低温钢16MnDR焊接工艺研制分析

程 威

（中国石油大庆建设有限公司，黑龙江大庆 163711）

0 引言

石油化工装置中16MnDR是使用量最大的低温压力容器钢板,16MnDR的焊接质量直接影响压力容器产品质量和安全运行的情况，因此控制16MnDR的焊接是低温压力容器制造质量保证的关键，故此选择“低温钢16MnDR焊接工艺的研制分析”，作为本次活动的课题。

1 现状调查、目标确定及可行性分析

在借鉴以往所制造的材料容器基础上，认为提高16Mn-DR钢的焊接质量，不出现焊接裂纹等，是目前急需解决的客观因素。

1.1 目标确定

通过分析找出以下因素是影响焊缝出现裂纹的主要因素：①残余应力的影响；②线能量的影响；③层间温度过高。

1.2 要因验证

（1）残余应力的影响，焊前预热、焊后应立即进行消氢处理，并制定合理的焊接次序，减少焊接接头的刚度，降低焊接应力。

（2）线能量随之增大，传给工件的热量增加，这对热循环较敏感的16MnDR钢来说是尤其重要的，采用小的焊接线能量，电流不易过大。

（3）层间温度过高。层间温度的控制是低温钢的基本要求。焊接时所产生热量没有完全传导出去，待焊表面温度过高，这时如若继续焊接，势必会致使焊接温度的进一步升高，最终导致产生焊接裂纹。宜用快速焊、多层多道焊，焊条（焊丝）不作横向摆动，减轻焊道过热。

2 制定措施（表1）

表1 措施对策表

3 实施

（1）焊前预热，焊后消氢。16MnDR钢在点固前就进行预热，并制定合理的焊接次序，控制预热温度（50～100）℃。焊后进行消氢处理，温度控制在（300～350）℃，时间为2 h。使焊接尽量不出现裂纹缺陷。

（2）加强对线能量与层间温度的控制：对于焊接电流、电弧电压、焊接速度与层间温度的控制，严格按照工艺执行。层间温度≤200℃，有专人负责测温，温度若＞200℃，立即停止焊接。焊接电流≤160 A。最大限度的防止焊接裂纹的产生。

4 效果检查、巩固与提高

（1）焊接工艺完全符合焊接质量要求。焊接合格率达到99%以上。

（2）由于严格控制了温度及焊接时的电流大小，使得焊接质量大幅提高。

（3）16MnDR板的焊接工艺编订，表2。

（4）继续探索焊接方法，进一步提高焊接质量，降低劳动成本，提高劳动生产效率。

表2 16MnDR板的焊接工艺编订