温度450℃/介 质氢、氮气，氨/渭化E1801换热器在前几次大修中，母材（材料：2.25Cr1Mo）与隔膜垫（材料：0Cr18Ni9）焊接时出现裂纹并延伸至母材基层甚至裂穿主螺丝孔，拟于此次大修彻底消除。3．密封面堆焊层裂纹的原因估计 塔基体金属是2-1/4Cr1Mo,塔口厚度180mm，其端面密封板焊接处和塔内口表面用E309+E347堆焊，堆焊层厚度3+3mm，自 年 月发现裂纹后，进行多次焊补修复，均未彻底消除裂纹，甚至少数部位裂纹已延伸至母材，扩展至栽丝孔。裂纹原因估计有以下几点；3.1由于该设备长期使用在高温下，在H、N、氨的作用下。存在有氢渗透（氢蚀），氮化。使E309+ E347堆焊层表面硬化，脆化。补焊时易产生微观裂纹。3.2堆焊层长期使用在427℃以上，在高H分压下，超过一定的时间（100000小时）后，出现α相向脆性的σ相转化，H的腐蚀渗透，产生微裂纹，此时一般情况下PT 检查是检查不出来的。此种裂纹首先在应力集中的凸台处表现出来，随后在开停车，或补焊时受热，焊缝收缩扩展形成宏观裂纹。 根据有关资料介绍，此种裂纹因面积太大，只能用打磨消除，一般不作补焊处理。因裂纹是呈网状，遍布整个塔的堆焊面，如补焊，由于热应力作用，在补焊的边缘，微裂部位裂纹会延伸扩展。 此次修复最怕的是此类型裂纹。为避免裂纹延展，必须将堆焊表面与新堆焊层接触的20mm范围磨下去1mm，以消除大部分的微观裂纹。3.3塔口补焊已进行了多次，补焊后出现裂纹，可能是裂纹已扩展至基体金属，须在2-1/4Cr1Mo的母材上堆焊。如没有按照严格的工艺进行去氢去氮，预热，焊后热处理，是必然会出现裂纹的。温度不够和处理不当而造成延迟裂纹，并不断发展直至延伸至丝扣处。由于结构的原因，在现场进行以上（去氢去氮应达到目的。预热和层间温度，且应保持热处理温度，加热范围，保温范围，保温时间，冷却速度等等均匀稳定。）工序，必须要有一定的设备和工具。3.4补焊使用了多种焊接材料，致使补焊金属成分复杂化。有些材料互相之间是不相容的，是产生裂纹的又一个原因。在原焊缝金属无法彻底去除的情况下，必须采用能与已堆焊的多种金属相容的焊材进行补焊才能避免裂纹出现。4．E1801堆焊焊材适应性试验由于渭化E1801塔口已存在NiCrFe-3焊条补焊，A402焊条补焊,YT82焊条等多种焊缝金属，这次修复，必须慎重考虑继续补焊时，采用何种焊条对以前已存在的金属较合适，避免产生裂纹。在渭化E1801设备修复前作如下三种试验，观察裂纹情况。一．PT检查1#试样。在304钢板上堆焊NiCrFe-3焊条3层，其上面再堆焊E347一层后，PT检查照片 出现密集裂纹2#试样。在304钢板上堆焊NiCrFe-3焊条3层，其上面再堆焊J507一层后，PT检查照片 出现裂纹3#试样。在碳钢板上堆焊E347 一层，其上再堆焊NiCrFe-3一层后PT检查照片 未发现裂纹二。HB硬度检查试样号试样状态HB值备注1#在304钢板上堆焊NiCrFe-3焊条3层，其上面再堆焊E347一层后164硬度不高但裂纹率很高2#在304钢板上堆焊NiCrFe-3焊条3层，其上面再堆焊J507一层后342硬度高，裂纹率较高3#在碳钢板上堆焊E347 一层，其上再堆焊NiCrFe-3一层162硬度不高，未发现裂纹结论；（1）在母材2- 1/4Cr1Mo上，堆焊347焊缝金属上或堆焊J507焊缝金属后再堆焊NiCrFe-3焊材，均不会产生裂纹。而反之均会出现裂纹。（2）以上接头的熔合线及热影响区硬度较高HB400左右。5．NiCrFe-3/2-1/4Cr1Mo堆焊工艺评定试验结果；两种堆焊材料堆焊后，侧弯各四件均无任何缺陷。PT检测合格。堆焊层成分分析均符合标准规定。为此两种堆焊材料均可用于E1801。 由于原修复时E1801堆焊材料已用过四种焊材，堆焊面焊缝金属成分已非常复杂，根据焊材的适应性试验结果，我们选用了NiCrFe-3