焦碳塔除焦鉆桿焊縫修復

潘月勇 崔皓森

摘要：本文簡要闡述了低合金高強鋼35CrMo的焊接性能，對此材質的焦碳塔除焦鉆桿接頭密封焊縫開裂的修復，在施工現場不具備熱處理的條件下，采用抗裂性較好的奧氏體電焊條和一些針對性的焊接工藝措施，取得良好效果，對焦碳塔除焦鉆桿焊縫修復有一定借鑒作用。

關鍵詞：低合金高強鋼 焊接性能 熱處理 奧氏體焊條

某煉油廠延遲焦化裝置焦碳塔除焦鉆桿使用中，發現高壓水自鉆桿接頭焊縫處泄漏，焊縫為各段鉆桿通過螺紋連接緊固后的密封焊縫。鉆桿為低合金高強鋼35CrMo鋼管，并經調質熱處理，規格為Ф177.8*19，鉆桿內高壓水壓力為28MPa，工作溫度40℃。鉆桿下端是切焦器，鉆桿內高壓水通過切焦器噴嘴高速噴出，切焦器隨鉆桿上下移動和旋轉，切割、清除焦碳塔內石油焦。35CrMo鋼的焊接性能較差，焊接時必須采取嚴格的焊接工藝措施，才能不出現焊接裂紋，滿足鉆桿使用要求。

35CrMo鋼焊接性能

35CrMo鋼屬于中碳合金鋼，有很高的抗拉強度、沖擊韌性及較高的蠕變強度與持久強度，?可用于制造承受沖擊、彎曲、高載荷的各種機器中的重要零件。其化學成分及機械性能如下：

35CrMo鋼化學成分

35CrMo鋼機械性能

根據國際焊接學會推薦的碳當量計算公式：CEV=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15得知，35CrMo鋼的碳當量值為0.72%左右。當碳當量≥0.60%，屬于高淬透性的鋼材，易出現冷裂紋，可焊性較差，焊接時淬硬傾向較大，熱影響區易出現熱裂紋和冷裂紋，尤其在調質狀態下焊接時，熱影響區的冷裂傾向將會表現得更突出，對焊接工藝及措施要求高。所以在采用焊條電弧焊時，應選用抗裂性較好的低氫型電焊條，采取焊前預熱、控制適當的道間溫度、焊后進行熱處理的等工藝措施下，才能焊出合格的焊縫。

二、焊接工藝及實施

根據35CrMo鋼可焊性差，淬硬傾向大，易產生冷裂紋的特點，制定以下焊接工藝措施：①采用小線能量焊接（小電流快速焊），減少高溫停留時間，避免奧氏體晶粒過熱、長大，降低焊縫的沖擊韌性。②焊前對焊件進行預熱，減小焊件與焊接熔池間的溫差，降低焊縫冷卻速度。③控制道間溫度不得過高，減少淬硬層產生。④焊后回火熱處理，消除內應力。

對于35CrMo鋼的焊接，一般選用低合金高強鋼堿性焊條J107Cr或J857Cr。在本次鉆桿維修中，因施工位置在焦碳塔鋼框架46米平臺處，正值冬季，氣溫低，風力大，鉆桿內無法封堵，焊后熱處理時很難達到技術要求。因此改用塑性、韌性及抗裂性較好的奧氏體焊條A507，焊后可不進行熱處理。焊前將焊條進行300℃烘焙1h，然后放入焊條筒中備用。

將鉆桿開裂位置提升至焦碳塔上方并固定，用砂輪機將開裂的焊縫全部打磨掉，并打磨出坡口，對坡口兩側30mm范圍內水、油、銹清理干凈，對坡口進行滲透檢測，確認裂紋全部清除。使用電加熱帶對坡口兩側200mm范圍內進行預熱20分鐘（溫度≥200℃），兩名焊工站在鉆桿兩側同時采用小電流、快速焊，分段退焊，控制道間溫度≤150℃。焊接時不得中斷，必須一次全部焊完。具體焊接參數如下表。

焊接完畢后及時進行保溫緩冷，減少低溫下馬氏體的形成量，最后打磨掉焊縫余高，使焊縫與母材平齊。經超聲波檢測，焊縫內部無夾渣、氣孔、裂紋及未熔合等缺陷，投用后運行良好。

結語

對現場不具備熱處理條件的情況下，對35CrMo鋼的焊接可使用奧氏體電焊條A507進行焊接，采用小規范焊接參數，使焊接熱量盡量均布，焊前預熱、焊后緩冷等措施，有效避免出現焊接裂紋，取得了良好效果。