镍基带极堆焊在焦炭塔制造中的应用

镍基带极堆焊在焦炭塔制造中的应用

郭太平

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司，四川618000)

摘要：通过选用恰当的焊材、焊接参数和坡口形式，实现焦炭塔纵环焊缝的镍基带极单层单道堆焊，提高生产效率和堆焊层表面质量。

关键词：焦炭塔；复合板；镍基；带极堆焊

中图分类号：TG455文献标志码：B

收稿日期：2014—12—30

Application of Nickle-based Strip Overlay Welding on

Coke Chamber Manufacture

Guo Taiping

Abstract：By selection of applicable weld material, welding parameters and groove shape, nickle-based strip single layer and single pass overlay welding has been applied to longitudinal and circular welding of coke chamber, which upgraded production efficiency and overlay welding quality.

Key words：coke chamber; composite plate; nickle base; strip overlay welding

我集团公司承制的镇海炼化重油加工结构调整改造项目210万吨/年延迟焦化装置焦炭塔，是中石化首次引进美国康菲公司专利技术，焦炭塔的规格为∅9 800 mm，高40.8 m，单重587 t，主体材料为SA387 12 CL2+TP410S复合钢板，壁厚为(56+3)mm，技术条件要求复合层的补堆焊采用ENi6182型或与之相当的镍基焊材进行。

1焊材的选用

对于内壁有耐蚀要求的设备，目前国内常用的耐蚀层堆焊方法有焊条电弧焊、带极堆焊、药芯焊丝气体保护焊和钨极氩弧焊。通过对各种堆焊方法、焊材价格及生产效率的比较，确定焦炭塔筒体纵、环焊缝采用带极堆焊。根据焦炭塔分段情况，两台焦炭塔共有80条纵缝，22条环缝，其中可实现带极堆焊的焊缝总长度约770 m。采用带极堆焊，可大幅度提高补堆的生产效率，且带极堆焊表面质量高于其余焊接方法的堆焊质量，可更好地控制堆焊层的表面不平度，减少堆焊后的打磨工作量。

镍基带极堆焊在我公司属于首次使用，经过分析论证，选取国内知名厂家的镍基焊带H600(规格30 mm×0.5 mm)，配合该公司焊剂SJ85B。该焊材组合符合AWS A5.14中 EQNiCr-3的规定，化学成分要求见表1。

表1　镍基焊带H600化学成分(质量分数，%)

2工艺评定

严格按照NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》中耐蚀堆焊工艺评定的要求，结合现有板材情况，选用厚度40 mm的15CrMoR试板进行评定。

(1)检查试板材卡、待堆焊面的MT检测报告等资料，并将待堆焊表面清理干净。

(2)预热≥100℃后，采用单层带极电渣堆焊，焊接参数见表2。

(3)对堆焊层按标准JB 4730.5—2005 I级进行PT检测；按标准JB 4730.3—2005 I级进行UT检测。

(4)试板模拟焊后热处理，温度(675±14)℃×20 h。

(5)进行试板各项性能检测，结果见表3。

3 产品焊接

为保证纵环焊缝带极补堆的堆焊质量，实现单道补堆，必须控制好坡口的宽度。经实验研究，纵环焊缝焊接完成后的坡口宽度控制在20 mm左右时，单道补堆焊的效果最佳，补堆后不需局部补焊。优化后的坡口见图1。

表2　带极堆焊工艺参数

表3　镍基焊带H600+SJ85B性能检测

图1　优化后的纵、环焊缝坡口形式

(1)焊接产品纵环焊缝基材焊缝，并经MT、UT、RT检测合格。

(2)将待补堆焊的工件平稳放于滚轮架上。

(3)准备带极堆焊设备。

(4)焊剂SJ85B使用前需进行(300～350)℃×1 h烘焙。

(5)用天然气对待堆焊部位预热≥100℃。

(6)采用经过评定的工艺参数(表2)进行堆焊，堆焊过程中严格控制层间温度。

(7)堆焊完成后缓冷。

(8)检查堆焊层的表面质量，要求堆焊层与两侧复合层之间表面圆滑过渡。

(9)按技术条件要求对堆焊层进行PT检测，标准JB/T 4730.5—2005，Ⅰ级；进行UT检测，标准JB/T 4730.3—2005，Ⅰ级。

4主要控制措施

为保证纵环焊缝采用带极堆焊一次合格，焊接过程中需要注意以下事项：

(1)补堆焊之前确认焊缝经MT、UT、RT检测合格。

(2)补堆焊之前严格按照焊剂说明书的要求对焊剂进行烘干。

(3)清理待补堆焊及其附近的油锈杂质。

(4)焊接前预热并严格控制层间温度。

5结论

在大直径复合板焦炭塔设备制造过程中，选用合格的镍基焊带、经过评定的焊接参数和坡口形式，严格执行工艺要求并加强过程控制，成功实现纵环焊缝的镍基带极单层单道堆焊，提高焦炭塔的生产效率和堆焊层表面质量。

参考文献

[1]陈晓玲，段滋华，李多民.国内外焦炭塔的研究现状及其进展.化工机械，2009，36(1)：56-59.

[2]梁文彬.∅9 800 mm焦炭塔的设计与制造要点.压力容器，2010，27(3)：34-39.

[3]顾一天,龙秀兰,贾桂茹.大型焦炭塔的设计.石油化工设备技术,2001,22(1)：4-8.

编辑傅冬梅