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℃區域選用中合金耐熱鋼1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧氏體不(bu)銹鋼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銹鋼管與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、焊接(jie)性分析
由于4Cr25Ni20不銹鋼管(guan)為奧氏體基體加上共晶(jing)碳化物組(zu)織，與上述兩(liang)種鋼材焊接時(shi)，在(zai)焊接過程(cheng)中(zhong)易發(fa)生熱裂紋、冷(leng)裂紋和(he)σ相析出。
二、焊接工藝
1. 焊接(jie)材料的選擇
為了消除(chu)焊接熱(re)裂紋，防止σ相(xiang)脆(cui)化(hua)(hua)和(he)冷裂紋傾向，要提高焊接材料中碳(tan)和(he)氮的(de)含量(liang)，又(you)要控制(zhi)其(qi)鉬(mu)、鈮的(de)含量(liang)。在A407焊條（E310型(xing)）的(de)基礎上，研(yan)制(zhi)出(chu)一種專用(yong)焊條。其(qi)熔敷金屬化(hua)(hua)學成分的(de)質量(liang)分數(shu)（％）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。經多次(ci)試驗和(he)生(sheng)產實踐證明，用(yong)該焊條焊接4Cr25Ni20爐管(guan)與06Cr18Ni11Ti鍛件(jian)法蘭，既能抗熱(re)裂紋又(you)能減少σ相(xiang)析出(chu)，取(qu)得了良好的(de)焊接性(xing)。4Cr25Ni20不銹(xiu)鋼爐管(guan)與1Cr5Mo鋼管(guan)焊接，選用(yong)A302焊條（E309型(xing)）即(ji)可。
2. 焊接坡口(kou)的選擇
選(xuan)用合理的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接坡口尺(chi)寸(cun)和形(xing)狀來保(bao)證(zheng)管道(dao)根部的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)透性能，可(ke)采用V形(xing)或U形(xing)坡口。可(ke)以用焊(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)進行(xing)打底焊(han)(han)(han)(han)，實現單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)雙面(mian)成形(xing)，但(dan)操作技能要(yao)(yao)求高(gao)；選(xuan)用鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)方法(fa)，不加(jia)填充金屬，將鈍邊(bian)熔透也(ye)能保(bao)證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)根焊(han)(han)(han)(han)透，但(dan)對鈍邊(bian)要(yao)(yao)求嚴(yan)格，要(yao)(yao)鈍邊(bian)尺(chi)寸(cun)控(kong)制在1.0～1.5mm，鈍邊(bian)過大或過小(xiao)均(jun)會引起(qi)未焊(han)(han)(han)(han)透或焊(han)(han)(han)(han)穿。管子與管子裝配(pei)時，希(xi)望(wang)間(jian)隙越小(xiao)越好(hao)。同(tong)時對坡口的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)精度也(ye)有相應(ying)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求，機械加(jia)工(gong)后的(de)(de)(de)坡口要(yao)(yao)用砂輪(lun)磨(mo)去尖角和毛刺(ci)。在檢(jian)查待焊(han)(han)(han)(han)處確認無表面(mian)缺(que)陷時，才允許施焊(han)(han)(han)(han)。
3. 預熱和層間(jian)溫度(du)的控制
在4Cr25Ni20不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)與其(qi)他(ta)黑色金屬焊(han)接(jie)(jie)時，若(ruo)不進行焊(han)前預(yu)熱(re)，在定(ding)位焊(han)和正式焊(han)的(de)根部封底焊(han)縫(feng)(feng)會(hui)產(chan)生裂紋，所以(yi)必(bi)須(xu)預(yu)熱(re)。4Cr25Ni20不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)與06Cr18Ni11Ti鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)時，預(yu)熱(re)溫(wen)度控制在100℃，層(ceng)間溫(wen)度在150℃以(yi)下；但4Cr25Ni20不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)與1Cr5Mo鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)時，情況則不相同，預(yu)熱(re)溫(wen)度要提高到(dao)360～400℃，層(ceng)間溫(wen)度控制在300℃左右(you)。雖說預(yu)熱(re)溫(wen)度的(de)提高，會(hui)引(yin)起4Cr25Ni20鋼(gang)焊(han)縫(feng)(feng)一側晶內碳化(hua)物粗(cu)化(hua)，但它能避免由于預(yu)熱(re)溫(wen)度太低，而(er)使1Cr5Mo鋼(gang)焊(han)縫(feng)(feng)一側形成馬氏體組織而(er)造成脆(cui)斷的(de)事故。
4. 定位焊(han)
定位焊(han)(han)最容(rong)易產生的缺(que)陷(xian)是收(shou)弧時的縮(suo)孔，而縮(suo)孔往往又(you)會帶來弧坑(keng)裂紋。為了防止(zhi)縮(suo)孔的產生，焊(han)(han)接電流(liu)不宜過(guo)大，電弧不能突然熄弧，要(yao)在收(shou)弧處(chu)反(fan)復(fu)焊(han)(han)3～4點，以(yi)保(bao)證填滿弧坑(keng)。定位焊(han)(han)焊(han)(han)縫長度不宜太短，控制(zhi)在10mm左右(you)。沿管道(dao)定位3～4處(chu)，要(yao)保(bao)證定位焊(han)(han)縫焊(han)(han)透，背面呈圓(yuan)滑過(guo)渡，經滲透著色(se)檢測，確認無缺(que)陷(xian)時，方能進行根部打底焊(han)(han)。
5. 打底焊(han)
通(tong)常選用鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)的方法且(qie)在管(guan)內充氬氣進(jin)行施(shi)焊(han)(han)。這(zhe)樣除了可避(bi)免產生裂(lie)紋(wen)外(wai)，還能保(bao)證背面焊(han)(han)縫成形(xing)良好。在封底(di)焊(han)(han)時，如果不加填充焊(han)(han)絲，收(shou)弧(hu)處有可能產生裂(lie)紋(wen)，要(yao)采取下列措施(shi)來消除：在收(shou)弧(hu)時適當填加一(yi)些焊(han)(han)絲（H12Cr24Ni13焊(han)(han)絲）填滿弧(hu)坑；或者不加焊(han)(han)絲將收(shou)弧(hu)移到引(yin)出板上(shang)也可。打底(di)焊(han)(han)焊(han)(han)完后，要(yao)進(jin)行滲透(tou)著色檢測，一(yi)旦發現裂(lie)紋(wen)，必(bi)須徹底(di)清除干凈，直至確(que)認無裂(lie)紋(wen)為止。為了保(bao)證背面焊(han)(han)縫成形(xing)均勻，組裝時要(yao)嚴(yan)格(ge)控制(zhi)裝配間隙，內徑錯位量也要(yao)控制(zhi)小(xiao)于0.5mm為佳。
6. 其他層次焊道的焊接
其他層次(ci)焊(han)道的焊(han)縫，大多(duo)采用(yong)焊(han)條(tiao)電弧焊(han)的方法進行施(shi)焊(han)，4Cr25Ni20鋼(gang)管與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)鍛件(jian)在(zai)焊(han)第(di)二(er)層時(shi)，選(xuan)用(yong)A302（E309型(xing)）牌號(hao)焊(han)條(tiao)，蓋面焊(han)縫選(xuan)用(yong)上面介紹(shao)的專用(yong)焊(han)條(tiao)施(shi)焊(han)；4Cr25Ni20 不銹鋼(gang)管與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)管焊(han)接時(shi)，全部選(xuan)用(yong)A302（E309型(xing)）牌號(hao)焊(han)條(tiao)。
施焊(han)(han)過(guo)程中，在保證焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量的(de)前提下，選用(yong)(yong)小的(de)焊(han)(han)接(jie)電流和較快的(de)焊(han)(han)接(jie)速度。焊(han)(han)條不(bu)(bu)允許(xu)作(zuo)橫向擺動，以(yi)窄(zhai)焊(han)(han)縫為宜(yi)。焊(han)(han)接(jie)時不(bu)(bu)允許(xu)在坡(po)口外引弧(hu)和收弧(hu)，否則易產生裂紋。無論定(ding)位焊(han)(han)、打底焊(han)(han)還(huan)是蓋面焊(han)(han)，焊(han)(han)后(hou)在焊(han)(han)縫處(chu)嚴禁(jin)錘擊，不(bu)(bu)得使用(yong)(yong)扁鏟修整(zheng)焊(han)(han)縫及清渣(zha)，因為4Cr25Ni20不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)對冷(leng)作(zuo)硬化(hua)特別敏感，還(huan)會促使σ相的(de)形成。焊(han)(han)縫處(chu)的(de)清理可使用(yong)(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鋼絲刷或不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鋼絲輪，修復缺陷時應使用(yong)(yong)薄(bo)片砂輪。
7. 焊接后熱(re)處(chu)理
焊(han)后(hou)熱(re)處理(li)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度經(jing)過(guo)多次(ci)試驗和生產(chan)考核，最后(hou)確定(ding)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度為1070℃，保溫(wen)(wen)(wen)2h，然后(hou)空冷。在此(ci)溫(wen)(wen)(wen)度范圍內(nei)，可(ke)以使已生成(cheng)(cheng)的(de)σ相(xiang)進行固溶處理(li)，使之在焊(han)縫金屬中(zhong)消(xiao)失(shi)，這(zhe)樣就(jiu)能減(jian)少冷裂(lie)紋(wen)形成(cheng)(cheng)的(de)可(ke)能性。在生產(chan)中(zhong)，為了消(xiao)除長期加熱(re)而生成(cheng)(cheng)的(de)σ相(xiang)，可(ke)以把爐(lu)溫(wen)(wen)(wen)升高，使σ相(xiang)重(zhong)新固溶到奧氏體組織中(zhong)，然后(hou)冷卻，借(jie)以消(xiao)除σ相(xiang)。這(zhe)種定(ding)期、短時間提高工作溫(wen)(wen)(wen)度的(de)措施，一般在每使用(yong)數百小(xiao)時后(hou)，重(zhong)復一次(ci)，就(jiu)能達到上述目的(de)。
