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(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)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(bu)銹(xiu)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(yi)、焊接性分析
由于4Cr25Ni20不銹鋼管為(wei)奧氏體基體加上共晶碳化物組織，與(yu)上述兩(liang)種鋼材焊(han)接(jie)時(shi)，在焊(han)接(jie)過程中易發生(sheng)熱裂紋、冷裂紋和(he)σ相(xiang)析出。
二、焊接工藝
1. 焊接(jie)材料的選擇
為了消除焊(han)接(jie)(jie)(jie)熱(re)裂(lie)紋(wen)，防止σ相脆化(hua)和(he)冷(leng)裂(lie)紋(wen)傾向，要提(ti)高(gao)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料中(zhong)碳和(he)氮的(de)含(han)量(liang)，又(you)要控制(zhi)其(qi)鉬、鈮(ni)的(de)含(han)量(liang)。在A407焊(han)條（E310型）的(de)基礎(chu)上(shang)，研制(zhi)出一種(zhong)專用(yong)焊(han)條。其(qi)熔(rong)敷金(jin)屬(shu)化(hua)學成分的(de)質量(liang)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(jing)多(duo)次試驗和(he)生(sheng)產實踐證明(ming)，用(yong)該焊(han)條焊(han)接(jie)(jie)(jie)4Cr25Ni20爐(lu)管(guan)與06Cr18Ni11Ti鍛件法蘭，既能抗熱(re)裂(lie)紋(wen)又(you)能減少σ相析出，取(qu)得了良好的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)性。4Cr25Ni20不銹(xiu)鋼(gang)爐(lu)管(guan)與1Cr5Mo鋼(gang)管(guan)焊(han)接(jie)(jie)(jie)，選用(yong)A302焊(han)條（E309型）即可(ke)。
2. 焊(han)接坡口的選擇(ze)
選用合(he)理的(de)焊(han)(han)(han)(han)接坡(po)口(kou)尺(chi)(chi)寸(cun)和形(xing)狀(zhuang)來保證管道根部的(de)焊(han)(han)(han)(han)透性能，可(ke)采(cai)用V形(xing)或U形(xing)坡(po)口(kou)。可(ke)以用焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)進行打底焊(han)(han)(han)(han)，實(shi)現單面焊(han)(han)(han)(han)雙面成形(xing)，但(dan)操作技能要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)高；選用鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)方法(fa)，不加填充金屬，將鈍(dun)(dun)邊(bian)熔透也能保證焊(han)(han)(han)(han)根焊(han)(han)(han)(han)透，但(dan)對(dui)鈍(dun)(dun)邊(bian)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)嚴格，要(yao)(yao)鈍(dun)(dun)邊(bian)尺(chi)(chi)寸(cun)控(kong)制在(zai)1.0～1.5mm，鈍(dun)(dun)邊(bian)過(guo)大或過(guo)小均(jun)會引起未焊(han)(han)(han)(han)透或焊(han)(han)(han)(han)穿。管子與管子裝配時，希(xi)望間隙越小越好。同時對(dui)坡(po)口(kou)的(de)加工(gong)精度也有(you)相應(ying)的(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，機械加工(gong)后的(de)坡(po)口(kou)要(yao)(yao)用砂輪磨(mo)去尖角和毛刺。在(zai)檢查待焊(han)(han)(han)(han)處(chu)確認無表(biao)面缺(que)陷時，才允許施(shi)焊(han)(han)(han)(han)。
3. 預熱和層間溫度的控制
在(zai)(zai)4Cr25Ni20不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)其他黑色金屬焊(han)(han)接時(shi)，若不(bu)進行焊(han)(han)前預熱(re)(re)，在(zai)(zai)定位(wei)焊(han)(han)和(he)正(zheng)式焊(han)(han)的(de)根(gen)部(bu)封底焊(han)(han)縫(feng)會(hui)(hui)產生裂紋，所以必須預熱(re)(re)。4Cr25Ni20不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)焊(han)(han)接時(shi)，預熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度控制在(zai)(zai)100℃，層(ceng)間溫(wen)(wen)(wen)(wen)度在(zai)(zai)150℃以下；但4Cr25Ni20不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)焊(han)(han)接時(shi)，情況則不(bu)相同(tong)，預熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度要提高到360～400℃，層(ceng)間溫(wen)(wen)(wen)(wen)度控制在(zai)(zai)300℃左右。雖(sui)說預熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度的(de)提高，會(hui)(hui)引起4Cr25Ni20鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)一側晶內碳化(hua)物粗(cu)化(hua)，但它能避免由于預熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度太低，而使1Cr5Mo鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)一側形(xing)成(cheng)(cheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)組織而造成(cheng)(cheng)脆斷(duan)的(de)事故。
4. 定位焊
定(ding)(ding)位(wei)焊(han)最容易產生的缺(que)陷(xian)是(shi)收弧(hu)(hu)時的縮(suo)孔，而縮(suo)孔往(wang)往(wang)又會帶來弧(hu)(hu)坑裂(lie)紋。為了(le)防止縮(suo)孔的產生，焊(han)接電流不宜(yi)(yi)過大，電弧(hu)(hu)不能(neng)突然熄弧(hu)(hu)，要(yao)在(zai)收弧(hu)(hu)處(chu)反復焊(han)3～4點，以保證填滿弧(hu)(hu)坑。定(ding)(ding)位(wei)焊(han)焊(han)縫長度不宜(yi)(yi)太短，控制在(zai)10mm左(zuo)右。沿管道定(ding)(ding)位(wei)3～4處(chu)，要(yao)保證定(ding)(ding)位(wei)焊(han)縫焊(han)透，背(bei)面呈圓滑(hua)過渡，經滲透著色檢測，確認無(wu)缺(que)陷(xian)時，方能(neng)進行根(gen)部打底焊(han)。
5. 打底(di)焊(han)
通(tong)常(chang)選用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)方法且(qie)在管內(nei)充(chong)氬(ya)氣進行(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)。這樣除(chu)(chu)了可(ke)避免產生裂(lie)紋外，還(huan)能(neng)保證(zheng)背面焊(han)(han)(han)(han)(han)縫成形良好。在封底焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)，如果不(bu)加(jia)(jia)填(tian)充(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲，收(shou)弧(hu)(hu)(hu)處有可(ke)能(neng)產生裂(lie)紋，要(yao)采取下列措施來消除(chu)(chu)：在收(shou)弧(hu)(hu)(hu)時(shi)適當填(tian)加(jia)(jia)一些(xie)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲（H12Cr24Ni13焊(han)(han)(han)(han)(han)絲）填(tian)滿弧(hu)(hu)(hu)坑；或者(zhe)不(bu)加(jia)(jia)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲將收(shou)弧(hu)(hu)(hu)移到引出板(ban)上也可(ke)。打底焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)完后(hou)，要(yao)進行(xing)滲(shen)透著色檢測，一旦發現裂(lie)紋，必須(xu)徹底清除(chu)(chu)干凈，直至確認無(wu)裂(lie)紋為(wei)止。為(wei)了保證(zheng)背面焊(han)(han)(han)(han)(han)縫成形均勻，組裝(zhuang)時(shi)要(yao)嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)裝(zhuang)配間(jian)隙，內(nei)徑錯位量也要(yao)控制(zhi)(zhi)小于0.5mm為(wei)佳。
6. 其(qi)他層次焊(han)道的焊(han)接
其(qi)他層次焊(han)(han)(han)道的(de)焊(han)(han)(han)縫，大多采用(yong)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)的(de)方法進行施焊(han)(han)(han)，4Cr25Ni20鋼(gang)(gang)管(guan)與06Cr18Ni11Ti鋼(gang)(gang)鍛件在(zai)焊(han)(han)(han)第二層時(shi)，選(xuan)用(yong)A302（E309型）牌號(hao)焊(han)(han)(han)條，蓋面焊(han)(han)(han)縫選(xuan)用(yong)上面介紹的(de)專用(yong)焊(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)；4Cr25Ni20 不銹鋼(gang)(gang)管(guan)與1Cr5Mo鋼(gang)(gang)管(guan)焊(han)(han)(han)接時(shi)，全(quan)部選(xuan)用(yong)A302（E309型）牌號(hao)焊(han)(han)(han)條。
施焊(han)(han)過程(cheng)中，在(zai)保證焊(han)(han)接(jie)質量的(de)(de)前提下，選用(yong)小的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)電流和較快的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)速度(du)。焊(han)(han)條不(bu)(bu)(bu)允許作(zuo)橫向擺動，以窄焊(han)(han)縫(feng)為宜(yi)。焊(han)(han)接(jie)時(shi)不(bu)(bu)(bu)允許在(zai)坡口外引弧(hu)(hu)和收弧(hu)(hu)，否則易產(chan)生裂紋。無論定位焊(han)(han)、打(da)底焊(han)(han)還是(shi)蓋面焊(han)(han)，焊(han)(han)后在(zai)焊(han)(han)縫(feng)處嚴禁錘擊(ji)，不(bu)(bu)(bu)得使(shi)用(yong)扁鏟修(xiu)整焊(han)(han)縫(feng)及清渣(zha)，因為4Cr25Ni20不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管對冷作(zuo)硬(ying)化特別敏感(gan)，還會促使(shi)σ相(xiang)的(de)(de)形(xing)成。焊(han)(han)縫(feng)處的(de)(de)清理可使(shi)用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)絲(si)刷或不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)絲(si)輪，修(xiu)復缺陷時(shi)應(ying)使(shi)用(yong)薄片(pian)砂輪。
7. 焊(han)接后熱處理
焊(han)后(hou)熱處理的溫(wen)度經過(guo)多次(ci)試驗和生產考(kao)核，最后(hou)確定(ding)的溫(wen)度為1070℃，保(bao)溫(wen)2h，然(ran)后(hou)空冷。在此溫(wen)度范圍內，可以(yi)使(shi)已生成(cheng)(cheng)的σ相進行固溶處理，使(shi)之在焊(han)縫金屬中消失(shi)，這樣就能減少冷裂紋(wen)形(xing)成(cheng)(cheng)的可能性。在生產中，為了消除長期(qi)加(jia)熱而生成(cheng)(cheng)的σ相，可以(yi)把爐溫(wen)升(sheng)高，使(shi)σ相重新固溶到(dao)奧氏體組(zu)織(zhi)中，然(ran)后(hou)冷卻(que)，借以(yi)消除σ相。這種定(ding)期(qi)、短時間提高工作溫(wen)度的措施，一般在每使(shi)用數百(bai)小時后(hou)，重復一次(ci)，就能達到(dao)上述目的。
