國產乙烯裂解爐的輻射段和對流段以及段內各部位的溫度不同，選有用了不同鋼材的爐管。溫度200～400℃的區域選用20鋼管或低合金鉻鉬鋼（如15CrMo、12Cr1MoV），爐溫600～700℃區域選用中合金耐(nai)熱鋼1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧氏(shi)體(ti)不銹鋼4Cr25Ni20離心鑄造管，與其連接的法蘭材料是奧氏體不銹鋼06Cr18Ni11Ti鍛件。這樣，在同一管路中出現了奧氏體不銹鋼管與1Cr5Mo鋼焊接鋼焊接，同時也出現了不同牌號奧氏體不銹鋼的焊接。
一、焊接性分析
由(you)于4Cr25Ni20不銹鋼管為(wei)奧氏體基體加(jia)上共晶碳化物組織(zhi)，與上述兩種鋼材焊(han)接時，在焊(han)接過程中易發生(sheng)熱(re)裂紋、冷裂紋和σ相析出。
二(er)、焊接工(gong)藝
1. 焊接材(cai)料的選(xuan)擇
為了消除焊(han)(han)(han)接(jie)熱裂紋，防止(zhi)σ相脆化和冷裂紋傾向，要提高(gao)焊(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)中(zhong)碳和氮的(de)(de)含(han)量，又要控制(zhi)(zhi)其(qi)鉬、鈮(ni)的(de)(de)含(han)量。在A407焊(han)(han)(han)條(tiao)（E310型）的(de)(de)基礎上，研制(zhi)(zhi)出(chu)一種專用焊(han)(han)(han)條(tiao)。其(qi)熔敷金(jin)屬化學成(cheng)分的(de)(de)質量分數（％）為：C＝0.35～0.40,Si<1.0, Mn <1.5, S. P<0.035, Cr=23 ~27, Ni=18~20,Mo≤0.15,N=0.04～0.14。經多次試驗和生(sheng)產實踐證明，用該焊(han)(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)(han)接(jie)4Cr25Ni20爐(lu)管與06Cr18Ni11Ti鍛件法(fa)蘭，既(ji)能抗(kang)熱裂紋又能減少σ相析出(chu)，取得了良好(hao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性。4Cr25Ni20不銹鋼(gang)爐(lu)管與1Cr5Mo鋼(gang)管焊(han)(han)(han)接(jie)，選用A302焊(han)(han)(han)條(tiao)（E309型）即可。
2. 焊接坡口的選擇
選(xuan)用(yong)(yong)合理(li)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接坡(po)口尺(chi)寸和形(xing)狀(zhuang)來保(bao)證(zheng)管(guan)道根部的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)透(tou)(tou)性能(neng)，可(ke)采用(yong)(yong)V形(xing)或(huo)U形(xing)坡(po)口。可(ke)以用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)進行(xing)打底焊(han)(han)(han)，實現單面焊(han)(han)(han)雙面成(cheng)形(xing)，但操作技(ji)能(neng)要求高；選(xuan)用(yong)(yong)鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)方(fang)法，不加填充金屬，將鈍邊熔透(tou)(tou)也能(neng)保(bao)證(zheng)焊(han)(han)(han)根焊(han)(han)(han)透(tou)(tou)，但對(dui)鈍邊要求嚴格，要鈍邊尺(chi)寸控(kong)制在1.0～1.5mm，鈍邊過大或(huo)過小均會引起未(wei)焊(han)(han)(han)透(tou)(tou)或(huo)焊(han)(han)(han)穿。管(guan)子與管(guan)子裝(zhuang)配時，希(xi)望間(jian)隙越小越好。同時對(dui)坡(po)口的(de)(de)(de)加工精度也有相應的(de)(de)(de)要求，機械加工后的(de)(de)(de)坡(po)口要用(yong)(yong)砂輪磨去尖(jian)角和毛(mao)刺。在檢查待焊(han)(han)(han)處確認無表(biao)面缺陷時，才允許(xu)施焊(han)(han)(han)。
3. 預熱和層間溫度的控(kong)制
在(zai)4Cr25Ni20不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)與其(qi)他黑色金屬焊(han)(han)(han)(han)接時，若不(bu)進行焊(han)(han)(han)(han)前預熱(re)(re)(re)，在(zai)定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)和正(zheng)式焊(han)(han)(han)(han)的根部封底焊(han)(han)(han)(han)縫會產生裂(lie)紋，所以必須預熱(re)(re)(re)。4Cr25Ni20不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)與06Cr18Ni11Ti鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)接時，預熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)控制在(zai)100℃，層間(jian)溫(wen)度(du)在(zai)150℃以下；但4Cr25Ni20不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)與1Cr5Mo鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)接時，情況則不(bu)相同(tong)，預熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)要提高(gao)到360～400℃，層間(jian)溫(wen)度(du)控制在(zai)300℃左右。雖說預熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)的提高(gao)，會引起4Cr25Ni20鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)縫一側(ce)(ce)晶內碳(tan)化物粗化，但它能避免由于預熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)太低，而使1Cr5Mo鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)縫一側(ce)(ce)形(xing)成馬氏(shi)體組織而造(zao)成脆斷的事故。
4. 定位焊
定(ding)位(wei)焊(han)最容易產生的缺(que)陷(xian)是收(shou)弧(hu)(hu)時(shi)的縮(suo)孔(kong)，而縮(suo)孔(kong)往往又會帶來弧(hu)(hu)坑裂紋。為了防止縮(suo)孔(kong)的產生，焊(han)接電流不(bu)宜(yi)過大(da)，電弧(hu)(hu)不(bu)能突然熄弧(hu)(hu)，要在(zai)收(shou)弧(hu)(hu)處反復焊(han)3～4點，以保證填滿弧(hu)(hu)坑。定(ding)位(wei)焊(han)焊(han)縫長(chang)度(du)不(bu)宜(yi)太短，控制(zhi)在(zai)10mm左右。沿管道(dao)定(ding)位(wei)3～4處，要保證定(ding)位(wei)焊(han)縫焊(han)透，背面呈(cheng)圓滑過渡(du)，經滲透著色檢測，確認無缺(que)陷(xian)時(shi)，方(fang)能進行根部(bu)打底焊(han)。
5. 打底焊
通常選(xuan)用鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)(han)的方(fang)法且在(zai)管內充(chong)氬(ya)氣(qi)進行施焊(han)(han)。這樣除了可(ke)避免(mian)產生(sheng)裂紋(wen)外，還能(neng)保證背(bei)面焊(han)(han)縫成(cheng)形良好(hao)。在(zai)封底焊(han)(han)時(shi)，如果(guo)不(bu)加(jia)填充(chong)焊(han)(han)絲(si)，收弧處有可(ke)能(neng)產生(sheng)裂紋(wen)，要(yao)采取(qu)下列措施來(lai)消除：在(zai)收弧時(shi)適當填加(jia)一些(xie)焊(han)(han)絲(si)（H12Cr24Ni13焊(han)(han)絲(si)）填滿弧坑；或者不(bu)加(jia)焊(han)(han)絲(si)將收弧移到引出板上也可(ke)。打底焊(han)(han)焊(han)(han)完后，要(yao)進行滲透著色檢測，一旦發現裂紋(wen)，必須徹底清(qing)除干凈，直(zhi)至確(que)認無裂紋(wen)為(wei)(wei)止。為(wei)(wei)了保證背(bei)面焊(han)(han)縫成(cheng)形均勻，組裝時(shi)要(yao)嚴格控(kong)制裝配間隙，內徑錯位量也要(yao)控(kong)制小于0.5mm為(wei)(wei)佳。
6. 其他層(ceng)次焊道的焊接
其他層(ceng)次焊道(dao)的焊縫(feng)，大多采用焊條(tiao)電(dian)弧焊的方法進行(xing)施(shi)焊，4Cr25Ni20鋼管與06Cr18Ni11Ti鋼鍛件在焊第(di)二層(ceng)時，選(xuan)(xuan)用A302（E309型）牌號焊條(tiao)，蓋面(mian)焊縫(feng)選(xuan)(xuan)用上面(mian)介紹的專(zhuan)用焊條(tiao)施(shi)焊；4Cr25Ni20 不(bu)銹(xiu)鋼管與1Cr5Mo鋼管焊接時，全部選(xuan)(xuan)用A302（E309型）牌號焊條(tiao)。
施焊(han)(han)(han)(han)過程中，在保證焊(han)(han)(han)(han)接質量的(de)前提下，選用(yong)小的(de)焊(han)(han)(han)(han)接電流(liu)和(he)較快的(de)焊(han)(han)(han)(han)接速度(du)。焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)不(bu)允許作(zuo)橫向擺(bai)動(dong)，以窄焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)為(wei)宜。焊(han)(han)(han)(han)接時(shi)不(bu)允許在坡口(kou)外引弧(hu)和(he)收弧(hu)，否則易產生裂紋。無論定位焊(han)(han)(han)(han)、打底焊(han)(han)(han)(han)還(huan)是(shi)蓋面焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)后在焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)處嚴(yan)禁錘擊，不(bu)得使用(yong)扁鏟修(xiu)整焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)及清渣，因為(wei)4Cr25Ni20不(bu)銹鋼(gang)管對冷作(zuo)硬化(hua)特別敏感，還(huan)會(hui)促使σ相(xiang)的(de)形成。焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)處的(de)清理(li)可使用(yong)不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)絲(si)(si)刷或不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)絲(si)(si)輪，修(xiu)復缺陷時(shi)應使用(yong)薄片砂輪。
7. 焊(han)接(jie)后熱處理
焊(han)后(hou)熱處(chu)理(li)的(de)溫(wen)(wen)度(du)經過多(duo)次試驗(yan)和生產考核(he)，最后(hou)確定的(de)溫(wen)(wen)度(du)為1070℃，保溫(wen)(wen)2h，然(ran)后(hou)空冷(leng)。在此溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)內，可以(yi)使(shi)已生成(cheng)(cheng)的(de)σ相進行固溶(rong)處(chu)理(li)，使(shi)之在焊(han)縫金(jin)屬(shu)中(zhong)消失，這樣就能(neng)減少冷(leng)裂(lie)紋(wen)形成(cheng)(cheng)的(de)可能(neng)性。在生產中(zhong)，為了消除(chu)長(chang)期加(jia)熱而生成(cheng)(cheng)的(de)σ相，可以(yi)把爐溫(wen)(wen)升高，使(shi)σ相重新固溶(rong)到(dao)奧氏(shi)體組織中(zhong)，然(ran)后(hou)冷(leng)卻(que)，借以(yi)消除(chu)σ相。這種定期、短時間提高工作(zuo)溫(wen)(wen)度(du)的(de)措(cuo)施(shi)，一般在每使(shi)用(yong)數百小時后(hou)，重復一次，就能(neng)達到(dao)上述目的(de)。
