La lamiera di acciaio 15CrMo è un acciaio resistente al calore del tessuto perlato, con alta resistenza termica (δb≥440MPa) e antiossidante ad alte temperature e una certa capacità di resistenza alla corrosione dell'idrogeno. Poiché l'acciaio contiene un alto contenuto di Cr, C e altri elementi in lega, la tendenza all'indurimento dell'acciaio è più evidente e la saldatura è scarsa.

15CrMo saldabilità

Materiali di saldatura

Caratteristiche di saldatura per acciaio 15CrMo,

Scenario I: pre-riscaldamento della saldatura, utilizzando il filo di saldatura ER80S-B2L, il fondo di saldatura T1G, la barra di saldatura E8018-B2, il coperchio della saldatura a arco della barra di saldatura, il trattamento termico locale dopo la saldatura.

Trattamento termico post saldatura

Usando il programma I di saldatura del pezzo di prova, dopo la saldatura deve essere eseguito un trattamento di riconciliazione ad alta temperatura locale. Il processo di trattamento termico è: la velocità di riscaldamento è di 200 ° C / h, l'isolamento di 715 ° C per 1 ora e 15 minuti, la velocità di raffreddamento è di 100 ° C / h, dopo il raffreddamento a 300 ° C. Specificamente, il riscaldatore elettrico a rotaia JL-4 (1146 × 310) avvolge la saldatura, isola con uno strato di silicato di alluminio e cotone, lo spessore dello strato di isolamento è di 50 mm, il controllo della temperatura utilizza il termometro automatico del riscaldatore elettrico DJK-A.

Risultati della valutazione del processo di saldatura

Schema di prova Prova di trazione Prova di piegatura Prova di resistenza agli urti aky (J/cm2)

Resistenza alla trazione δb/Mpa Posizione di rottura Angolo di piegatura Curvatura posteriore Saldatura Linea di fusione Zona di impatto termico (HAZ)

Programma I 550/530 Materia 50. Qualificato Qualificato 84.8 162 135.6

Piano II 525/520 Materia madre 50. Qualificato Qualificato 79.4 109.2 96.7

15CrMo saldatura

2.1 Materiali di saldatura

Per la saldabilità dell'acciaio 15CrMo e le caratteristiche di lavoro del tubo ad alta pressione in campo, sulla base dell'esperienza passata, in riferimento alla scheda di processo di saldatura fornita all'estero, abbiamo scelto due opzioni per la saldatura.

Scenario I: pre-riscaldamento della saldatura, utilizzando il filo di saldatura ER80S-B2L, il fondo di saldatura T1G, la barra di saldatura E8018-B2, il coperchio della saldatura a arco della barra di saldatura, il trattamento termico locale dopo la saldatura.

Scenario II: utilizzando il filo di saldatura ER80S-B2L, saldatura T1G, barra di saldatura E309Mo-16, la barra di saldatura riempie il coperchio di saldatura ad arco, senza trattamento termico dopo la saldatura. La composizione chimica e le proprietà meccaniche dei fili e delle barre di saldatura sono riportate nella tabella 1.

Tabella 1 Composizione chimica e proprietà meccaniche dei materiali di saldatura

Modello 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 Preparazione della saldatura

Il pezzo di prova utilizza un tubo in acciaio 15CrMo, le specifiche sono φ325 × 25, il tipo di inclinazione e le dimensioni sono riportate nella figura 1.

La lucidatura angolare prima della saldatura lucida l'interno e l'esterno della pendenza e il bordo della pendenza fino a 50 mm di lucentezza metallica, quindi pulisce con acetone.

Il pezzo di prova è in posizione fissa orizzontale, lo spazio di confronto è di 4 mm, utilizzando la saldatura manuale a arco di tungsteno-argone per saldare uniformemente sei punti lungo la circostanza del giardino, la lunghezza di saldatura di ogni punto non deve essere inferiore a 20 mm. Le barre di saldatura sono cotte secondo le specifiche della tabella 2.

Tabella 2 Specifiche per la cottura a saldatura

Tipo di barra Temperatura di cottura Tempo di isolamento

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

Parametri di processo

Il riscaldamento è necessario prima della saldatura secondo il programma I, secondo la formula di calcolo della temperatura di riscaldamento proposta da Tto-Bessyo e altri:

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

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

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

[C]x - Equivalente carbonio del componente;

[C]p - dimensione equivalente al carbonio; S - spessore del pezzo di prova (in questo articolo S = 25 mm);

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[C]p=0,045 e To=138°C

Pertanto, la temperatura di preriscaldamento è scelta per 150 ℃. Utilizzando la fiamma di ossigeno-acetileno per riscaldare il pezzo di prova, prima valutare approssimativamente la temperatura della superficie del pezzo di prova con la penna termometrica (con il cambiamento del colore della scrittura manuale per una stima rapida e lenta), infine con il termometro a punto semiconduttore, il punto di misura deve essere scelto almeno tre punti per garantire che l'intero pezzo di prova raggiunga la temperatura di preriscaldamento richiesta.

Durante la saldatura, il primo strato utilizza l'arco di tungsteno manuale per saldare il fondo, al fine di evitare la creazione di recessioni sul retro della saldatura, il filo viene alimentato con il metodo di riempimento interno, cioè il filo viene inserito dall'interno del tubo attraverso lo spazio di confronto. I restanti strati utilizzano la saldatura a arco a barra di saldatura, saldando 6 strati in totale, ciascuno strato di saldatura una linea di saldatura. I parametri del processo di saldatura per i programmi I e II sono riportati nelle tabelle 3 e 4. Saldatura secondo schema I

Tabella 3 Parametri del processo di saldatura per il programma I

Nome della saldatura Metodo di saldatura Materiale di saldatura Specifiche della saldatura/mm Corrente di saldatura/A Tensione dell'arco/V Preriscaldamento e temperatura tra strati Specifiche di trattamento termico

saldatura a arco di tungsteno ER80S-B2L φ2.4 110 12

Strato di riempimento Saldatura a arco a barra di saldatura E8018-B2 φ3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25150 ℃ 715. ×75min

Strato di copertura Saldatura a arco a barra E8018-B2 φ3.2 5 85-90 23-25

Tabella 4 Parametri del processo di saldatura per il programma II

Nome della saldatura Metodo di saldatura Materiale di saldatura Specifiche della saldatura/mm Corrente di saldatura/A Tensione dell'arco/V Preriscaldamento e temperatura tra strati Specifiche di trattamento termico

saldatura a arco di tungsteno ER80S-B2L φ2.4 110 12

Strato di riempimento Saldatura a arco a barra di saldatura E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24 / /

Strato di copertura Saldatura a arco a barra E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24

La temperatura tra gli strati non deve essere inferiore a 150 ° C, al fine di evitare l'interruzione della saldatura per causare il raffreddamento del pezzo di prova, la saldatura deve essere eseguita a turno da due saldatori, e le misure di isolamento e raffreddamento devono essere adottate immediatamente dopo la saldatura.

2.4 Trattamento termico post saldatura

3 Test di valutazione del processo di saldatura

Dopo la saldatura del pezzo di prova, secondo lo standard JB4730-94 "Test senza danni del contenitore a pressione", il 100% di ispezione a ultrasuoni per la rilevazione delle ferite, la saldatura è qualificata per il livello I. Prove di valutazione del processo di saldatura secondo lo standard JB4708 "Valutazione del processo di saldatura di contenitori a pressione in acciaio". I risultati sono riportati nella tabella 5.

Tabella 5 Risultati della valutazione del processo di saldatura

Schema di prova Prova di trazione Prova di piegatura Prova di resistenza agli urti aky (J/cm2)

Resistenza alla trazione δb/Mpa Posizione di rottura Angolo di piegatura Curvatura posteriore Saldatura Linea di fusione Zona di impatto termico (HAZ)

Programma I 550/530 Materia 50. Qualificato Qualificato 84.8 162 135.6

Piano II 525/520 Materia madre 50. Qualificato Qualificato 79.4 109.2 96.7

Dal risultato del test di allungamento è noto che il campione di allungamento di due schemi è completamente rotto nel materiale madre, indicando che la resistenza alla trazione della saldatura è superiore al materiale madre; Tutti i test di piegatura sono qualificati, indicando che la plasticità della saldatura è migliore. Secondo i risultati della prova di resistenza all'impatto nella tabella 5, la resistenza all'impatto del programma I è significativamente superiore al programma II, dimostrando che le specifiche di trattamento termico post saldatura del programma I sono ideali, la riconciliazione ad alta temperatura non solo ha raggiunto lo scopo di migliorare l'organizzazione e le prestazioni del giunto, ma anche rende la resistenza e la resistenza adeguate. Le proprietà meccaniche a temperatura ambiente indicano che entrambe le opzioni di saldatura raccomandate possono essere utilizzate in cantiere. Il programma I utilizza una barra di saldatura vicina alla componente madre, le prestazioni della saldatura corrispondono alla materia madre, la saldatura deve avere un'alta resistenza termica, la saldatura non è facile da distruggere a lungo termine a temperature elevate. La difficoltà è che le specifiche di trattamento termico post saldatura sono più rigorose, la temperatura di riconciliazione e il tempo di isolamento e il controllo improprio della velocità di riscaldamento e raffreddamento provocano invece una diminuzione delle prestazioni della saldatura. Scenario II utilizza la saldatura in acciaio inossidabile austenitico, anche se può risparmiare il trattamento termico dopo la saldatura, ma a causa del coefficiente di espansione della saldatura e del materiale madre, il fenomeno di diffusione e migrazione del carbonio può verificarsi durante il lavoro ad alta temperatura a lungo termine, che può facilmente causare danni alla saldatura nella zona di fusione. Pertanto, considerando l'affidabilità dell'uso, la saldatura in campo con la soluzione I è più sicura.

4 Conclusioni

La saldatura di tubi ad alta pressione a parete spessa in acciaio 15CrMo è fattibile con entrambi i programmi di saldatura. Al fine di garantire che le prestazioni della saldatura corrispondano al materiale madre e abbiano un'alta resistenza termica, l'adozione del programma I ha un effetto migliore, la chiave è controllare rigorosamente il processo di trattamento termico post-saldatura.

Scenario II, anche se può risparmiare il trattamento termico dopo la saldatura, ma la diffusione della migrazione del carbonio alla saldatura ad alta temperatura che porta alla distruzione della saldatura non può essere trascurata, quindi, solo quando il trattamento termico non può essere effettuato dopo la saldatura è adottato con cautela.

Formula di calcolo del peso della lamiera di acciaio 15crmo: lunghezza x larghezza x spessore x 0,00785 = kg / m

Il cerchio esterno diventa giallo

La lamiera in acciaio in lega 15CrMo è due laminati laminati un anello esterno secondario inizia a diventare giallo non è ancora ruggine, quale è la ragione?

Per rimuovere la pelle di ossido di ferro della superficie della lamiera di acciaio in lega 15CrMo, attualmente più impiegano il metodo di lavaggio acido continuo di immersione, la superficie della lamiera di acciaio in lega 15CrMo dopo il lavaggio acido è spesso attaccata a liquido acido, per questo motivo, è necessario lavare con acqua fredda o calda, ma la superficie della lamiera di acciaio in lega 15CrMo dopo il lavaggio spesso produce ruggine. influisce gravemente sulla qualità della superficie del prodotto finito. Il Giappone ha studiato il meccanismo dell'ingiallimento per eliminare questo difetto. Prendendo l'acido clorico come esempio la seguente inversione:

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

2Fe(OH)_2+O_2=2FeO·OH+H_2O (2)

La formula (1) indica lo stato di equilibrio in soluzione acquosa sulla superficie della piastra umida, Fe(OH)_2 e HCl non sono gialli.

Formula (2) è iniziare ad asciugare la lamiera d'acciaio, a causa dell'effetto dell'ossigeno nell'aria, Fe (OH) _2 ossidato, insolubile in acqua. Allora FeO · OH si trasforma in ruggine sulla superficie della lamiera di acciaio in lega 15CrMo.

Composizione chimica

Composizione chimica

Composizione chimica (%)

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

Proprietà meccaniche

Marca resistenza alla trazione MPa punto di abbandono MPa allungamento (%)

15CrMo 440~640 235 21

Esempi di applicazione

Petrolio, petrochimica, caldaie ad alta pressione, ecc., Tubi senza cuciture per uso speciale sono tubi senza cuciture per caldaie, tubi in acciaio senza cuciture per geologia e tubi senza cuciture per petrolio

Specifiche di uso comune

Materiale Specifiche Spessore * Larghezza * Lunghezza (mm) Laminato regolabile Acciaieria in tutto il paese Peso (tonnellate) Nome

15crmo 8 * 1500-4200 * 6000-18800M 198.65T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 12 * 1500-4200 * 6000-18800M 186.618T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 25 * 1500-4200 * 6000-18800M 258.366T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 30 * 1500-4200 * 6000-18800M 241.624T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 45 * 1500-4200 * 6000-18800M 263.254T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 55 * 1500-4200 * 6000-18800M 283.318T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 60 * 1500-4200 * 6000-18800M 169.563T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 70 * 1500-4200 * 6000-18800M 569.356T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 80 * 1500-4200 * 6000-18800M 231.315T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 90 * 1500-4200 * 6000-18800M 341.318T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 100 * 1500-4200 * 6000-18800M Piastra di acciaio strutturale in lega 461.318T

15crmo 110 * 1500-4200 * 6000-18800M 598.359T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 120 * 1500-4200 * 6000-18800M lamiera di acciaio strutturale in lega 431.621T

15crmo 130 * 1500-4200 * 6000-18800M 388.654T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 140 * 1500-4200 * 6000-18800M 348.351T lamiera di acciaio strutturale in lega

15crmo 150 * 1500-4200 * 6000-18800M 645.982T lamiera di acciaio strutturale in lega