国产单层带极电渣堆焊焊材在加氢反应器的应用

０．００１ ０．５７
％ Ｎ —
１．３ 焊接试验方法及要求 （１）试验设 备 为 国 产 十 字 架 带 极 堆 焊 设 备，
通过预置焊接参数，进行单层带极电渣堆焊。 （２）焊接工艺规范见表 ４，堆焊前，清理待堆
焊面至呈现金属光泽，并按 ＮＢ／Ｔ４７０１３．４—２０１５ 《承压设备无损检测 第 ４部分：磁粉检测》进行 １００％ＭＴ检测，合格。
７０ 第 ３６卷第 ９期
压 力 容 器
２０１９年 ９月
檭殐
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４８３７．２０１９．０９．０１１
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制造与安装
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国产单层带极电渣堆焊焊材在加氢反应器的应用
刘宝剑，孔凡红，王天先，范西斌
（青岛兰石重型机械设备有限公司，山东 青岛 ２６６４２６）
１ 产品简介及试验条件
１．１ 产品概况 加氢精制反应器的主要设计参数见表 １。
收稿日期：２０１９－０５－２４
刘宝剑，等：国产单层带极电渣堆焊焊材在加氢反应器的应用
７１
表 １ 加氢精制反应器设计条件
项目
设计温度 ／ 设计压力 ／
℃
ＭＰａ
介质
主体材料 堆焊材料
设备规格 ／ ｍｍ
堆焊层厚度 ／ ｍｍ
参数
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃ７５ｍｍ×０．４ｍｍ ｓｔｅｅｌｓｔｒｉｐａｎｄｆｌｕｘｗｅｒｅｕｓｅｄｆｏｒｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｏｎｏｌａｙｅｒｓｔｒｉｐ ｅｌｅｃｔｒｏｓｌａｇｓｕｒｆａｃｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｉｎｇｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒｗａｌｌｏｆｈｙｄｒｏｆｉｎｉｎｇｒｅａｃｔｏｒｗａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｐａｓｓｅｄｔｈｅａｃｃｅｐｔａｎｃｅｏｆｅｘｐｅｒｔｇｒｏｕｐ．Ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｄｅ ｌｉｖｅｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔｐｒｏｍｏｔｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｍｏｎｏｌａｙｅｒｓｔｒｉｐｅｌｅｃｔｒｏｓｌａｇｓｕｒｆａｃｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌｓｉｎｈｙｄｒｏｇｅｎｓｅｒｖｉｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓｔｒｉｐｅｌｅｃｔｒｏｓｌａｇｓｕｒｆａｃｉｎｇ；ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｒｅａｃｔｏｒ；ｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｐｒｏｄｕｃｔａｃｃｅｐｔａｎｃｅ
０ 引言
加氢反应器是高压、高温、临氢的压力容器， 在其内壁表面堆焊不锈钢材料是常用和有效提高 其耐腐蚀性能的技术。对于大型加氢反应器筒体 内壁，带极埋弧 ＋电渣堆焊（ＳＡＷ ＋ＥＳＷ）是目前 常用的堆焊技术，但该技术生产成本高，熔敷速率 慢，焊剂消耗较高。随着堆焊材料和堆焊工艺技 术的发展，单层带极电渣堆焊技术因其具有更高 的熔敷效率，更低的焊带及焊剂消耗以及更优的 外观成型等优点，已在国外加氢反应器的制造中 得到较广泛应用，带来较好的经济效益。但该技 术在国内加氢反应器上的应用却较少，采用国产
元素 含量
表 ２ １２Ｃｒ２Ｍｏ１Ｒ钢Baidu Nhomakorabea化学成分
Ｃ
Ｓ
Ｐ
Ｓｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｎｉ Ｍｏ
０．１５ ０．００２ ０．００７ ０．０９ ０．５４ ２．４０ ０．１６ ０．９７
％ Ｃｕ Ａｓ Ｓｎ Ｓｂ ０．０３ ０．００６ ０．００３ ０．００２
表 ３ 钢带化学成分
元素
Ｃ
Ｓ
Ｐ
Ｓｉ Ｍｎ
Ｃｒ
Ｎｉ
Ｍｏ
Ｃｕ
Ｎｂ
含量 ０．０２０ ０．００２ ０．０１９ ０．３６ ０．９０ ２１．３３ １１．３６ —
（３）模拟焊后热处理（ＰＷＨＴ）工艺：Ｍｉｎ．ＰＷＨＴ （６９０±１４）℃ ×８ｈ和 Ｍａｘ．ＰＷＨＴ（６９０±１４）℃ × ３２ｈ，装炉温度≤４００℃，升、降温速度≤５５℃ ／ｈ， 试件随炉冷至 ４００℃以下出炉空冷。
表 ４ 单层带极电渣堆焊工艺规范
项目
焊接电流 焊接电压 焊接速度 预热温度 ／道间温度 ／ 后热温度及 干伸长度 ／ 焊道搭 磁控电流
Ｉ／Ａ
Ｕ／Ｖ ｖ／（ｍｍ·ｍｉｎ－１） ℃
℃
时间 ／℃ ×ｈ ｍｍ 接量 ／ｍｍ Ｉ／Ａ
数值 １３００～１４００ ２６～２８ １４０～１５０ ≥１２０ １２０～２５０ （２５０～３００）×２ ２５～３５ ８～１０ １．０
单层带极电渣堆焊焊材的加氢反应器更少 。 ［１－３］ 近几年，国内设计院及焊材厂商都在积极推
动单层带极电渣堆焊焊材的研发及推广。按照中 石化洛阳工程有限公司《加氢高压设备用堆焊材 料研制工程技术条件》（简称技术条件）的技术要 求，采用单层带极电渣堆焊 ＥＱ３０９ＬＮｂ型焊材进 行单层带极电渣堆焊技术的焊接工艺评定，并应 用于某加氢精制反应器筒体内壁堆焊，以下是具 体的试验及应用情况介绍。
４３０
９．８２
油，油气， 氢气，硫化氢
１２Ｃｒ２Ｍｏ１Ｒ
ＥＱ３０９ＬＮｂ ４０００×３５７０５×１３６
≥５
１．２ 焊接工艺评定试验材料 试 验 母 材 为 １２Ｃｒ２Ｍｏ１Ｒ 钢 板，规 格 为
６００ｍｍ×３５０ｍｍ×５０ｍｍ，试件化学成分如表 ２
所示。钢带和焊剂为：西冶钢带 ＸＹ－３０９ＬＮｂ，规 格 ７５ｍｍ×０．４ｍｍ；西冶焊剂 ＸＹ－ＡＦ５０３；钢带 化学成分如表 ３所示。
摘 要：采用国产 ７５ｍｍ×０．４ｍｍ钢带及焊剂进行单层带极电渣堆焊焊接工艺评定，并依据焊接工艺评定完成加氢精 制反应器内壁堆焊工作，焊接工艺评定及产品通过了验收，产品达到出厂条件，该项目推动了国产单层带极电渣堆焊焊 材在加氢等临氢压力容器中的应用。 关键词：单层带极电渣堆焊；加氢反应器；焊接工艺评定；产品验收 中图分类号：ＴＨ４９；ＴＧ１１３．２６ 文献标志码：Ｂ
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤｏｍｅｓｔｉｃＭｏｎｏｌａｙｅｒＳｔｒｉｐＥｌｅｃｔｒｏｓｌａｇＳｕｒｆａｃｉｎｇｉｎＨｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎＲｅａｃｔｏｒ
ＬｉｕＢａｏｊｉａｎ，ＫｏｎｇＦａｎｈｏｎｇ，ＷａｎｇＴｉａｎｘｉａｎ，ＦａｎＸｉｂｉｎ
（ＱｉｎｇｄａｏＬＳＨｅａｖｙＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６４２６，Ｃｈｉｎａ）