CN208147102U - 一种Cr-Mo钢接管与碳钢管线连接结构 - Google Patents
一种Cr-Mo钢接管与碳钢管线连接结构 Download PDFInfo
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Abstract
一种Cr‑Mo钢接管与碳钢管线连接结构，属于异种钢焊接领域，解决了焊接接头部位易出现裂纹及抗氢腐蚀性能下降等问题。该结构依次是设备壳体⑴，Cr‑Mo钢接管⑵，碳钢堆焊短节⑶，碳钢管线⑸，即在Cr‑Mo钢接管⑵和碳钢管线⑸之间，增加碳钢堆焊短节⑶。实现方法：设备壳体焊后热处理前，在Cr‑Mo钢接管⑵端口堆焊碳钢堆焊短节⑶，再堆焊临时碳钢堆焊短节⑷，与试压封头⑹进行焊接，形成过渡阶段连接结构。焊接过程须符合焊接工艺要求，并进行必要的检测并检测合格。水压试验合格后，机械打磨去除试压封头⑹及与临时碳钢堆焊短节⑷的焊接接头；与外接碳钢管线⑸焊接，形成本实用新型结构。本实用新型可直接焊接Cr‑Mo钢接管与碳钢管线，避免了必须进行的焊后热处理。
Description
技术领域
本实用新型属于异种钢焊接领域，尤其涉及一种压力容器设备壳体上Cr-Mo钢接管与碳钢管线焊接连接。
背景技术
在炼油、化工装置中，压力容器接管与管线的连接多采用法兰连接形式。但在有些装置中考虑密封性能，如高压换热器及一些高压反应器越来越多的采用焊接连接。上述高压换热器及高压反应器多为高温高压临氢工况，设备本体材料通常选用Cr-Mo抗氢钢，而外接管线多采用碳钢管线，故设备本体接管与外接管线的焊接为异种钢焊接，且焊接后必须进行热处理。焊接时如坡口型式设计不合理，焊接材料选用不合适及现场热处理温度不能保证都将导致焊接接头部位出现裂纹及抗氢腐蚀性能降低。
发明内容
目的是解决上述Cr-Mo钢接管与碳钢管线焊接接头部位裂纹及抗氢腐蚀性能下降等问题，并避免现场进行焊后热处理。
本实用新型提出了一种Cr-Mo钢接管与碳钢管线连接结构，该结构依次是设备壳体1，Cr-Mo钢接管2，碳钢堆焊短节3，碳钢管线5，即在Cr-Mo钢接管2和碳钢管线5之间，增加碳钢堆焊短节3；在其形成之前的过渡阶段连接结构依次是设备壳体1，Cr-Mo钢接管2，碳钢堆焊短节3，临时碳钢堆焊短节4，试压封头6。
这种Cr-Mo钢接管与碳钢管线连接结构的实现方法如下：
1）设备壳体焊后热处理前，在Cr-Mo钢接管2端口堆焊碳钢堆焊短节3，厚度为8~10mm；
2）在Cr-Mo接管端口堆焊碳钢堆焊短节3后，在其表面再堆焊临时碳钢堆焊短节4，厚度为5mm；
3）堆焊时采用的焊接方法为焊条电弧焊，堆焊工艺为：
①堆焊材料选用Φ4.0mm或者Φ5.0mm的J507焊条；
②堆焊前预热，综合考虑Cr-Mo钢的焊接性及碳钢的特点，对焊口进行≥120℃的预热处理，并控制焊道间温度≤250℃；
③用J507焊条进行堆焊，电源直流反接，电弧电压均为24~28V，其中打底层、填充层、盖面层的焊接电流分别是140~180A、180~220A、180~220A，焊接速度分别是130~150mm/min、150~170mm/min、150~170mm/min；
④堆焊后需进行后热处理，后热温度为250~300℃，时间为2小时；
4）临时碳钢堆焊短节4堆焊后需进行100%射线检测；
5）设备壳体1焊后热处理后，将Cr-Mo钢接管2端口表面的临时碳钢堆焊短节4与试压封头6进行焊接，形成过渡阶段连接结构；
6）临时碳钢堆焊短节4与试压封头6焊接时采用的焊接方法为焊条电弧焊，焊接工艺如下：
①焊接材料选用Φ4.0mm或者Φ5.0mm的J507焊条；
②焊前预热，综合考虑碳钢材料的厚度，对焊口进行预热处理，并控制焊道间温度≤250℃；
③用J507焊条作为填充金属进行焊接，打底焊采用焊条电弧焊单面焊双面成型工艺；电源直流反接，电弧电压均为24~28V，其中打底层、填充层、盖面层的焊接电流分别是140~180A、180~220A、180~220A，焊接速度分别是130~150mm/min、150~170mm/min、150~170mm/min；
④根据钢板厚度，确定对焊接接头是否进行后热处理；其中需进行焊后热处理的条件是：当钢板厚度≥32mm，或者钢板厚度≥38mm且焊前需预热100℃以上，焊后均需进行后热处理，后热温度为250~300℃，时间为2小时；
7）临时碳钢堆焊短节4与试压封头6焊接接头需100%超声检测；
8）设备整体进行水压试验；
9）水压试验合格后，机械打磨去除试压封头6及与临时碳钢堆焊短节4的焊接接头，仅保留碳钢堆焊短节3，打磨后焊缝斜面需进行100%渗透检测；
10）碳钢堆焊短节3加工钝边为1.6±1.0mm，角度为37.5°±2.5°的V型坡口，与外接碳钢管线5焊接。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、便于操作，可以直接焊接Cr-Mo钢接管与碳钢管线；
2、避免了现场Cr-Mo钢与碳钢焊接后需进行的焊后热处理；
3、打底焊道采用焊条电弧焊单面焊双面成型，避免了采用氩弧焊打底焊的高焊接成本，且焊缝质量良好，不会出现未熔合、夹渣、气孔等缺陷。
附图说明
图1为本实用新型专利的结构示意图，
图2为本实用新型专利过渡阶段的连接结构示意图，
图3为图2中焊接接头的局部放大图，
图中：1设备壳体，2Cr-Mo钢接管，3碳钢堆焊短节，4临时碳钢堆焊短节，5碳钢管线，6试压封头。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型专利的具体实施方式进一步详细的说明。
本实施案例中Cr-Mo钢接管的材料为14Cr1Mo，厚度为48mm，碳钢管线的材料为20#钢，厚度为48mm。需在管道施工现场对14Cr1Mo接管与20#钢管线进行焊接。
本实用新型Cr-Mo钢接管与碳钢管线的连接结构，如图1所示该结构依次是设备壳体1，Cr-Mo钢接管2，碳钢堆焊短节3，碳钢管线5；在其形成之前的过渡阶段连接结构依次是设备壳体1，Cr-Mo钢接管2，碳钢堆焊短节3，临时碳钢堆焊短节4，试压封头6。
为实现本实用新型连接结构采取的措施如下：
1）设备壳体1在焊后热处理前，对Cr-Mo钢接管2端口开角度为37.5°±5°的V型坡口，并按NB/T47013.4-2015对坡口表面进行100%磁粉检测，保证坡口表面无裂纹、分层、夹杂等缺陷；
2）如图2、图3所示，磁粉检测合格后，先在Cr-Mo钢接管2坡口表面堆焊碳钢堆焊短节3，厚度为8~10mm；再在碳钢堆焊短节3表面堆焊临时碳钢堆焊短节4，厚度为5mm，用于焊接试压封头6；
3）堆焊时采用的焊接方法为焊条电弧焊，堆焊工艺如下：
①堆焊材料选用Φ4.0mm或者Φ5.0mm的J507焊条；
②堆焊前预热，综合考虑Cr-Mo钢的焊接性及碳钢的特点，对焊口进行≥120℃的预热处理，并控制焊道间温度≤250℃；
③用J507焊条进行堆焊，电源直流反接，电弧电压均是24~28V，其中打底层、填充层、盖面层的焊接电流分别是140~180A、180~220A、180~220A，打底层、填充层、盖面层的焊接速度分别是130~150mm/min、150~170mm/min、150~170mm/min；
④堆焊后需进行后热处理，后热温度为250~300℃，时间为2小时；
4）Cr-Mo钢接管2端口堆焊结束后，需对临时碳钢堆焊短节4表面根据NB/T47013.2-2015进行100%射线检测，检测方法技术等级为AB级，Ⅱ级合格；
5）试压封头6端口开钝边为2mm，角度为37.5°±5°的V型坡口,如图3所示；
6) 在设备焊后热处理后，用J507焊条组焊临时碳钢堆焊短节4与试压封头6；设备焊后热处理的温度为690℃，时间为4h，升、降温速率≤56℃/h；
7）临时碳钢堆焊短节4与试压封头6焊接时采用的焊接方法为焊条电弧焊，焊接工艺为：
①焊接材料选用Φ4.0mm或者Φ5.0mm的J507焊条；
②焊前预热，对焊口进行120℃预热处理，并控制焊道间温度≤250℃；
③用J507焊条作为填充金属进行焊接，打底焊采用焊条电弧焊单面焊双面成型；电源直流反接，电弧电压均为24~28V，其中打底层、填充层、盖面层的焊接电流分别是140~180A、180~220A、180~220A，打底层、填充层、盖面层的焊接速度分别是130~150mm/min、150~170mm/min、150~170mm/min；
④焊后需进行后热处理，后热温度为250~300℃，时间为2小时；
8）焊接完毕后为过渡阶段结构，如图2、图3所示，焊接接头需按NB/T47013.3-2015进行100%超声检测，检测方法技术等级为B级，Ⅰ级合格；焊接接头外表面需按NB/T47013.4-2015进行100%磁粉检测，Ⅰ级合格；无损检测均合格后，方能进行设备整体水压试验；
9) 设备整体进行水压试验；
10）水压试验合格后，将试压封头6及与临时碳钢堆焊短节4的焊接接头一并机械打磨去除，仅保留碳钢堆焊短节3，打磨后的焊缝面需按NB/T47013.5-2015进行100%渗透检测，Ⅰ级合格；
11）渗透检测合格后，碳钢堆焊短节3加工钝边为1.6±1.0mm，角度为37.5°±2.5°的V型坡口，即可实现与所述外接碳钢管线5顺利焊接，完成后连接结构如图1所示。
本发明可以直接焊接Cr-Mo钢接管与碳钢管线，而且避免了现场Cr-Mo钢与碳钢焊接后必须进行的焊后热处理。
Claims (1)
1.一种Cr-Mo钢接管与碳钢管线连接结构，其特征是：该结构依次是设备壳体⑴，Cr-Mo钢接管⑵，碳钢堆焊短节⑶，碳钢管线⑸，即在Cr-Mo钢接管⑵和碳钢管线⑸之间，增加碳钢堆焊短节⑶；在其形成之前的过渡阶段连接结构依次是：设备壳体⑴，Cr-Mo钢接管⑵，碳钢堆焊短节⑶，临时碳钢堆焊短节⑷，试压封头⑹。
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Cited By (3)
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| CN110385504A (zh) * | 2018-04-16 | 2019-10-29 | 兰州兰石重型装备股份有限公司 | 一种Cr-Mo钢接管与碳钢管线连接结构及实现方法 |
| CN112792477A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-05-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构及连接方法 |
| CN114603234A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-06-10 | 鲁西工业装备有限公司 | 一种42CrMo合金钢与低碳钢异种钢焊接方法 |
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