加氢反应器焊接坡口形式
焊工工艺培训：焊接坡口形式
焊工工艺培训：焊接坡口形式
1 对接接头
对接接头是最常见的一种接头形式，按照坡口形式的不同，可分为I形对接接头（不开坡口）、V形坡口接头、U形坡口接头、X形坡口接头和双U形坡口接头等。
一般厚度在6mm以下，采用不开坡口而留一定间隙的双面焊；中等厚度及大厚度构件的对接焊，为了保证焊透，必须开坡口。
V形坡口便于加工，但焊后构件容易发生变形； X形坡口由于焊缝截面对称，焊后工件的变形及内应力比V形坡口小，在相同板厚条件下，X形坡口比V形坡口要减少1/2填充金属量。
U形及双U 形坡口，焊缝填充金属量更少，焊后变形也很小，但这种坡口加工困难，一般用于重要结构。
2 T形接头
根据焊件厚度和承载情况，T形接头可分为不开坡口，单边V形坡口和K形坡口等几种形式。
T形接头焊缝大多数情况只能承受较小剪切应力或仅作为非承载焊缝，因此厚度在30mm以下可以不开坡口。
对于要求载荷的T形接头，为了保证焊透，应根据工件厚度、接头强度及焊后变形的要求来确定所开坡口形式。
3 角接接头
根据坡口形式不同，角接接头分为不开坡口、V形坡口、K形坡口及卷边等几种形式。
通常厚度在2mm以下角接接头，可采用卷边型式；厚度在2～8mm以下角接接头，往往不开坡口；大厚度而又必须焊透的角接接头及重要构件角接头，则应开坡口，坡口形式同样要根据工件厚度、结构形式及承载情况而定。
4 搭接接头
搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接头承载能力低，一般用在不重要的结构中。
搭接接头分为不开坡口搭接和塞焊两种型式。
不开坡口搭接一般用于厚度在12mm以下的钢板，搭接部分长度为3～5δ（δ为板厚）。
焊接坡口加工工艺指南坡口要这样开
焊接坡口加工工艺指南坡口要这样开一、坡口开口要求1.开口形状：坡口的形状应该符合工艺要求，一般为V型、U型、X 型、J型等。
2.开口尺寸：坡口开口尺寸应根据焊接材料的厚度、焊接方法和要求来确定。
一般情况下，坡口的开口尺寸为焊接材料厚度的1.5倍至2倍。
开口宽度决定了焊接强度的增加，但过大的开口宽度会导致焊接变形和材料的浪费，过小则会影响焊接质量。
3.开口角度：坡口的开口角度也是需要注意的，一般情况下，焊接坡口的开口角度应为40°至60°之间，开口角度过小会导致焊料填充不足，开口角度过大会增加焊接难度。
4.坡口的净宽和倒角：坡口的净宽应符合相关标准要求，倒角后的内壁应光滑、无毛刺、无裂纹，以确保焊接的良好质量。
二、坡口开口方式1.机械方式：机械开口是指使用机械设备如磨床、切割机等对工件进行开口加工。
这种方式开口速度快、精度高，适用于规格较大、质量要求较高的工件。
2.火焰切割方式：火焰切割是指使用高温火焰对工件进行切割。
这种方式适用于钢板、钢管等材料的开口加工，开口较大，但精度较低。
3.氧气割方式：氧气割是指利用金属与氧气在高温下反应的原理进行切割，适用于切割较厚的金属材料，适用性较广。
三、常见坡口类型1.V型坡口：V型坡口是指将工件两侧倒角后形成的坡口，适用于焊接钢板、钢管等较大厚度的材料。
2.U型坡口：U型坡口是指将工件坡肩倒角后形成的坡口，适用于焊接较厚的工件，具有较高的焊缝强度。
3.J型坡口：J型坡口是指将工件一边倒角后形成的坡口，适用于焊接厚度较小的工件。
4.X型坡口：X型坡口是指将工件两侧倒角后形成的倒角坡口，适用于焊接对焊时间较紧的工件。
四、坡口选择原则1.根据焊接材料的厚度选择合适的坡口类型。
2.根据焊接方法选择合适的坡口类型。
3.根据焊接强度要求选择合适的坡口类型。
4.根据坡口的开口尺寸选择合适的坡口类型。
总结起来，焊接坡口加工是一项重要的工艺，在焊接过程中起到了连接材料、提高焊接强度和质量的重要作用。
加氢反应器焊接技术
2 带极堆焊技术
1）堆焊前将筒体内壁表面的氧化铁、油污等杂物去除掉，过渡层堆
焊前预热温度不低于150℃，过渡层堆焊完成后立即进行消氢处理，复层
堆焊时不需要预热；
2）焊接材料：焊丝US-521S（日本神钢）Φ4，焊剂PF-200（日本神
2）带极堆焊材料见下表：
钢），焊条（装配、点焊用）CMA-106N（日本神钢）Φ4；
1）焊接材料：焊丝US-521S（日本神钢）Φ4，焊剂PF-200（日本神
钢），焊条（装配、点焊用）CMA-106N（日本神钢）Φ4；
2）焊前预热不低于150℃；
3）焊接参数：焊接电流I=500-550A；焊接电压U=28-30V；焊接速度
v=360-400mm/min；对于局部应力较大部位焊接后进行中间消除应力热处
加氢反应器焊接技术
张立东
（中国石油天然气第七建设公司 山东 胶州 266300）
摘 要： 概述加氢反应器制作的各种焊接方法，通过焊接试验和工艺评定，掌握加氢反应器制造的各种焊接技术，确保产品质量安全。
关键词： 加氢反应器；焊接；热处理
中图分类号：TE966 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0620065－01
1）焊接方法：自动钨极氩弧堆焊。
2）焊材材料见下表：
4）焊接参数：焊接电流I=500-550A；焊接电压U=28-30V；焊接速度
v=360-400mm/min；
5）为防止产生应力裂纹，焊后进行中间消除应力热处理。
5 结论
通过了大量的焊接试验，确定了焊前预热温度、焊接参数及中间热处
理及消氢的选择，掌握了21/4Cr-1Mo材料的焊接技术，为生产提供了可靠
加氢装置TP321奥氏体不锈钢临氢管道的焊接
加氢装置TP321奥氏体不锈钢临氢管道的焊接摘要:结合兰州石化300万吨/年柴油加氢装置所采用的TP321奥氏体不锈钢临氢管道焊接施工实践，对TP321奥氏体不锈钢的焊接及稳定化热处理进行分析，并对高压临氢管线焊接提出几点注意事项。
关键词：TP321焊接工艺稳定化热处理1、前言兰州石化300万吨/年柴油加氢装置高压管道主要分布在四个区：第三区（炉反区）、第四区（构二区）、第一区（管带区）、第七区（压缩机区）。
目前石化行业的柴油加氢装置的管道一般均采用经固溶和稳定化处理的TP321奥氏体不锈钢管，其焊接的好坏对于工程质量起着举足轻重的作用，美标TP321相当于国内的H0Cr20Ni10Ti，是一种焊接性能良好的奥氏体不锈钢，具有较高的抗腐蚀能力。
但其在焊接过程中焊接应力大，在稳定化处理后经常会发生开裂，后续反复补焊易造成报废。
因此，必须通过适当的焊接材料选择及合理的焊接工艺控制，才能避免或减少裂纹产生。
2、TP321奥氏体不锈钢的焊接工艺TP321 奥氏体不锈钢的焊接性能良好，在热影响区无淬硬性，焊接接头具有较好的塑性和韧性，常温力学性能完全可以满足使用要求。
但在高温焊接过程中存在以下问题：（1）由于奥氏体不锈钢有较大的热膨胀系数，焊接时会出现热裂纹；（2）高温下多余的碳不断向奥氏体晶粒边界扩散，形成碳化铬，在晶界形成贫铬区，降低了抗晶间腐蚀能力；（3）高温（650~850 ℃）加热过程中，铁素体组织转变成σ脆性相析出，造成裂纹。
提高奥氏体不锈钢的焊接质量关键在于合理选择焊材，以及有效控制焊接工艺参数。
3、焊前准备3.1 母材分析临氢环境中钢材的腐蚀机理表明，降低焊缝金属中的碳含量直至低于它在奥氏体钢中室温附近的溶解极限，极大地减少碳的析出及(GrFe)23C6的形成，最大限度地减少“贫铬区”的出现，是防止晶间腐蚀的重要途径之一。
同时，严格限制非金属磷、硫、硼等的含量，增加与碳生成稳定碳化物的钛、铌及促使钢材中产生铁素体的金属元素钼、钒，使焊缝成为奥氏体- 铁素体双向组织，以使铁素体溶解硫、磷等微量元素，最大范围地降低H在钢中反应生成CH4后在非金属部位聚集的空间。
运用TQC方法攻克加氢反应器制造焊接难关
焊 前 用 电 加 热 到 １ｏ ， 后 立 即 加 热 到 ５℃ 焊 ２０ ， 保温 ４ ｍ ｎ 式 样在 焊接 过程 中无任 何不 正 ５℃ 且 ５ ｉ，Байду номын сангаас
常 现象 。焊 后经 射线探 伤 ， 焊缝 全部合 格 ， 力学性 能 符 合 要求 。
Ｃ 、 ｏ Ｂ等元 素 以质 量 百分 比代 入 计算 ， 以板 厚 ｒＭ 、
前 预 热 ， 接工 艺 ， 工 持证 ， 焊 焊 焊后 后 热 及 热 处 理都 要 严格控 制 ， 使每 一 道 工 序 的 质量 都 符 合设 计 的要
求 和我 们预 定 的 目标 。 在 制造 过 程 中 ， 厂 针 对上 我 述环节 采 取 全 面 质 量 管 理 方 法 （ Ｑ ） 使制 造 过 程 ＴＣ ， 始终处 于预 定 的质 量 目标控 制下 ， 利攻 克 焊 接 难 顺
ＣＸ １ ０２ ０ － Ｓ Ｘ １ ０２ ＭｎＸ １ ０２ Ｍｏ １ ０２ Ｃ Ｘ １ ０２ ｉ ０－ ０ － Ｘ ０－ ｒ ０ －
Ｏ１ ． ２～Ｏ． ８ Ｏ １ １ ． ７～Ｏ ３ ４ ． ７ ０．０～０． Ｏ ０．０～０ ５ ８ ７ ４ ． ５Ｏ．０～ １ １ ．Ｃ
温度 ， 当有其 他 偶然 因素 使焊 接 中断 ， 间温 度达 不 层 到要 求时 ， 重 新 开启 电加 热 器加 热使 温度 达 到 层 需
５ 焊 接模 拟试验
式样 ：５０×５０× ２ 自由收 缩 １０ ０ ４ 埋弧 自动焊 焊丝： ３ｒ Ａ Ｈ１ＣＭｏ 焊 剂 ： Ｊ５ Ｈ ２０
（）５ ｒ Ｒ焊 接性 分析 ３ １ＣＭｏ
１ＣＭ Ｒ在冶 炼 过程 中添 加 了 Ｃ 、 等 合金 元 ５ ｒｏ ｒＭｏ
柴油加氢装置TP321高压管道焊接工艺
2 焊接工艺要求2.1 焊接方法的选择该项施工中管道最大规格尺寸为φ355.6×31.75，其接头形式为对接接头。
根据现场实际选用钨极氩弧焊与手工电弧焊相结合的方法，且严格控制线能量和层间温度。
2.2 焊材选择焊材的正确选择是焊接成功的充分前提，根据焊接接头的种类和规格，并结合相关规范、焊接工艺评定，焊材选用ER321和E347-15，焊材化学成分如表2所示。
2.3 坡口形式及尺寸坡口采用双V 形坡口，其形式如图1所示。
壁厚δ=31.75mm ，坡口角度为α=60°±5°，β=15°，组对间隙为C=1～2mm，钝边P= 1±0.5mm 。
采用坡口机、等离子切割和砂轮机加工打磨坡口。
图1 对接焊坡口形式及尺寸2.4 焊接工艺参数焊接施工时，应采用表3中的规范参数。
0 引言某120万吨/年柴油加氢装置(改造)工程中的炉反区管道，因输送高压氢气和油气混合物，所以特采用ASTM A312 TP321材质。
TP321材质属于奥氏体不锈钢，含有稳定化元素，具有良好的抗氢致晶间腐蚀特性。
但其导热系数小而线胀系数大，自由状态下焊接时，易产生较大焊接变形，容易出现热裂纹，接头处易产生晶间腐蚀和应力腐蚀，而且需要进行焊后稳定化热处理，所以需要制定严谨的焊接和热处理工艺，以保证使用质量。
以下简要介绍该焊接工艺，供交流参考。
1 TP321材质焊接性能分析施工中管道材质为ASTM A312 TP321，其规格为φ355.6×31.75。
其化学成分如表1所示。
TP321具有良好的焊接性能，但容易出现的焊接性问题，主要有：(1)热裂纹。
焊接TP321时，主要是其枝晶方向性强，线膨胀系数大，焊缝冷却时收缩应力大，容易出现热裂纹，并且变形倾向大。
(2)晶间腐蚀。
TP321在450～850℃停留时，奥氏体晶粒内的碳会以Cr 23C 6形式沿奥氏体晶界析出，使晶界的晶粒表层贫Cr 。
加氢反应器的焊接制造
加氢反应器的焊接制造一、概述加氢反应器是炼油化工行业中加氢装置的核心设备，工作条件十分苛刻，要求设备既耐高温(约400 ~ 450℃)、高压(8 ~ 18MPa)，还要能抗氢腐蚀，为此，一般选用Cr-Mo耐热钢制造壳体，有的选用1Cr-0.5Mo或1．25Cr-0.5Mo-Si，但更多的选用2.25Cr-1Mo钢，为了适应更高温和抗氢性能更苛刻的条件，近年来又研制了3Cr-1Mo-0.25V及2.25Cr-1Mo-0.25V制造热壁加氢反应器。
从结构形式讲，加氢反应器分冷壁加氢反应器和热壁加氢反应器，20世纪60年代初由于冶炼水平与制造水平有限，加氢反应器多数冷壁结构形式，即在反应器内衬上很厚的大颗粒珍珠岩混凝土保温层以保证反应器壳体的壁温不致过热。
20世纪70年代以后随着技术的不断发展逐渐由冷壁加氢反应器转向热壁加氢反应器。
热壁加氢反应器克服了冷壁反应器的不足，内壁不需要衬保温层，具有有效体积利用率高、施工周期短、生产维护方便、安全可靠等特点，因此为世界各国普遍采用并且向大型化发展。
二、加氢反应器的焊接现以最典型的加氢用钢2.25Cr-1Mo制造的热壁加氢反应器壳体作为焊接实例介绍加氢热壁反应器的焊接。
某石化总厂一台直径为Φ1 800mm，壁厚δ=108mm，长度为30869mm的热壁加氢反应器。
主壳体包括筒体、封头，全部采用2.25Cr-1Mo钢板制造，接管法兰、弯管、直管全部采用2.25Cr-1Mo锻件制造，所有部件内壁堆焊双层不锈钢(309L+347L)耐蚀层。
在产品制造前，应按产品技术条件和JB 4708《钢制压力容器焊接工艺评定》进行以下评定：①用于筒体纵、环缝埋弧焊工艺评定一项；②用于接管法兰环缝、弯管间环缝手工钨极氩弧焊、焊条电弧焊工艺评定各一项；③用于接管法兰与壳体焊接焊条电弧焊工艺评定一项；④用于筒体内壁带极堆焊工艺评定一项；⑤用于封头内壁带极堆焊工艺评定一项；⑥用于Φ内<100mm的小管径内壁自动钨极氩弧堆焊工艺评定一项；⑦用于弯管内壁自动钨极氩弧焊工艺评定一项；⑧用于Φ内≥100mm接管内壁不锈钢药芯焊丝自动堆焊一项；⑨焊条电弧焊堆焊工艺评定一项；以工艺评定以依据，编制指导产品生产的焊接工艺规程。
加氢装置TP321奥氏体不锈钢临氢管道的焊接
加氢装置TP321奥氏体不锈钢临氢管道的焊接摘要:结合兰州石化300万吨/年柴油加氢装置所采用的tp321奥氏体不锈钢临氢管道焊接施工实践，对tp321奥氏体不锈钢的焊接及稳定化热处理进行分析，并对高压临氢管线焊接提出几点注意事项。
关键词：tp321焊接工艺稳定化热处理中图分类号：u473.1+2 文献标识码：a 文章编号：1、前言兰州石化300万吨/年柴油加氢装置高压管道主要分布在四个区：第三区（炉反区）、第四区（构二区）、第一区（管带区）、第七区（压缩机区）。
目前石化行业的柴油加氢装置的管道一般均采用经固溶和稳定化处理的tp321奥氏体不锈钢管，其焊接的好坏对于工程质量起着举足轻重的作用，美标tp321相当于国内的h0cr20ni10ti，是一种焊接性能良好的奥氏体不锈钢，具有较高的抗腐蚀能力。
但其在焊接过程中焊接应力大，在稳定化处理后经常会发生开裂，后续反复补焊易造成报废。
因此，必须通过适当的焊接材料选择及合理的焊接工艺控制，才能避免或减少裂纹产生。
2、tp321奥氏体不锈钢的焊接工艺tp321 奥氏体不锈钢的焊接性能良好，在热影响区无淬硬性，焊接接头具有较好的塑性和韧性，常温力学性能完全可以满足使用要求。
但在高温焊接过程中存在以下问题：（1）由于奥氏体不锈钢有较大的热膨胀系数，焊接时会出现热裂纹；（2）高温下多余的碳不断向奥氏体晶粒边界扩散，形成碳化铬，在晶界形成贫铬区，降低了抗晶间腐蚀能力；（3）高温（650~850 ℃）加热过程中，铁素体组织转变成σ脆性相析出，造成裂纹。
提高奥氏体不锈钢的焊接质量关键在于合理选择焊材，以及有效控制焊接工艺参数。
3、焊前准备3.1 母材分析临氢环境中钢材的腐蚀机理表明，降低焊缝金属中的碳含量直至低于它在奥氏体钢中室温附近的溶解极限，极大地减少碳的析出及(grfe)23c6的形成，最大限度地减少“贫铬区”的出现，是防止晶间腐蚀的重要途径之一。
同时，严格限制非金属磷、硫、硼等的含量，增加与碳生成稳定碳化物的钛、铌及促使钢材中产生铁素体的金属元素钼、钒，使焊缝成为奥氏体- 铁素体双向组织，以使铁素体溶解硫、磷等微量元素，最大范围地降低h在钢中反应生成ch4后在非金属部位聚集的空间。
焊接坡口形式
焊接坡口形式1. 简介焊接坡口是指在焊接过程中，为了使焊缝具有一定的结构合理性和质量要求，需要对被焊件进行切割、加工以形成一定的形状和几何尺寸。
焊接坡口形式是指在焊接过程中所采用的不同的切割和加工方式，以满足具体的焊接要求。
2. 常见的焊接坡口形式2.1 V型坡口V型坡口是最常见的一种焊接坡口形式。
它是通过将被焊件两侧边缘切割成倒置的V字形，以便在两侧边缘之间填充焊料。
V型坡口适用于大多数金属材料的焊接，尤其适用于厚度较大的板材和管道。
2.2 U型坡口U型坡口与V型坡口类似，但其边缘呈U字形而非V字形。
U型坡口通常用于对角线受力较大或需要更高强度连接的情况下。
与V型坡口相比，U型坡口可以提供更大的连接面积，从而增加焊接接头的强度。
2.3 J型坡口J型坡口是将被焊件的一侧边缘切割成J字形，另一侧边缘为直线。
J型坡口适用于对角线受力较小或需要更好的焊接质量和外观的情况下。
由于J型坡口只需在一侧填充焊料，所以在某些情况下可以减少焊接材料的消耗。
2.4 X型坡口X型坡口是将被焊件两侧边缘分别切割成V字形，并将这两个V字形交叉连接而成。
X型坡口适用于对角线受力较大、需要更高强度连接或需要增加连接面积的情况下。
与V型坡口相比，X型坡口可以提供更大的连接面积，并增加焊接接头的强度。
3. 焊接坡口选择原则在选择合适的焊接坡口形式时，需要考虑以下几个因素：3.1 材料类型和厚度不同材料类型和厚度对焊接坡口的选择有影响。
一般来说，厚度较大的材料适合使用V型坡口，而厚度较小的材料则可以选择J型坡口或U型坡口。
3.2 受力情况焊接接头所受力的方向和大小也是选择焊接坡口形式的重要考虑因素。
对于对角线受力较大的情况，可以选择X型坡口或U型坡口以增加连接面积和强度。
3.3 焊接质量和外观要求有些情况下，焊接接头除了需要具备一定的强度外，还需要具备良好的焊接质量和外观。
此时可以选择J型坡口或V型坡口，以获得更好的焊接质量和外观效果。
预加氢反应器的焊接工艺
预加氢反应器的焊接工艺摘要：介绍了15CrMoR+S32168不锈复合钢板预加氢反应器的焊接工艺技术。
在分析研究的基础上通过采取合理的焊接及热处理工艺，并成功运用于浙江美福石化有限公司40万吨/年DCCC汽油加氢脱硫装置的焊接制造中，取得了良好的效果，不仅保证了产品的各项力学性能，而且不锈钢复层的耐蚀性能也达到技术指标，还为同类产品的焊接积累了宝贵的经验。
关键词：不锈钢复合板；预加氢反应器；焊接工艺；力学性能；耐腐蚀性能一、前言预加氢反应器通常是在高温、临氢等苛刻条件下工作，并在含有氢及硫化氢介质中运行，对安全性的要求特别高，该设备的主体材质为15CrMoR+S32168，复合材料的焊接是该设备制造中的重要环节，也是确保其设备整体质量的关键。
二、设备简介该设备的主体材质为：15CrMoR+S32168；板厚：（24+3）mm；热处理方式：整体焊后热处理；无损检测：100%RT+100%UT（主体焊缝）100%MT+100%PT（其他部件角焊缝）；。
焊接工艺分析：复层材料在焊接热过程中，奥氏体不锈钢能吸收大量的氢，当冷却速度较快时，残留的氢不能逸出，将会引起氢腐蚀、氢脆，在焊接残余应力和腐蚀介质的共同作用下，将会引起硫化物应力腐蚀。
因此，需要制定特殊的焊接工艺来保证焊接质量和以后的使用质量。
三、材料的化学成分和力学性能四、主体材料纵环焊缝的焊接工艺1.焊接方法基层采用手工电弧焊打底，埋弧自动焊盖面的焊接方式，过渡层和复层均采用手工电弧焊焊接。
2.坡口形式根据设计要求，坡口采用剥离复层的X形坡口，坡口的形状和尺寸如下图所示：选用这种坡口形式的优点在于：采用双面焊接，先用手工电弧焊焊内侧基层，而后埋弧自动焊焊外侧基层，最后手工电弧焊焊接过渡层和复层。
以免复层重复受热，而导致产生疲劳裂纹的倾向增大；又减少了复层侧的焊接量。
同时复层剥离，又能最大限度地降低基材对复材的稀释程度。
3.焊接工艺程序3.1坡口及其两侧各20mm范围内进行表面清理，去除油污、水、锈及氧化皮等污物。
焊接坡口形式与尺寸
焊接坡口形式与尺寸
为了保证焊接质量,在焊接前对工件需要焊接处进行的加工，可以气割，也可以切削而成，一般为斜面，有时也为曲面。
！比如两块厚10mm的钢板要对焊到一起，为了焊缝牢固，会在板边缘铣出倒角，这个就叫开坡口。
由于材料厚度和焊接质量要求的不同，其焊接接头形式与坡口形状也不尽相同，一般坡口形式分为K型、V型、I型、U型、X型等。
见下图3-12 焊条电弧焊常用坡口形式和尺寸
.
焊接坡口是为了保证工件根部焊透，便于清理焊渣，获得较好的焊缝成形。
焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分，叫钝边。
钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。
常规的坡口手段有比较原始的砂轮机打磨，半自动火焰切割机开坡口，直流焊机碳弧气刨，大型铣边机，刨边机或者就是比较现代的带有无限旋转火焰三割炬切割机或者VBA无限旋转等离子切割机在下料时就把坡口开好。
以上几种坡口手段往往都存在效率低，成本高，粉尘，飞溅，热变形或者占地面积大等多种缺点；上海捷瑞特机械设备有限公司依赖公司自身的技术开发与机械加工制造能力生产制造出自动行进式钢板坡口机，解决相当部分的中薄板材的坡口问题，具有高效，环保，低成本，低能耗等多项优点。
【本文档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】
精选范本,供参考！。
加氢反应器12Cr2Mo1V钢焊接工艺制定
《装备维修技术》2019年第3期（总第171期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.03.176加氢反应器12Cr2Mo1V钢焊接工艺制定牛翰卿（兰州兰石集团有限公司铸锻分公司，甘肃兰州730314）摘要：12Cr2Mo1V钢主要用于高温、高压和高氢分压的加氢装置中，是大型压力容器锻件的理想材料。
为保证焊后焊接接头安全性，必须要进行焊接工艺评定。
在对12Cr2Mo1V钢焊接性进行理论分析的基础上，制定了12Cr2Mo1V钢的焊接工艺方案，并按照ASME IX钢卷标准进行了焊接工艺评定试验。
结果表明，所制定的焊接工艺方案其焊接接头性能符合TSG21–2016《固定式压力容器安全技术检测规程》有关技术要求。
关键词：12Cr2Mo1V；焊接工艺；焊接接头随着加氢工艺技术的提高、特别是渣油加氢改质和煤加氢液化工艺的不断发展，加氢装置规模趋于大型化，加氢设备使用条件趋于更高温。
目前12Cr2Mo1V钢因加入钒和微量合金元素提高钢的淬透性和钢的强度等级；具有较高的抗高温蠕变性能、抗回火脆化能力、抗氢侵蚀、氢脆和氢致裂纹的能力，是大型压力容器锻件的理想材料[1]。
因12Cr2Mo1V钢使用要求及服役环境的特殊性，为确保焊后产品的安全性，合理评价焊接工艺，保证焊接工艺的合理性，使焊接接头符合技术要求，具有非常重要意义。
一、试验试板材料（一）焊接试板规格及坡口形式12Cr2Mo1V钢焊接试验所用锻件试板规格为1000×120×45，4块（2对），坡口加工图如图1所示：图112Cr2Mo1V焊接试板规格及坡口图（二） 12Cr2Mo1V焊接试板化学成分及焊接性表1 12Cr2Mo1V焊接试板化学成分元素C Si Mn P S Cr Mo标准≤0.15≤0.100.30–0.60≤0.012≤0.010 2.00–2.500.90–1.10成品0.120.070.500.0050.002 2.310.96元素V Ni Cu Nb Ti B标准0.25–0.35≤0.25≤0.25≤0.07≤0.03≤0.002成品0.270.160.060.030.010.001标准为NB/T47008–2010《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》12Cr2Mo1V焊接试板化学成分如表1所示。
焊接工艺卡---加氢反应器焊接
工程名称：加氢反应器焊接
部位（件）名称：
普通低压压力容器焊缝焊接
工艺卡编号：01
焊接方法：手工钨极氩弧焊焊接设备型号：WSME-500逆变式交直流脉冲焊机材料： 2.25Cr-1Mo厚度级别：圆筒体8mm 填充焊缝金属厚度级别:2.5mm。
接头型式：对接接头
纵缝焊接简图：双面埋弧焊焊接位置：
垂直固定、水平固定、全位置
焊接顺序：1-2-3-4-5
预热及中间热处理：见技术要求焊后热处理： 880℃/50min,空冷
焊接材料及要求：规格：φ3.0的专用焊丝
小组人员分工：A：焊接结构材料选择及强度校核;B：材料的焊接性分析;C：反应器焊接结构各部分成型工艺D: 焊接方法及焊接材料的选择;E：焊缝布置及焊接顺序;F：容器焊接工艺流程;G：焊接工艺卡。
加氢反应器封头焊接设计解析
加氢反应器封头焊接设计解析加氢反应器是一种常用的化工设备，用于将氢气与化合物反应生成氢化物。
封头是加氢反应器的重要部件，负责连接反应器的主体，并提供密封保护。
封头的焊接设计对于保证加氢反应器的性能和安全性至关重要。
本文将对加氢反应器封头焊接设计进行详细解析。
首先，封头的材料选择是焊接设计的首要考虑因素。
由于加氢反应器工作条件复杂，需要承受高温、高压和腐蚀等严酷环境，因此封头材料要具有良好的耐腐蚀性和抗高温高压性能。
常用的封头材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。
根据反应器工艺要求和实际情况，选择相应的材料进行焊接设计。
其次，封头的焊接方式和工艺选择也非常重要。
焊接方式可以选择自动焊接、手工焊接等。
自动焊接通常用于大尺寸封头的生产，能够提高生产效率和焊接质量。
手工焊接通常用于小批量、特殊形状的封头焊接。
而焊接工艺选择则需要根据封头的材料和形状进行合理的确定，包括焊接电流、焊接速度、预热温度等参数的确定。
再次，焊缝设计是封头焊接设计中的重要环节。
焊缝的质量和形状直接影响加氢反应器的性能和使用寿命。
常见的焊缝形式有对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝等。
焊缝的设计需要考虑到焊接接头的应力分布和应力集中情况，以提高焊接接头的强度和稳定性。
此外，还需要合理选择焊接方法和焊接工艺，以确保焊缝的质量和可靠性。
最后，封头焊接设计还需要考虑到焊缝的检测和检验。
焊缝的质量和完整性对于加氢反应器的安全性和可靠性起着至关重要的作用。
常用的检测方法包括超声波检测、射线检测和液体渗透检测等。
通过对焊缝进行全面的检测和检验，可以及时发现焊接缺陷和问题，并采取相应的措施进行修复和改进。
综上所述，加氢反应器封头焊接设计是一项复杂而重要的工作。
通过合理选择材料、设计焊接方式和工艺、设计焊缝以及进行焊缝的检测和检验，可以确保加氢反应器封头的性能和安全性。
为了保证加氢反应器的长期运行和高效工作，需要对封头焊接设计进行全面的分析和改进。
3加氢反应器法兰接管与筒体焊接工艺评定
焊接方法：SMAW+SAW机械化程度：（手工、半自动、自动）手工+机械化
接头简图：（坡口形式、尺寸、衬垫、焊接方法或焊接工艺、焊接金属厚度）
母材：
焊接标准：JB4726_
钢号：12Cr2Mo1
类、组别号：Ⅱ-2与类、组别号：Ⅱ-2相焊
厚度：87
或标准号JB4726钢号12Cr2Mo1与标准号JB4726钢号12Cr2Mo1相焊
厚度范围：65.25～130.5mm
母材：对接焊缝角焊缝/
管子直径、壁厚范围：对接焊缝角焊缝/
焊缝金属厚度范围：对接焊缝≤130.5角焊缝/
其他
焊接材料：
焊接类别
SMAW
SMAW
SMAW
焊材标准
GB/T5118-1995
评定结果：合格
焊工姓名
焊工代号
施焊日期
编制
日期
审核
日期
批准
日期
第三方检验
极性：反接
钨极尺寸：/
焊接电流A：SMAW: 90~120A, SMAW: 170~190A, SMAW: 190~210A,
电弧电压V：_ SAW: 20~24__ SAW: 22~26 _ SAW: 22~26
其他：
焊接位置：
对接焊缝位置：向上方向：（向上、向下）
角焊缝位置：/方向：（向上、向下）
角焊缝位置/
焊接方向：(向上、向下)/
焊后热处理：消除应力处理
温度范围(℃)
保温时间(h)
预热：
预热温度(≥200℃)(允许最低值)
层间温度(200～250℃)
保持预热时间/
加热方式/
加氢反应器强度设计及理论计算
加氢反应器强度设计及理论计算
5.5 加氢反应器几何尺寸....................................................................................41 5.6 加氢反应器强度设计....................................................................................42 5.7 加氢反应器强度校核....................................................................................43 5.8 加氢反应器零部件设计................................................................................45 5.9 加氢反应器人口手孔设计............................................................................47 5.10 加氢反应器设备接口....................................................................................50 5.11 加氢反应器裙座设计....................................................................................53 5.12 地震载荷........................................................................................................63 5.13 风载荷............................................................................................................67 第六章 结 论..........................................................................................................70 参考文献...................................................................................................................... 71 致 谢..........................................................................................................................73 独创性声明.................................................................................................................. 74 学位论文电子版授权使用协议.................................................................................. 74
加氢反应器尺寸设计
3.2上封头加工计算3.2.1椭圆形封头的展开计算椭圆形封头属于不可展零件，但在生产中冲压加工或旋压加工时毛坯料都为圆形，所以只需要求出展开后的半径或直径即可。
这里我们应用经验法求椭圆形封头的直径：Do=KDm+2h式中Do为包括了加工余量的展开直径；K为经验系数，根据a/b确定。
查表6-20取K=1.42Do=2100mm3.2.2号料3.2.2.1加工余量因为采用经验法，所以Do中包括了加工余量。
3.222焊缝变形量采用V形坡口对接接头，壁厚为3+3.5，查表6-26取收缩量为1.3-1.4mm3.2.3 焊缝由于钢板尺寸的限制，展开零件必须焊接时，拼接焊缝应满足以下要求：封头，管板的拼接焊缝数量，公称直径Dg不大于2200mm时，拼接焊缝不多于1条。
封头各种不相交的拼接焊缝中心线间距至少应为封头钢材厚度的3倍，且不小于100mm。
3.3上封头的成形加工3.3.1冷热冲压条件按冲压前毛坯是否线预先加热分为冷冲压和热冲压，其选择的主要依据如下：3.3.1.1材料的性能。
对于常温下塑性好的材料，可采用冷冲压；对于热塑性较好的材料，可以采用热冲压。
3.3.1.2 依据毛坯的厚度与毛坯料直径之比来选择冷，热冲压。
表四封头冷，热冲压与相对厚度的关系78+6.5/4200 X 100 > 0.7所以选择热冲压。
3.3.1.3 毛坯热冲压的加热过程从降低冲压力和有利于钢板变形考虑，加热温度可高些。
但温度过高会使钢板的晶粒显著长大，甚至形成过热组织，使钢材的塑性和韧性降低。
严重时会产生过烧组织，毛坯冲压可能发生碎裂。
根据所选材料为15CrMoR，查表7-7,取加热温度：w 1050 终压额度：》850 冲压后的热处理温度：870-900冲压加工常用的润滑剂查表7-8，润滑剂选取石墨粉+水冲压过程：将封头毛坯对中放在下模上，然后开动水压机使活动横梁空程向下，当压边圈与毛坯接触后，开动压边钢将毛坯的边缘压紧。
焊缝坡口的基本形式与尺寸
焊缝坡口的基本形式与尺寸根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。
开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。
(一)坡口形式坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U 形、单边V形、双单边Y形、J形等各种坡口形式。
V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻转焊件)，但焊后容易产生角变形。
双Y形坡口是在V形坡口的基础上发展的。
当焊件厚度增大时，采用双Y 形代替V形坡口，在同样厚度下，可减少焊缝金属量约1/2，并且可对称施焊，焊后的残余变形较小。
缺点是焊接过程中要翻转焊件，在筒形焊件的内部施焊，使劳动条件变差。
U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多，但这种坡口的加工较复杂。
(二)坡口的几何尺寸(1)坡口面：待焊件上的坡口表面叫坡口面。
(2)坡口面角度和坡口角度：待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度，两坡口面之间的夹角叫坡口角度，见图1—5。
开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。
坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。
(3)根部间隙：焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，见图1—5。
根部间隙又叫装配间隙。
根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。
因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。
(4)钝边：焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边，见图1—5。
钝边的作用是防止根部烧穿。
但钝边值太大，又会使根部焊不透。
(5)根部半径：在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半径(见图1—5)。
坡口的形式及选择坡口时应遵循的原则
坡口的形式及选择坡口时应遵循的原则坡口是根据设计或工艺需要，在工件的待焊部位加工成一定几何形状并经装配后构成的沟槽。
用机械、火焰或电弧加工坡口的过程称为开坡口，开坡口的目的是为保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透，并获得良好的焊缝成形以及便于清渣，对于合金钢来说，坡口还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用。
1、坡口的形式按坡口形状，坡口分为以下形式：(1)v形坡口是最常用的坡口形式。
这种坡口便于加工，焊接时为单面焊，不用翻转焊件，但焊后焊件容易产生变形，常用于中厚板对接焊缝的焊接。
(2)x形坡口是在v形坡口基础上发展起来的。
采用X形坡口后，在同样厚度下，能减少焊缝金属量约1/2，并且是对称焊接，所以焊后焊件的残余变形较小，但缺点是焊接时需要翻转焊件。
(3)U形坡口在焊件厚度相同的条件下其空间面积比V形坡口小得多，对易产生焊接裂纹、淬硬倾向较大、厚度较大、只能单面焊接的焊件，为提高生产率，可采用U形坡口，但这种坡口由于根部有圆弧，加工比较复杂，特别是在圆筒形焊件的筒壳上加工更加困难。
另外，还有双U形、单边V形、J形、I形等坡口形式。
2、选择坡口时应遵循的原则(1)能够保证工件焊透(焊条弧焊熔深一般为2-4mm)，且便于焊接操作，如在不锈钢水箱内部不便焊接的情况下，要采用单面坡口在容器的外面焊接。
(2)坡口形状应容易加工。
(3)尽可能提高焊接生产率和节省焊条。
(4)尽可能减小焊后工件的变形。
选择焊接坡口的原则:(1)尽量减少焊缝金属的熔敷量，提高生产率。
(2)应保证熔透(焊透)和避免产生根部裂纹。
(3)坡口加工方便，有利于焊接操作。
(4)尽量减少工件的焊后变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
与 两 侧 母 材 工 艺 适 应 性 较 差 ， 同 时 焊 接 参 数 必
，
ｎ
Ｉ～ ｎ
Ｉ Ｉ ， 、 【 １
Ｔ
’
制 造 单 位 生 产 出优 质 高 效 的加 氢 反 应 器 ， 以满 足 国 内厂 家 的 需 求 。在 加 氢 反 应 器 的生 产 中 ，焊 接 是 一 道 关 键 工 序 ，焊接 坡 口形 式 对 焊 接 质 量 和 焊 接 效率 起着 决定 性作 用 。
炉厂 合 作 ， 引进 了新 开 发 的接 管 马鞍 形 埋 弧 自
（ ｈ Ｊ
动焊 机 ，采 用 自动化 控
图２ 壳体纵环缝坡 口形 式
制 ，坡 口切 割 及 焊接 一 体 化 完成 ，坡 口表面 光 滑 平 整 ， 实现 多 层 多道 连 续 焊接 。经 过 长期 培 训 及 实践 总 结 两种 坡 口
形 式 ，详 见 图３ ， 其 中 图ａ 所 示 坡 口适 用 于 壳 体 上 开 口焊 接 ，坡 口宽 度 控 制在 ３ ５ ． ４ ０ ｍｍ，底 部 宽度 为 １ ５ － ２ ０ ｍｍ，坡 口 宽 度 与 焊 缝 成 形 有 关 ，焊 缝 成 形 要均 整 ， 表 面光 滑 。坡 口倾 角 是
２加氢 反应器的坡 口形式
加 氢 反 应 器 母 材 焊 接 主 要 包 括 壳体 纵 、环 缝 焊 接 以及 开 口焊接 。现 以我 公 司近 期 生 产 的一 台 加 氢 精 制 反应 器 为例 介 绍 加 氢 反 应 器 的焊 接 坡 口 形 式 。加 氢 精 制 反 应 器主 体 材 料 为 １ ２ Ｃ ｒ ２ Ｍｏ １ Ｒ， 直 径 ①２ ０ ０ ０ ｍ ｍ ， 壁 厚 ６＝１ ２ ０ ｍ ｍ ， 长 度
（ １ ） 应保 证焊 缝 焊透 ；（ ２ ） 便 于 焊工 操 作和 清渣 ；（ ３ ） 坡 口形状 容 易加 工 ；（ ４ ） 尽可 能节 省 焊 材 ，提 高劳 动 生产 率 ；（ ５ ） 焊 后焊 件变 形 应 尽 可能 小 ；（ ６ ） 便 于
小 的 焊 缝 越 难 修 复 。 因 此 ， 在 提 高 焊 接 效 率 的
同 时 保 证 焊 接 质 量 的 稳 定 ，十 分重 要 。
经 过 长 期 实 践 总 结 ， 纵 环 缝 坡 口 形 式 主
进 行无损 探 伤 。
要 有 以 下 三 种 形 式 ， 详 见 图２ 。其 中 图ａ 、ｂ 形 坡 口 多 用 于 纵 缝 焊 接 ， 可 用 等 离 子 切 割 或 刨 边 机 加 工 坡 口 ， 在 加 工 方 面 比较 便 利 。 图ａ 所 示 坡
选择焊接坡 口形式首先应确定焊接 方法 。 目 前 国 内厚壁 容器 纵环 缝 焊 接 主 要 采 用 窄 间 隙 埋 弧 焊 焊 接 ，埋 弧 焊 焊 接 工 艺 稳 定 、焊 接 质 量 容 易得 到 保 证 。根 据 焊 接 工艺 方 案 ，设 计 焊 接 坡 口 ， 同 时 保 证 焊接 质量 的稳 定性 以及 坡 口角 度 的 加 ： ［ 精 度 。有人 认为 ：壁厚达 到 １ ２ ０ ｍｍ时 ， 为 了提 高 生 产 效 率 ，坡 口问 隙越 小越 好 。经 过 我 方 试 验 ， 发 现 这 种 观 点存 在 误 区 。坡 口宽度 太 窄 ，焊 接 时
［ 关键词］加 氢反应 器；坡 １ ： ２ 形 式；窄间隙焊接 ；马鞍 形埋弧焊
一 ｆ ＿ 。 ｔ 下
随 着 石 化 行 业 的 快 速 发 展 ，加 氢 装 置 在 炼 化 设 备 中 占据 着 主 导地 位 ，加 氢 反 应 器 作 为 加 氢 装
置 的 核 心 设 备 ， 市场 需求 量 不 断增 加 ，要 求 设 备
１ １ ６ ０ ２ ｍｍ。 内壁 堆 焊双 层不锈 钢 （ ３ ０ ９ Ｌ ＋ ３ ４ ７ Ｌ）， 耐 蚀层６ ． ５ ｍｍ，其结 构示 意见 图１ 。 ２ ． １ 加 氢反 应 器纵环 缝坡 Ｌ ＿ 】 形 式
口焊 接 时 先 采 用 焊 条 电
弧 焊 打 底 背 透 ， 埋 弧 焊 每 层 单道 排 焊 。 坡 口 内 外 角度 大 ， ［艺 适 应 性 好 ， 易 脱 渣 ， 焊 缝 成 形
均 整 ， 焊 接 过 程 中 不 需 要 气 刨 、 修 磨 ，焊 道 干 净 。但 填 充 焊 材 量 大 ，
焊 接 焊 接 技 能 要 求 高 。图ｂ 所示 坡 口内壁 镶
作者简介 ：侯晓玉 （ １ ９ ８ ５ 一），女，辽宁庄河人， 大学本科，助
须 保 持 恒 定 ，焊 丝 必 须 严 格 对 准 坡 口 中 心 ，操 作 难 度 增 大 ， 且 脱 渣 效 果差 ，容 易 出现夹 渣 ，
一
旦 出现 缺 陷 ， 间 隙 越
１ 加氢反应器焊接坡 口的选择原则
加 氢 反 应 器 属 于 高 温 高 压 容 器 ，焊 接 精 度 要 求 高 ，选 择 坡 口形 式应 考 虑 以 下几 个 主 要 因素 ：
４ 一 ■ 技术 交流
一
石 ２ ０ 油 １ ４ 和 ｇ 化 第１ 工 ７ 设 卷 备
加氢 反应器 焊接坡 口形式
候晓 玉，高宏霞 ，刘忠 民，唐 鑫明
（ 大连东方亿鹏设备制造有 限公司 ，辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ５ ２ ）
［ 摘 要］ 阐述 了加氢反应 器焊接坡 口的选择原则 ，以加氢精制反应 器为例 ，详细介绍 了壳体纵环缝及开 口接管坡 口形 式。
理 工程师。在大连东方亿鹏设备制造有 限公司从事工艺审核工作 。
第２ 期
侯 晓玉等 加氢反应器焊接坡 口形 式
。 ４ ９． ．
焊 接 ，焊 接 过程 中要 严
格控 制 层 间 温度 ，焊 接 效 率低 且 焊 接难 度 高 ， 无 损 检 测 焊 缝 合 格 率 低 。我 公 司 与 哈尔 滨 锅