爐(lu)管在長期(qi)服役過程中，會產生不同類(lei)型(xing)的(de)冶(ye)金(jin)損傷、形變和(he)破壞(huai)，必須(xu)對(dui)嚴重(zhong)損傷和(he)失效(xiao)部位進行更換。由此提(ti)出了新舊爐(lu)管的(de)焊接課題(ti)。尤其是冶(ye)金(jin)損傷的(de)爐(lu)管，其焊接性很差(cha)，給焊接帶來了很大困難。

一、對損傷爐管焊(han)接性分析

  1. 損(sun)傷(shang)爐管內壁存在(zai)著滲(shen)碳(tan)、氧(yang)化(hua)和受腐蝕(shi)層(ceng)，其常溫下(xia)的塑性(xing)和韌性(xing)顯著下(xia)降，失去了對裂紋(wen)產生和擴展的阻力，在(zai)焊接(jie)應(ying)力作用下(xia)，極易(yi)形成裂紋(wen)。

  2. 滲(shen)碳層較厚(hou)的(de)爐(lu)管與(yu)新爐(lu)管焊接時，待焊處存(cun)在著(zhu)滲(shen)碳與(yu)未(wei)滲(shen)碳的(de)兩種鋼材，其密度和線脹系數有很(hen)大差異，容易造成很(hen)大的(de)局部應力，進而產(chan)生(sheng)裂(lie)紋。

  3. 因服役而組(zu)(zu)織老化的(de)爐(lu)管(guan)(guan)(guan)，其管(guan)(guan)(guan)壁(bi)心部(bu)組(zu)(zu)織的(de)碳(tan)化物(wu)(wu)分(fen)布(bu)形態已發生改變，晶內彌散(san)碳(tan)化物(wu)(wu)的(de)聚集及晶界碳(tan)化物(wu)(wu)呈(cheng)網狀片，使舊爐(lu)管(guan)(guan)(guan)的(de)強度和韌性(xing)下降(jiang)，一(yi)旦內壁(bi)形成裂紋，會迅速擴展至(zhi)穿透整個管(guan)(guan)(guan)壁(bi)。

  4. 焊接修復(fu)由于變形(xing)、彎曲或膨脹而失效的(de)爐管過程(cheng)中，焊接時接頭組對會發(fa)生錯邊和中心(xin)偏移，引(yin)起(qi)較大的(de)應力(li)集中。

二、損傷爐管的焊接修復工藝

  1. 焊(han)前準備 

    對接(jie)焊時，坡口處要加工成60°～65°夾角，對口間隙(xi)為2.5mm；坡口待(dai)焊處20mm端應采用砂輪打(da)磨，爐管(guan)內(nei)壁層厚(hou)至少去除0.5mm。外壁淺層修磨；坡口及待(dai)焊區(qu)附(fu)近表面(mian)須通過著(zhu)色(se)滲透檢測，確認無微裂紋存(cun)在，方可施(shi)焊。

  2. 組對(dui)裝配 

    損(sun)傷爐管(guan)由(you)于(yu)材料變脆，本身又處于(yu)復雜(za)的應力狀態(tai)，對(dui)接接頭組(zu)對(dui)裝配時，應盡量避免錯(cuo)邊(bian)，尤其要嚴格控制(zhi)單方(fang)向(xiang)偏移錯(cuo)邊(bian)；當管(guan)壁(bi)厚度不等時，適當修磨多余壁(bi)厚成斜(xie)坡(po)，盡量保持(chi)組(zu)對(dui)時管(guan)壁(bi)厚度均(jun)勻(yun)一致；焊接修復時使用吊索或支承(cheng)裝置，使下部爐管(guan)不承(cheng)受重力，保持(chi)低(di)的初始應力狀態(tai)，直到組(zu)焊全過(guo)程結束。

  3. 焊接修復中注意事項 

    底層焊要保證熔透均勻，避免產(chan)生裂紋；爐管上的(de)同一條環焊縫，宜由(you)兩名焊工同時(shi)進行對稱(cheng)焊；若由(you)一名焊工施焊時(shi)，爐管的(de)后半圈可分(fen)段焊，以減緩焊接應力集中(zhong)。收弧處要避免設(she)計(ji)在錯邊(bian)嚴重的(de)部位，注意收弧技術，使用電流衰減裝置，且要填滿弧坑，防止產(chan)生弧坑裂紋。

  上述焊接修復工藝(yi)，適用(yong)于管(guan)內(nei)滲碳(tan)層(ceng)厚度小于1.0mm的爐(lu)(lu)管(guan)或(huo)變形、彎曲不嚴(yan)(yan)重(zhong)的爐(lu)(lu)管(guan)。對于嚴(yan)(yan)重(zhong)損(sun)傷或(huo)滲碳(tan)層(ceng)厚度在(zai)1.0mm以(yi)上的爐(lu)(lu)管(guan)，其潛在(zai)微裂紋(wen)較多，材(cai)料(liao)韌性(xing)下降顯(xian)著，焊接修復難度很大(da)，往往需要(yao)采取更換新爐(lu)(lu)管(guan)的方(fang)法來解決。有時也(ye)可用(yong)高溫(wen)預(yu)熱方(fang)法焊接滲碳(tan)較為(wei)嚴(yan)(yan)重(zhong)的爐(lu)(lu)管(guan)，預(yu)熱溫(wen)度為(wei)750℃，焊后保溫(wen)。其目的是改(gai)善待焊接頭處塑性(xing)，使(shi)爐(lu)(lu)管(guan)在(zai)具有塑變能力的溫(wen)度下完(wan)成(cheng)焊接，防止裂紋(wen)的形成(cheng)。