焦碳塔除焦钻杆焊缝修复

潘月勇 崔皓森

摘要：本文简要阐述了低合金高强钢35CrMo的焊接性能，对此材质的焦碳塔除焦钻杆接头密封焊缝开裂的修复，在施工现场不具备热处理的条件下，采用抗裂性较好的奥氏体电焊条和一些针对性的焊接工艺措施，取得良好效果，对焦碳塔除焦钻杆焊缝修复有一定借鉴作用。

关键词：低合金高强钢 焊接性能 热处理 奥氏体焊条

某炼油厂延迟焦化装置焦碳塔除焦钻杆使用中，发现高压水自钻杆接头焊缝处泄漏，焊缝为各段钻杆通过螺纹连接紧固后的密封焊缝。钻杆为低合金高强钢35CrMo钢管，并经调质热处理，规格为Ф177.8*19，钻杆内高压水压力为28MPa，工作温度40℃。钻杆下端是切焦器，钻杆内高压水通过切焦器喷嘴高速喷出，切焦器随钻杆上下移动和旋转，切割、清除焦碳塔内石油焦。35CrMo钢的焊接性能较差，焊接时必须采取严格的焊接工艺措施，才能不出现焊接裂纹，满足钻杆使用要求。

35CrMo钢焊接性能

35CrMo钢属于中碳合金钢，有很高的抗拉强度、冲击韧性及较高的蠕变强度与持久强度， 可用于制造承受冲击、弯曲、高载荷的各种机器中的重要零件。其化学成分及机械性能如下：

35CrMo钢化学成分

35CrMo钢机械性能

根据国际焊接学会推荐的碳当量计算公式：CEV=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15得知，35CrMo钢的碳当量值为0.72%左右。当碳当量≥0.60%，属于高淬透性的钢材，易出现冷裂纹，可焊性较差，焊接时淬硬倾向较大，热影响区易出现热裂纹和冷裂纹，尤其在调质状态下焊接时，热影响区的冷裂倾向将会表现得更突出，对焊接工艺及措施要求高。所以在采用焊条电弧焊时，应选用抗裂性较好的低氢型电焊条，采取焊前预热、控制适当的道间温度、焊后进行热处理的等工艺措施下，才能焊出合格的焊缝。

二、焊接工艺及实施

根据35CrMo钢可焊性差，淬硬倾向大，易产生冷裂纹的特点，制定以下焊接工艺措施：①采用小线能量焊接（小电流快速焊），减少高温停留时间，避免奥氏体晶粒过热、长大，降低焊缝的冲击韧性。②焊前对焊件进行预热，减小焊件与焊接熔池间的温差，降低焊缝冷却速度。③控制道间温度不得过高，减少淬硬层产生。④焊后回火热处理，消除内应力。

对于35CrMo钢的焊接，一般选用低合金高强钢碱性焊条J107Cr或J857Cr。在本次钻杆维修中，因施工位置在焦碳塔钢框架46米平台处，正值冬季，气温低，风力大，钻杆内无法封堵，焊后热处理时很难达到技术要求。因此改用塑性、韧性及抗裂性较好的奥氏体焊条A507，焊后可不进行热处理。焊前将焊条进行300℃烘焙1h，然后放入焊条筒中备用。

將钻杆开裂位置提升至焦碳塔上方并固定，用砂轮机将开裂的焊缝全部打磨掉，并打磨出坡口，对坡口两侧30mm范围内水、油、锈清理干净，对坡口进行渗透检测，确认裂纹全部清除。使用电加热带对坡口两侧200mm范围内进行预热20分钟（温度≥200℃），两名焊工站在钻杆两侧同时采用小电流、快速焊，分段退焊，控制道间温度≤150℃。焊接时不得中断，必须一次全部焊完。具体焊接参数如下表。

焊接完毕后及时进行保温缓冷，减少低温下马氏体的形成量，最后打磨掉焊缝余高，使焊缝与母材平齐。经超声波检测，焊缝内部无夹渣、气孔、裂纹及未熔合等缺陷，投用后运行良好。

结语

对现场不具备热处理条件的情况下，对35CrMo钢的焊接可使用奥氏体电焊条A507进行焊接，采用小规范焊接参数，使焊接热量尽量均布，焊前预热、焊后缓冷等措施，有效避免出现焊接裂纹，取得了良好效果。