爐管在(zai)長期服役過程中，會產(chan)生不(bu)同類(lei)型的(de)冶金(jin)損(sun)傷(shang)、形(xing)變和破壞，必(bi)須(xu)對嚴重(zhong)損(sun)傷(shang)和失效(xiao)部位(wei)進行更(geng)換。由此(ci)提出(chu)了新舊爐管的(de)焊接課題。尤其(qi)是冶金(jin)損(sun)傷(shang)的(de)爐管，其(qi)焊接性很差，給焊接帶來了很大困難。

一、對損傷(shang)爐(lu)管焊接(jie)性分析

  1. 損(sun)傷爐(lu)管內壁存在著滲碳、氧化和(he)受(shou)腐(fu)蝕(shi)層，其常溫下(xia)(xia)的(de)塑性(xing)和(he)韌性(xing)顯著下(xia)(xia)降，失去了對裂紋產生和(he)擴展的(de)阻(zu)力，在焊接(jie)應(ying)力作用下(xia)(xia)，極(ji)易形成裂紋。

  2. 滲(shen)碳(tan)層較厚(hou)的(de)爐管與(yu)新爐管焊接時，待焊處存在著(zhu)滲(shen)碳(tan)與(yu)未(wei)滲(shen)碳(tan)的(de)兩種(zhong)鋼材(cai)，其密度和(he)線脹(zhang)系數有(you)很大(da)差異，容易造(zao)成很大(da)的(de)局部(bu)應力，進而產生裂紋(wen)。

  3. 因服役而(er)組織(zhi)老化(hua)的(de)爐管(guan)，其管(guan)壁心部組織(zhi)的(de)碳化(hua)物分(fen)布形態已發(fa)生改變，晶(jing)內(nei)彌散碳化(hua)物的(de)聚集及晶(jing)界碳化(hua)物呈網狀片，使(shi)舊爐管(guan)的(de)強度(du)和韌性下降，一旦內(nei)壁形成(cheng)裂紋，會迅速擴(kuo)展至穿透整個管(guan)壁。

  4. 焊接修復由于變形、彎曲或(huo)膨脹而失效的(de)爐管過程中(zhong)，焊接時接頭(tou)組對會發生錯(cuo)邊和中(zhong)心偏(pian)移，引起較大的(de)應力集中(zhong)。

二、損傷爐管的焊(han)接修(xiu)復(fu)工藝

  1. 焊前準備(bei) 

    對(dui)接焊時，坡口(kou)處要加工成60°～65°夾角，對(dui)口(kou)間(jian)隙為(wei)2.5mm；坡口(kou)待焊處20mm端(duan)應(ying)采用(yong)砂輪打(da)磨，爐管(guan)內壁層厚(hou)至少去除0.5mm。外壁淺層修磨；坡口(kou)及待焊區附近表(biao)面(mian)須通(tong)過(guo)著色滲透檢測(ce)，確認無微裂(lie)紋存在，方可施焊。

  2. 組對裝配(pei) 

    損傷爐(lu)管由(you)于材料變脆，本(ben)身又處(chu)于復(fu)雜(za)的(de)應力(li)狀(zhuang)態，對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭組對裝配(pei)時(shi)，應盡(jin)量(liang)避免錯邊，尤(you)其要嚴格(ge)控制單方向(xiang)偏移錯邊；當管壁(bi)厚(hou)度不(bu)等時(shi)，適當修(xiu)磨多余壁(bi)厚(hou)成斜坡，盡(jin)量(liang)保持(chi)組對時(shi)管壁(bi)厚(hou)度均勻一致；焊接(jie)(jie)修(xiu)復(fu)時(shi)使用吊索(suo)或支承裝置，使下部爐(lu)管不(bu)承受重力(li)，保持(chi)低的(de)初始應力(li)狀(zhuang)態，直到組焊全過程結(jie)束(shu)。

  3. 焊接修復中(zhong)注意事項 

    底層焊(han)要保證熔透均勻，避免(mian)產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)；爐管上的同一(yi)條環焊(han)縫(feng)，宜由兩名(ming)焊(han)工(gong)同時進行對稱(cheng)焊(han)；若由一(yi)名(ming)焊(han)工(gong)施焊(han)時，爐管的后半(ban)圈可分(fen)段焊(han)，以減緩焊(han)接(jie)應(ying)力集中。收弧(hu)處要避免(mian)設計在錯邊嚴重(zhong)的部位，注意收弧(hu)技(ji)術，使用電流衰減裝置，且要填滿(man)弧(hu)坑(keng)，防止產(chan)生(sheng)弧(hu)坑(keng)裂(lie)紋(wen)。

  上述焊(han)接(jie)修(xiu)(xiu)復工藝，適(shi)用于(yu)管(guan)內滲碳層(ceng)厚度(du)小(xiao)于(yu)1.0mm的(de)(de)爐(lu)管(guan)或(huo)變形、彎曲不嚴重的(de)(de)爐(lu)管(guan)。對(dui)于(yu)嚴重損傷(shang)或(huo)滲碳層(ceng)厚度(du)在1.0mm以上的(de)(de)爐(lu)管(guan)，其(qi)潛在微裂紋(wen)較(jiao)多，材(cai)料韌性(xing)下(xia)降顯著，焊(han)接(jie)修(xiu)(xiu)復難度(du)很大，往往需要采取更換新(xin)爐(lu)管(guan)的(de)(de)方法來(lai)解決。有(you)時(shi)也可用高(gao)溫預(yu)熱方法焊(han)接(jie)滲碳較(jiao)為嚴重的(de)(de)爐(lu)管(guan)，預(yu)熱溫度(du)為750℃，焊(han)后保(bao)溫。其(qi)目的(de)(de)是(shi)改善待(dai)焊(han)接(jie)頭處塑性(xing)，使爐(lu)管(guan)在具有(you)塑變能力(li)的(de)(de)溫度(du)下(xia)完成(cheng)(cheng)焊(han)接(jie)，防止裂紋(wen)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)。