《A和P》

《A和P》（共3篇）

《A和P》 篇1

本研究主要针对P/A异种钢焊接进行研究, 以其获得高质量、高参数的焊接接头。15Cr Mo R钢的高蠕变强度、持久塑性、良好的高温组织稳定性、高温抗氧化性、加工工艺性等特性, 很适宜于压力容器的制造用钢[1~3];0Cr19Ni9钢具有高的热强性和优良的耐腐蚀性, 主用于锅炉过热器管、汽轮机导管及阀体等[4]。到目前为止, 尚未见到对此类异种钢焊接性的全面研究报道, 也没有相应的成熟工艺可以参考, 因此实现15Cr Mo R与0Cr19Ni9的可靠连接, 不仅可大大降低制造成本, 满足压力容器中各种结构的性能要求。

15Cr Mo R、0Cr19Ni9焊接性分析

15Cr Mo R钢很适于压力容器用钢, 但其焊接性较差, 具有很大的淬硬倾向, 焊接时在焊缝极易出现硬脆的马氏体组织, 产生很大内应力。同时, 返修焊接时拘束度较大, 易出现较大的拘束应力;若与含铬量相差很大的母材进行焊接, 将出现严重的碳迁移现象, 这些都明显降低了焊缝金属及热影响区的塑韧性。

焊接方法选用

焊条电弧焊具熔合比小、稀释率低、焊接质量较好、设备简单、适应性强、可以焊接各种空间位置和短曲焊缝, 使用不同的焊条, 可焊各类金属材料。李玉萍采用手工电弧焊对25钢与1Cr13异种钢进行焊接, 得到可行的焊接接头[5];镇江的王春海根据换热器的结构特点等采用手工电弧焊工艺焊接异种材料的管板接头等都得到了满足使用性能要求的焊接接头[6], 王炳英等人采用埋弧焊对15Cr Mo R/0Cr19Ni9加氢反应器进行焊接[7];淮南石油化工机械厂的刘贤成也用埋弧焊焊接了水解塔的厚板不锈钢。热处理工艺对接头组织及性能的影响

热处理是制造异种钢构件工艺中最复杂的问题之一, P/A接头的个别区段会产生淬火现象, 若对此进行适当的热处理, 多半可以恢复该区段金属的塑性[6]。但对金相组织不同的异种钢进行热处理, 会使得应力重新分布, 高温作用下, 使得碳化物和σ相析出导致脆化, 奥氏体不锈钢发生敏化, 从而降低接头的抗晶间腐蚀能力等;其次, 对异种钢构件进行热处理, 熔合区形成扩散层, 降低了工件的工作性能, 特别是C, 会发生扩散现象, 保温时间越长, 异种钢中含Cr量增多, 脱碳层的厚度就会相应的增厚。在焊接Cr含量显著不同的P/A异种钢时, 由于C和Cr的亲和力很大, 使Cr含量低的珠光体钢熔合区侧产生脱碳层, Cr含量高的焊缝侧产生增碳层, 随热处理温度的升高和时间的延长, 其增碳层硬度会相应提高, 增碳层会析出碳化物, 从而导致蠕变特性的降低, 高温下长期使用时, 在熔合区易产生显微裂纹;从而造成机械性能、蠕变强度及缺口韧性的下降等[7]。

对于P/A异种钢焊接接头是否要进行焊后热处理存在不同的观点[8], 焊后热处理可能会形成的脱碳层, 由于碳的减少而导致该区域组织、性能劣化, 极易在服役过程中发生早期失效。热处理使得微观结构变得不稳定, 会产生与一定碳化物沉淀相关的蠕变空洞;也有研究学者发现短时的高温焊后热处理对接头的高温时效性能有利, 特别是对于Ni基合金焊缝金属情况, 对于一些淬硬倾向很大的珠光体钢母材, 为了改善HAZ中的韧性, 减少冷裂敏感性, 有必要进行焊后热处理[9]。

焊后热处理工艺对15Cr Mo R的强度指标影响不大, 但能较大地降低钢板的低温冲击功, 即提高钢板的韧脆转变温度;但奥氏体不锈钢经敏化温度 (450℃~850℃) 加热的试样, 晶间腐蚀会比较严重。对于在该温度区间工作的设备, 应严格采取预防措施和审慎的选择热处理工艺, 改善焊缝金属性能。

结论

针对15Cr Mo R与0Cr19Ni9异种钢的可靠连接分析, 综合研究分析, 得出如下结论:P/A异种钢的最佳焊接工艺是:采用手工电弧焊预先在15Cr Mo R钢侧坡口表面堆敷一层Ni基过渡层材料后, 再用ENi Cr Fe-3填充材料对0Cr19Ni9钢进行对接焊接, 并在690℃下保温1.5小时。

参考文献

[1]何康生, 曹雄夫.异种金属焊接[M].北京:机械工业出版社, 1986:43-266.

[2]张莉, 高启贵.珠光体耐热钢的焊接[J].化工设备与管道.2007, 44 (2) :59-61.

[3]Ramazan Kac ar, Orhan Baylan.An investigation of microstructure property relationships in dissimilar welds between martensitic and austenitic stainless steels[J].Materials and Design.2004, 25:317-329.

[4]王炳英, 刘晓旭.15CrMoR+0Cr18Ni9不锈钢复合钢板焊接工艺[J].石油化工设备.2005, 34 (5) :47-49.

[5]王春海.珠光体钢与奥氏体钢异种材料管板焊接[J].安装.1995, 8:15-22.

[6]王炳英, 刘晓旭.15CrMoR+0Cr18Ni9不锈钢复合钢板焊接工艺[J].石油化工设备.2005, 34 (5) :47-49.

[7]黄波达.提高异种钢焊接接头的质量[J].机电技术.2005, 2:125-128.

[8]郭晶, 程惠君.大厚度异种钢焊接接头焊接裂纹形成原因及对策[J].石油化工设备.2008, 37 (4) :61-65.

《A和P》 篇2

An analytical solution for scattering of plane P waves by a semi-cylindrical hill was derived by using the wave function expansion method, and convergence of the solution and accuracy of truncation were verified. The effect of incident frequency and incident angle on the surface motion of the hill was discussed, and it was shown that a hill greatly amplifies incident plane P waves, and maximum horizontal displacement amplitudes appear mostly at the inclined incidence of waves,which are located at the half-space; and maximum vertical displacement amplitudes emerge mostly at the vertical incidence of waves, which are situated at the hill.

作 者：Liang Jianwen Zhang Yanshuai Vincent W Lee  作者单位：Liang Jianwen,Zhang Yanshuai(Department of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)

Vincent W Lee(Department of Civil Engineering, University of Southern California, Los Angeles, CA 90089-2531, USA)

刊 名：地震工程与工程振动（英文版）  SCI英文刊名：EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION 年，卷(期)：2005 4(1) 分类号：P315 关键词：hill   plane P waves   scattering   analytical solution   amplification  

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《A和P》 篇3

从化学成分看, A335-P22相当于我国的12Cr2Mo1, 属于2.25 Cr-1 Mo类钢。较大的碳当量反映出此钢材焊接时具有较大的淬硬倾向;项目涉及A335-P22管道的口径大, 管壁厚, 结构钢性大, 焊接时容易产生较大的拘束应力和三维应力;由于管壁厚, 坡口深, 焊接时冷却速度快, 焊缝中的扩散氢不容易及时逸出, 使得焊缝中的扩散氢含量高。综上所述, 超厚避管道A335-P22焊接时, 在淬硬组织、扩散氢和焊接应力的作用下, 容易产生冷裂纹。

2 实际工作中的应用

2.1 焊材选用

根据A335-P22化学成分确定, 在焊接过程中淬硬性大, 易产生冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等焊接缺陷。所以对焊接材料的选用和管理显得更为重要, 焊接材料匹配, 焊接过程控制严格是保证焊接工程质量, 选用的焊材与所焊接的管材化学成分相当;熔敷金属的抗拉强度不得低于管材标准抗拉强度的下限, 焊条采用PP-R407 E6015B3 (GB/T5118;NB/T47018) , 氩弧焊丝采用PP·TIG-R40 (Q/FAAX.31-2008) 。

2.2 坡口加工

2.2.1由于A335-P22耐热钢有较强的淬硬倾向, 故坡口的加工宜采用机械加工方法, 必须将坡口表面及边缘20mm内的淬硬层打磨干净, 不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其他对焊接过程有害的物质及坡口表面不得有裂纹、夹层等缺陷。并对母材坡口进行磁粉检测或渗透检测。超厚壁管的壁厚易出现不均, 坡口加工时对管内壁车削掉厚0.1mm、长度70mm的金属, 以利于坡口组对, 需要内部切削端面使用砂轮机打磨处理, 形成平滑过渡, 避免应力集中。

2.3 管道组对

管线组对时, 其错边量不应超过下列规定, 如超过下列要求, 应按要求加工。当壁厚不等时, 内壁差不大于0.5mm或外壁差不大于2mm。定位焊应与正式焊接工艺相同;定位焊的焊缝长度宜为10-15mm, 高宜为3-5mm。

2.4 焊前预热

由于A335-P22耐热钢有较大淬硬倾向和裂纹倾向, 为了减少淬硬组织减小焊接应力, 降低冷却速度及焊接区的温差, 有利于焊缝中扩散氢的逸出, 防止出现焊接冷裂纹等焊接缺陷, 必须进行焊接预热。在施工现场, 预热采用电加热方式, 预热温度控制在250℃-300℃。第一次预热至150℃, 升温速度为75℃/h, 手工钨极氩弧焊 (TIG) 打底, 焊接过程中跟踪预热。第二次预热至250—350℃, 升温速度为75℃/h, 第一次手工电弧焊 (SMAW) 填充焊接, 焊接过程中跟踪预热。预热范围以焊接接头中心线为基准, 两侧不小于100mm, 加热区以外的100mm区域应保温。

2.5 层间温度的控制

施焊过程中随时对层间温度进行检测, 严格控制层间温度在预热温度250℃-300℃, 达不到要求时应重新进行预热后方可继续施焊。对于采用电加热法预热的焊缝, 施焊过程中加热设施不拆除, 进行保温 (保温的目的:一是使焊件整个截面热透, 即里外温度均匀;二是保证组织转变完全) 。

2.6 焊接工艺

A335-P22耐热钢的焊接, 采用多层多道的焊接方法, 采用钨极氩弧焊打底, 焊条电弧焊填充盖面的焊接工艺。在焊件达到预热温度后, 要保持15分钟再开始打底焊接, 以保证在厚度方向上温度均匀, 并一次连续焊完。为保证焊接层间温度防止焊接裂纹的产生, 打底焊接完后, 立即进行下一层的焊接, 并连续焊完。焊接过程中因特殊情况中断, 应进行后热处理 (温度300℃-350℃, 时间1-1.5h) , 保温缓冷。

3 焊接其他注意事项

3.1 A335-P22钢管的焊接要用纯度为99.99%的氩气进行保护焊接, 尾部保护气体流量10-18L/min, 背部保护气体流量10-12L/min。

3.2焊接次层焊道时, 不致将打底层烧穿。根据施工的经验, 将氩弧焊打底层的最小厚度规定为3mm, 保证焊缝的基本强度, 防止开裂。

3.3 后热 (消氢处理)

可消除焊缝中的扩散氢, 防止产生冷裂纹。如焊接过程中须中断、整道焊缝完成不能立即热处理时均须后热处理。后热温度加热至300-350℃, 恒温2h, 升温速度为不大于75℃/h。采用远红外电加热法。后热应在焊至15-2Omm, 停止施焊后立即进行。主要是为了保证焊缝的基本强度, 防止开裂。

3.4 焊接热处理

为了消除焊接接头的残余应力, 减少淬硬性, 改善组织, 加速氢的逸出, 防止出现焊接裂纹, 提高接头的综合力学性能, 焊接完毕后应及时进行焊后热处理。焊后热处理采用局部电加热的方法。加热范围以焊缝中心为基准, 两侧各不小于焊缝宽度的3倍且不小于25mm, 加热区外的100mm范围内应予保温, 且管道端口应采取封堵措施。在热处理过程中, 要准确的控制加热温度, 保持温度的均匀。测温热电偶数量要合理, 布置要分布均匀, 采用自动温度记录仪控制热处理过程, 记录热处理曲线。焊接接头热处理完成后, 100%进行硬度检测。检测每个焊接接头的焊缝、热影响区、母材表面布氏硬度, 测后硬度值不超过原母材布氏硬度 (HB) +100, 且小于300HB为合格, 否则要求重新热处理。

摘要：本文结合实践, 对A335-P22高压蒸汽管道安装及水压试验技术进行总结, 并提出安装过程中的注意事项及技术要求。