2。25Cr1Mo0。25V钢焊接材料再热裂纹敏感性评估

中图分类号:TG-457。11

Abstract:Inordertoevaluatethesensitivityofhydrogenreactor,producedbyCFHIandmadeof2。25Cr-1M论文网o-0。25Vsteel,tothereheatcrack,thereheatcrackingsensitivityof2。25Cr-1Mo-0。25VSAWweldingwire/fluxwhichwereproducedbytheJapaneseKobeSteelwastestedaccordingtothetestmethodrecommendedbythe934-AB(2012)。Finally,thesensitivityofthismaterialswasevaluated。

Keywords:reheatcracking;SAW;sensitivity

0前言

2008年初,欧洲25台2。25Cr1Mo0。25V钢厚壁加氢反应器遇到了焊缝金属再热裂纹问题[1]。各地方实验室做了大量的研究调查,通过Gleeble高温拉伸试验对焊接材料再热裂纹的敏感性进行了等级划分,作为焊接材料筛选试验[2-3],避免今后的焊缝在后续的热处理过程中产生再热裂纹。

但是Gleeble拉伸试验设备作为实验室的非常规设备,在大多数实验室不具备可行性。于是优化了这种试验,利用常规拉伸试验机进行再热裂纹敏感性筛选试验,并于2012年将这种试验方法纳入到了API934A附录B(2012)中[4-6]。

中国一重在2001年首次制造了第一台设计温度454℃,质量540t的钒改进钢锻焊加氢反应器[7]。目前为止已经生产了多台2。25Cr1Mo0。25V钢加氢反应器,还未发现在低合金钢焊缝中存在再热裂纹问题。早在2011年,中国一重已经采用多种方法进行了加钒钢焊接材料的再热裂纹试验。从2013年开始,中国一重承揽的一些加氢反应器产品技术条件中增加了对2。25Cr1Mo0。25V钢焊接材料进行再热裂纹检测的要求[8-9]。为了满足技术条件要求,对2。25Cr1Mo0。25V钢配套的日本神钢公司生产的埋弧焊焊材按照API934-A附录B要求进行再热裂纹敏感性筛选试验,以验证焊缝的再热裂纹敏感性。

1试验材料及方法

按照API―934附录B要求的试验程序如下。

1。1试板焊接

1。1。1母材

所采用的母材为2。25Cr1Mo0。25V锻件,其尺寸为30mm×120mm×550mm。焊接过程中需添加垫板,垫板材料为Q345,尺寸为10mm×50mm×650mm。

1。1。2焊接材料

实际焊接参数见表1。

表2～表4焊接程序中列举了再热裂纹试验的焊接环节要求,包括了材料。焊接参数及后热的相关要求。

1。2坡口形式及焊接顺序

试板的尺寸。接顺序及坡口形式如图1所示,试板尺寸为500mm×200mm×30mm,垫板尺寸为600mm×60mm×10mm。

1。3取样位置

再热裂纹试验的试样取样位置位于试板表面下7mm,同一厚度位置并排取样数量为2个,API934A附录B(2012)规定的取样位置如图2所示,图3为焊接试板的低倍形貌及实际试样的取样位置。

1。4试样尺寸及形式

试样的形式及尺寸如图4所示。

1。5试验程序

再热裂纹试验的高温拉伸试验程序为:①在空气中试验;②在20～40min内加热到测试温度650±3℃,采用三个热电偶,热电偶与试样紧密接触,其中一个在标距中间,其他两个分别在横截面开始减小的末端,三个热电偶之间的温度差别不超过±3℃;③保温10±1min;④以5×10-4mm/s的平均应变速率进行拉伸,或者以0。8mm/min的衡量位移速率进行拉伸;⑤试样冷却后测量断后收缩率,屈服强度,抗拉强度和断后伸长率。

再热裂纹试验的高温加热过程中的温度随时间变化关系如图5所示[3]。

1。6验收标准

两个试样的面缩率平均值大于等于32百分号,单个试样的断面收缩率大于等于29百分号,认为焊丝/焊剂组合的抗再热裂纹性能是合格的。

2试验结果

筛选试验在型号为CMT5105微机控制电子万能试验机上进行的,用于测试的试验机。尺寸测量设备。加热设备和试验氛围等均满足API934#A附录B中要

求。试验过程中按照2。5条中规定的试验程序要求执行。通过试验得到一些试验数据。

再热裂纹筛选试验结果见表5,应力-位移曲线如图6和图7所示。

3结论

(1)试验采用埋弧焊的焊丝和焊剂结合,对制造过程中2。25Cr1Mo0。25V材料的再热裂纹敏感性进行评估。这种试验的优势在于适用所有可能产生制造再热裂纹的焊接金属。

(2)采用这样的试验可以验证2。25Cr1Mo0。25V材料的埋弧焊是否有产生再热裂纹的敏感性。

(3)根据API934A附录B(2012)再热裂纹敏感性试验方法,日本神户制钢所生产的埋弧焊焊丝焊剂在650℃保温10min后拉伸直至断裂的断面收缩值在50百分号以上,满足标准要求的两个试样平均值≥32百分号(单个值≥29百分号)的技术要求。说明中国一重采用的日本神户制钢所生产的2。25Cr1Mo0。25V埋弧焊焊接材料无再热裂纹问题。(4)虽然文中只记录了两个批次焊接材料的筛选试验,后续又进行了更多批次的试验,进一步验证中国一重采用2。25Cr1Mo0。25V埋弧焊焊接材料无再热裂纹的敏感性。

2。25Cr1Mo0。25V钢焊接材料再热裂纹敏感性评估