一种转化炉管道的焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种转化炉管道的焊接工艺，包括以下步骤：a）对管道进行切割；b）焊前清理与保护；c）组对管道采用定位卡具；d）对转化炉的炉管进行焊接；e）对转化炉的热壁管与冷壁管进行焊接。本发明专利技术主要针对MAN900材料的特点，提供一套新的焊接工艺，具有解决MAN900材料的焊接热裂纹和过热区域晶粒长大、焊接接头的“等强度”、再热裂纹、焊缝和热影响区的强度和塑性达不到母材金属的合格水平等问题，确保焊接接头具有优良的抗蠕变性能和较高的抗热冲击性能，极大提高MAN900管材的使用寿命，确保装置安全生产等多个优点。

Welding technology of reformer pipe

The invention discloses a welding process for converter pipe, which comprises the following steps: a) cutting the pipe; b) cleaning and protecting the pipe before welding; c) adopting positioning clamp for the pipe; d) welding the furnace pipe of the converter; e) welding the hot wall pipe and the cold wall pipe of the converter. The invention mainly aims at the characteristics of MAN900 material and provides a new welding process, which can solve the problems of welding hot crack and grain growth in superheated zone, equal strength of welded joint, reheat crack, strength and plasticity of weld and heat affected zone of MAN900 material can not reach the qualified level of base metal, and ensure welding. The joint has many advantages, such as excellent creep resistance and high thermal shock resistance, greatly improving the service life of MAN900 pipe and ensuring safe production of the plant.

【技术实现步骤摘要】
一种转化炉管道的焊接工艺
本专利技术属于管道焊接
，特别涉及一种适用于石油石化化工领域的转化炉管道焊接工艺。
技术介绍
镍基高温合金不仅具有良好的高温力学性能，同时还具有良好的耐腐蚀性能，MAN900作为高温镍基材料25Cr-32Ni材料的改良，具有更好的抗蠕变性能和较高的抗热冲击性能，时效后良好的延伸性能，被广泛用于石油化工装置制氢转化炉中，而解决MAN900材料的焊接热裂纹和过热区域晶粒长大、焊接接头的”等强度”、再热裂纹、焊缝和热影响区的强度和塑性达不到母材金属的合格水平等问题，一直都是各国厂家重点研究问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种主要针对MAN900材料的焊接，能够有效避免产生热裂纹，确保获得优良焊接接头的转化炉管道的焊接工艺。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种转化炉管道的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：a）对管道进行切割，按照管道厚度的不同，分别采用单边V型坡口或单边双V型坡口；b）焊前清理与保护，对坡口及两侧一定范围内的区域进行清理，并且在施焊前涂刷保护剂；c）组对管道采用定位卡具，所述定位卡具包括卡环以及与卡环连接的定位调整结构，所述卡环用于卡接固定在组对焊接中任一待焊接管道的端部，所述定位调整结构用于将组对焊接中另一待焊接管道进行定位夹紧；d）对转化炉的炉管进行焊接，所述炉管为MAN900材料，首先在热壁管的主管内设置堵板，通过堵板与各炉管内的孔板之间整体形成相对封闭的空间，在热壁管内布置多根充气管道，多根充气管道穿过堵板，用于向封闭空间内充入保护气，对炉管与热壁管凸台焊接时背面进行保护，当所有炉管焊接完成后，通过连接在堵板上的牵引件将设置在热壁管主管内的堵板取出；e）对转化炉的热壁管与冷壁管进行焊接，首先在热壁管和冷壁管内分别设置堵板，两个堵板布置在组对管道待焊接的焊缝两侧，且两个堵板之间的管道内形成相对密闭的空间，通过气体喷头向密封空间内充入保护气，对热壁管与冷壁管焊接时背面进行保护，当焊接完成后，通过连接在堵板上的牵引件将设置在热壁管和冷壁管内的堵板取出。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其在所述步骤a）中，管道的坡口采用线坡口切割机切割成V型坡口，当管道壁厚T≤19mm时，所述坡口采用单边V型坡口，其坡口角度为37.5°±2.5；当管道壁厚T＞19时，所述坡口采用单边双V型坡口，其第一级坡口角度为37.5°±2.5，第二级坡口角度为10°±1。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其在所述步骤b）中，用不锈钢丝刷或专用砂轮机进行清理，清理区域为对应坡口及两侧各100mm范围内，再用丙酮清洗干净，焊条电弧焊时，坡口两侧各100mm范围内，采用在施焊前涂刷防护剂防止焊接飞溅物沾污焊件表面的措施。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其在所述步骤c）中，管道组对时，焊件应用枕木或橡胶板铺垫隔离地面，采用材质为MAN900或奥氏体不锈钢的定位连接块，采用钨极氩弧焊在坡口内侧点焊不锈钢堆焊连接块的工艺进行组对，每个连接块点焊位置都必须在同一侧，组对管道的内壁错边不应大于壁厚的10%，且不得超过0.5mm，若内壁错边量超过规定值，应开1：4的锥形内坡口。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其在所述步骤c）中，所述定位调整结构包括连接臂以及至少三个沿被夹持管道径向布置的定位头，所述卡环与定位头分别位于组对后管道形成的焊缝两侧，所述连接臂横跨所述焊缝，所述连接臂的一端与卡环固定连接，其另一端与定位头活动连接，每个定位头能够相对于连接臂沿径向移动，所述定位头用于将组对焊接中另一待焊接管道进行定位夹紧。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其所述卡环由至少两部分组成，且通过连接组件连接在一起，并抱紧固定在对应待焊接管道的外周，至少三个径向布置的定位头以被夹持管道的轴向中心均匀分布，所述每个定位头分别通过对应的连接臂与卡环连接，所述至少三个径向布置的定位头的端面共同配合对待焊接管道形成定位夹持。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其在所述步骤d）中，所述多根充气管道沿热壁管内布置，所述多根充气管道的出气口端分别位于热壁管内不同位置，并且由中部向外周依次布置，其中每个充气管道至少对应三根炉管，所述充气管道能够将对应炉管内的空气完全置换，所述牵引件沿管道延伸并伸出至管道外部，所述牵引件用于在焊接完成后，将热壁管内的堵板取出。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其在所述步骤e）中，在所述两个堵板之间设置有连接件，所述连接件两端分别与对应堵板连接在一起形成整体结构，所述连接件用于限制两个堵板的最大相对距离。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其所述堵板由海绵体以及设置在海绵体两侧端面的金属皮组成，所述金属皮将海绵体夹在中间并形成整体结构，所述堵板外周与管道内壁紧密贴合，所述海绵体的直径大于管道的内径，当所述海绵体外周与管道内壁紧密贴合时，所述海绵体存在一定压缩变形，所述海绵体两端面的金属皮直径小于管道的内径。本专利技术所述的转化炉管道的焊接工艺，其在管道焊接时，管道内充有一定压力的氩气保护气，直到管道焊接完成；其中在炉管与热壁管凸台焊接时，采用两名焊工同时从热壁管两端往中间打底焊接，在第一遍填充至盖面焊接时最多四名焊工同时施焊，每名焊工、每道焊口、每次只能焊接一道，再焊接下一道焊口，周而复始；在热壁管与冷壁管焊接时，打底及第一道填充焊接时由一名焊工施焊，第三层填充至盖面的焊接由两名焊工同时、同向施焊。本专利技术主要针对MAN900材料的特点，提供一套新的焊接工艺，具有解决MAN900材料的焊接热裂纹和过热区域晶粒长大、焊接接头的“等强度”、再热裂纹、焊缝和热影响区的强度和塑性达不到母材金属的合格水平等问题，确保焊接接头具有优良的抗蠕变性能和较高的抗热冲击性能，极大提高MAN900管材的使用寿命，确保装置安全生产等多个优点。附图说明图1和图2是本专利技术中两种V型坡口的结构示意图。图3和图4是本专利技术中定位卡具的结构示意图。图5是本专利技术中定位连接块的焊接示意图。图6是本专利技术中炉管焊接的结构示意图。图7是图6中A部放大图。图8是本专利技术中热壁管焊接的结构示意图。图9是图8中B部放大图。图中标记：1为卡环，2为连接臂，3为定位头，4为双头螺栓，5为锁紧螺母，6为坡口，7为定位连接块，8为炉管，9为热壁管，10为主管，11为堵板，12为孔板，13为充气管道，14为牵引件，15为焊缝，16为气体喷头，17为连接件，18为冷壁管，19为海绵体，20为金属皮。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定专利技术。实施例：一种转化炉管道的焊接工艺，包括以下步骤：a）对管道进行切割，管道的坡口6采用线坡口切割机切割成V型坡口，按照管道厚度的不同，分别采用单边V型坡口或单边双V型坡口。如图1所示，当管道壁厚T≤19mm时，所述坡口采用单边V型坡口，其坡口角度为37.5°±2.5；如图2所示，当管道壁厚T＞19时，所述坡口采用单边双V型坡口，其第一级坡口角度为37.5°±2.5，第二级坡口角度为10°±1。对于管道上的开孔，应采用台钻或角磨机等机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转化炉管道的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：a）对管道进行切割，按照管道厚度的不同，分别采用单边V型坡口或单边双V型坡口；b）焊前清理与保护，对坡口及两侧一定范围内的区域进行清理，并且在施焊前涂刷保护剂；c）组对管道采用定位卡具，所述定位卡具包括卡环以及与卡环连接的定位调整结构，所述卡环用于卡接固定在组对焊接中任一待焊接管道的端部，所述定位调整结构用于将组对焊接中另一待焊接管道进行定位夹紧；d）对转化炉的炉管进行焊接，所述炉管为MAN900材料，首先在热壁管的主管内设置堵板，通过堵板与各炉管内的孔板之间整体形成相对封闭的空间，在热壁管内布置多根充气管道，多根充气管道穿过堵板，用于向封闭空间内充入保护气，对炉管与热壁管凸台焊接时背面进行保护，当所有炉管焊接完成后，通过连接在堵板上的牵引件将设置在热壁管主管内的堵板取出；e）对转化炉的热壁管与冷壁管进行焊接，首先在热壁管和冷壁管内分别设置堵板，两个堵板布置在组对管道待焊接的焊缝两侧，且两个堵板之间的管道内形成相对密闭的空间，通过气体喷头向密封空间内充入保护气，对热壁管与冷壁管焊接时背面进行保护，当焊接完成后，通过连接在堵板上的牵引件将设置在热壁管和冷壁管内的堵板取出。...

【技术特征摘要】
1.一种转化炉管道的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：a）对管道进行切割，按照管道厚度的不同，分别采用单边V型坡口或单边双V型坡口；b）焊前清理与保护，对坡口及两侧一定范围内的区域进行清理，并且在施焊前涂刷保护剂；c）组对管道采用定位卡具，所述定位卡具包括卡环以及与卡环连接的定位调整结构，所述卡环用于卡接固定在组对焊接中任一待焊接管道的端部，所述定位调整结构用于将组对焊接中另一待焊接管道进行定位夹紧；d）对转化炉的炉管进行焊接，所述炉管为MAN900材料，首先在热壁管的主管内设置堵板，通过堵板与各炉管内的孔板之间整体形成相对封闭的空间，在热壁管内布置多根充气管道，多根充气管道穿过堵板，用于向封闭空间内充入保护气，对炉管与热壁管凸台焊接时背面进行保护，当所有炉管焊接完成后，通过连接在堵板上的牵引件将设置在热壁管主管内的堵板取出；e）对转化炉的热壁管与冷壁管进行焊接，首先在热壁管和冷壁管内分别设置堵板，两个堵板布置在组对管道待焊接的焊缝两侧，且两个堵板之间的管道内形成相对密闭的空间，通过气体喷头向密封空间内充入保护气，对热壁管与冷壁管焊接时背面进行保护，当焊接完成后，通过连接在堵板上的牵引件将设置在热壁管和冷壁管内的堵板取出。2.根据权利要求1所述的转化炉管道的焊接工艺，其特征在于：在所述步骤a）中，管道的坡口采用线坡口切割机切割成V型坡口，当管道壁厚T≤19mm时，所述坡口采用单边V型坡口，其坡口角度为37.5°±2.5；当管道壁厚T＞19时，所述坡口采用单边双V型坡口，其第一级坡口角度为37.5°±2.5，第二级坡口角度为10°±1。3.根据权利要求1所述的转化炉管道的焊接工艺，其特征在于：在所述步骤b）中，用不锈钢丝刷或专用砂轮机进行清理，清理区域为对应坡口及两侧各100mm范围内，再用丙酮清洗干净，焊条电弧焊时，坡口两侧各100mm范围内，采用在施焊前涂刷防护剂防止焊接飞溅物沾污焊件表面的措施。4.根据权利要求1所述的转化炉管道的焊接工艺，其特征在于：在所述步骤c）中，管道组对时，焊件应用枕木或橡胶板铺垫隔离地面，采用材质为MAN900或奥氏体不锈钢的定位连接块，采用钨极氩弧焊在坡口内侧点焊不锈钢堆焊连接块的工艺进行组对，每个连接块点焊位置都必须在同一侧，组对管道的内壁错边不应大于壁厚的10%，且不得超过0.5mm，若内壁错边量超过规定值，应开1：4的锥形...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙逊，叶一位，叶斌，
申请(专利权)人：中国化学工程第七建设有限公司，叶一位，
类型：发明
国别省市：四川,51