Schweißen von ultra-superkritischem Kesselmaterial

Hitzebeständiger Stahl ist ein Stahl, der bei hohen Temperaturen eingesetzt werden kann und eine ausgezeichnete thermische Festigkeit und thermische Stabilität aufweist. Die thermische Festigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit, Kriechen und Bruch bei hohen Temperaturen zu widerstehen, und die thermische Stabilität bezieht sich auf die Fähigkeit, Oxidation und Korrosion von gasförmigen Medien bei hohen Temperaturen zu widerstehen. Hitzebeständiger Stahl mit thermischer Festigkeit wird gewöhnlich als hitzebeständiger Stahl und hitzebeständiger Stahl mit thermischer Stabilität als hitzestabiler Stahl bezeichnet. Hitzebeständige Stähle werden hauptsächlich in der Energietechnik verwendet, z. B. bei der Herstellung von Ölraffinerieanlagen, Kesseln, Nuklearbehältern, Dampfturbinen, Behältern für synthetische Chemikalien, Luft- und Raumfahrtanlagen und anderen Hochtemperaturanlagen. Es sei darauf hingewiesen, dass viele nichtrostende Stähle (309, 310H) auch hitzebeständig sind und manchmal als "hitzebeständiger nichtrostender Stahl" bezeichnet werden.

Die Schweißnähte von hitzebeständiger Stahl muss im Wesentlichen die gleiche Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit aufweisen wie das Grundmetall. Die Legierungszusammensetzung und der Gehalt des Schweißguts sollten im Wesentlichen mit dem Grundwerkstoff übereinstimmen, z. B. Cr, Mo, W und andere Hauptelemente, während Verunreinigungen wie P und S so weit wie möglich auf einem niedrigen Niveau gehalten werden sollten, um die Neigung zu Heißrissen zu verringern. Um die Schweißbarkeit zu verbessern, kann der C-Gehalt des Schweißmaterials etwas niedriger sein als der des Grundmetalls, um die Hochtemperaturleistung zu gewährleisten. Die Festigkeit des Schweißgutes muss der des zu schweißenden Grundwerkstoffes entsprechen. Schweißverbindungen aus hitzebeständigem Stahl müssen nicht nur eine Kurzzeitfestigkeit bei Raumtemperatur und hoher Temperatur aufweisen, die im Wesentlichen derjenigen des Grundmetalls entspricht, sondern auch, was noch wichtiger ist, ein Kriechverhalten bei hoher Temperatur, das dem des Grundmetalls entspricht. Die Leistungsanforderungen an neue Verbindungen aus hitzebeständigem Stahl für ultra-superkritische Kessel sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

KlassenT.S σb MPaY.Sσs MPaDehnung δ%AkvJZulässige Spannung bei Betriebstemperatur,MPaHärte, HB
P12263053017%3164 (620℃)225~270
P9263053017%3170(620℃)-
HR3C655-30-69(650℃)-
Super304H590-35-91(620℃)78(650℃)225~270

Although most of heat resistant steel welding structure is working under high temperature, but the final inspection for pressure vessels and piping requirements, usually at room temperature to 1.5 times the working pressure experiment hydraulic or pneumatic pressure test, the operation of pressure equipment or maintenance have to undergo the cold start process, so the heat resistant steel welding joint is also should have certain resistance to brittle fracture. For martensite and austenite heat resistant steels, the content of δ Ferrite in the deposited metal should be strictly controlled to ensure the creep property of the welded joints during the long time running at high temperature.

Schweißen von martensitischem Stahl P92/T92, P122/T122

Sowohl P92 als auch P122 sind martensitische Stähle, die beim Schweißen zur Kalt- und Warmrissbildung neigen. Um Kaltrisse beim Schweißen zu vermeiden, ist es notwendig, vor dem Schweißen vorzuwärmen. Die Vorwärmtemperatur beträgt nicht weniger als 150℃ beim WIG-Schweißen und nicht weniger als 200℃ beim Elektrodenschweißen und Unterpulverschweißen. Um Heißrisse und Grobkorn zu vermeiden, sollte die Schweißlinienenergie während des Schweißvorgangs streng kontrolliert werden, die Zwischenlagentemperatur sollte weniger als 300℃ betragen, und das Wolfram-Elektroden-Argon-Lichtbogenschweißen mit geringer Schweißwärmezufuhr wird bevorzugt. Beim Elektroden-Lichtbogenschweißen sollte auf Mehrlagen- und Mehrlagenschweißen geachtet werden. Die Dicke der Schweißlage sollte nicht größer sein als der Elektrodendurchmesser. Die Schweißnahtbreite sollte nicht mehr als das Dreifache des Elektrodendurchmessers betragen, und es wird empfohlen, dass der Elektrodendurchmesser nicht mehr als 4 mm beträgt.Bei Werkstücken mit großen Wandstärken kann das Unterpulverschweißen zum Schweißen verwendet werden, aber es sollte Feindraht-Unterpulverschweißen verwendet werden, und der Durchmesser des Schweißdrahtes sollte weniger als 3 mm betragen. Beim Schweißen von Rohren mit kleinem Durchmesser (T122 und T92) sollte die Rückseite während des gesamten Schweißvorgangs mit Argon gefüllt sein. Bei dickwandigen Rohren mit großem Durchmesser muss die Rückseite der ersten drei Lagen der Schweißnähte an der Wurzel mit Argongas geschützt werden. Nach dem Schweißen, verwenden Sie Asbest-Isolierung und langsame Abkühlung und bleiben zwischen 100 ~ 150℃ für mindestens 1 ~ 2 Stunden, bis die Metallographie vollständig in Martensit umgewandelt wird, dann kann die Wärmebehandlung nach dem Schweißen durchführen. Für die Wandstärke des Werkstücks ist größer als 40mm, nach dem Schweißen mit Asbest Isolierung langsame Abkühlung, 100 ~ 150℃ mindestens bleiben 1 ~ 2 Stunden, wenn nicht sofort Wärmebehandlung, sollte auf 200 ~ 300℃ Isolierung 2 Stunden erhitzt werden und dann langsam auf Raumtemperatur abkühlen.

SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN Austenitischer Stahl zum Schweißen

Austenitischer Stahl ist gut schweißbar und neigt nicht zur Kaltrissbildung, so dass er nicht vorgeheizt werden muss. Allerdings neigt austenitischer Stahl beim Schweißen zur Heißrissbildung, so dass auf die Kontrolle der Schweißwärmezufuhr und der Zwischenlagentemperatur geachtet werden sollte. Beim Schweißen ist die Energie der Schweißlinie geringer, z. B. beim manuellen WIG-Schweißen, automatischen WIG-Kaltdrahtschweißen oder WIG-Heißdrahtschweißen. Im Allgemeinen sollte die Zwischenlagentemperatur nicht mehr als 150℃ betragen. Beim automatischen WIG-Kaltdrahtschweißen oder WIG-Heißdrahtschweißen erfordert der kontinuierliche Schweißprozess eine Zwischenlagenkühlung der Schweißnaht mit Wasser. Um interkristalline Korrosion zu verhindern, sollte der Chloridionengehalt im Kühlwasser kontrolliert werden. Um die Oxidation von Legierungselementen in der Hochtemperaturzone zu verhindern, sollte die Rückseite während des gesamten Schweißvorgangs mit Argon gefüllt sein. Um eine gute Verschmelzung auf beiden Seiten der Rille zu gewährleisten, sollte der Rillenwinkel von austenitischem Stahl größer sein als der von allgemeinem Ferritstahl. Für das Schweißen von artfremdem Stahl mit ferritischen Werkstoffen wird ernicR-3 oder EnICRFE-2 Schweißdraht oder Elektrode empfohlen. Beim Schweißen von artfremdem Stahl (mit ferritischem Stahl) und bei hohen Temperaturen muss der Ausdehnungskoeffizient beider Werkstoffe berücksichtigt werden.

 

Wofür wird der kriechfähige Stahl verwendet?

Molybdän ist ein wichtiges Legierungselement in kriechfesten Ferritstählen, die bei Temperaturen von bis zu 530°C eingesetzt werden. Die Hauptanwendungsgebiete von warmfesten Stählen sind Kraftwerke und petrochemische Anlagen, wo Dampfturbinen große Schmiede- und Gussteile sowie Druckbehälter, Kessel und Rohrleitungssysteme Rohre, Platten und Zubehör aller Art erfordern.Neben der Warmfestigkeit sind auch andere Materialeigenschaften wie Härtbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit wichtig. Die relative Bedeutung dieser Eigenschaften hängt von der spezifischen Anwendung des Werkstoffs ab. So benötigen beispielsweise große Turbinenrotoren Stahl mit guter Härtbarkeit, und Rohrleitungssysteme in Kraftwerken müssen schweißbar sein. Dennoch werden bei den Legierungen, die für diese unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt werden, alle dieselben Prinzipien zur Verbesserung der Zeitstandfestigkeit angewandt.

Molybdän in fester Lösung kann die Kriechrate von Stahl sehr wirksam verringern. Beim Einsatz bei hohen Temperaturen verlangsamt Molybdän die Agglomeration und Vergröberung von Karbiden (Ostwald-Reifung). Durch Abschrecken und Anlassen wird ein Gefüge aus Oberbainit erzeugt, das zu den besten Ergebnissen bei der Hochtemperaturfestigkeit führt. Bei Kohlekraftwerken liegt der Wirkungsgrad unterkritischer Kraftwerke unter 40 %. Künftige ultra-superkritische Kraftwerke (USC) werden voraussichtlich einen Wirkungsgrad von über 50 Prozent erreichen und die Kohlendioxidemissionen pro erzeugter Kilowattstunde Strom um fast die Hälfte reduzieren. Kriechfester Ferritstahl wird nach wie vor häufig in Kraftwerken, Ölraffinerien und petrochemischen Anlagen auf der ganzen Welt eingesetzt. Zu den Bauteilen gehören nahtlose Rohre für Heißwasserkessel und Überhitzer, Kesseltrommeln, Sammler, Pumpen und Druckbehälter für Hochtemperaturzwecke sowie Dampfturbinenstiele mit einem Durchmesser von über 2 Metern und einem Gewicht von über 100 Tonnen. Dieser Stahl kann als C-Mn-Stahl, Mo-Stahl, niedrig legierter C-RMO-Stahl und 9-12% Cr-Stahl klassifiziert werden.

Anlagentyp Unterkritisch (über 300000 kw)
Wasserwand: A192, SA-106B, SA-106C,
Überhitzung: T11/P12,P22/T22,T23, T91,T92
Zwischenüberhitzer: P11,T23,T91,T92
Economizer: A192
Sammelleitung und Dampfleitung: A192, T12, P12
Überkritisch(SC)(Über 600000 kw)
Überhitzung: T22, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Material der Zwischenüberhitzer: P12,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C
Werkstoffe für Economizer : A192, SA210C
Sammelleitung und Dampfleitung: P11, P91, P92
Ultra-superkritisch(USC)(Über 660000 kw)
Überhitzungsmaterial: T22,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Wiedererhitzer: P12, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Werkstoffe für Economizer : A192, SA210C
Sammelleitung und Dampfleitung: P11,P91,P92

Wie ist das Wärmetauscherrohr mit dem Rohrboden verbunden?

Die Verbindungsform von Wärmetauscherrohr und Rohrboden umfasst hauptsächlich Dehnung, Schweißen, Expansionsschweißen usw. Die Festigkeitskompensationsverbindung bezieht sich auf die Erhöhung der Dichtungsleistung und der Zugfestigkeit der Verbindung zwischen dem Wärmetauscherrohr und dem Rohrboden. Sie stützt sich auf die plastische Verformung des Rohrendes, um der Zugkraft standzuhalten. Die Eigenspannung nach der Ausdehnung des Rohrs wird bei steigender Temperatur allmählich schwächer, so dass die Dichtungsleistung und die Festigkeit der Verbindung zwischen Rohr und Rohrboden abnehmen. Daher ist die Festigkeitserweiterung geeignet für den Entwurfsdruck von weniger als oder gleich 4MPa, die Entwurfstemperatur von weniger als oder gleich 300℃. Die Festigkeitserweiterung sollte nicht im Falle von starken Vibrationen, großen Temperaturunterschieden oder offensichtlicher Spannungskorrosion während des Betriebs verwendet werden.

Beim Aufweiten des Rohrs sollte die Härte des Rohrs geringer sein als die des Rohrbodens. Der Abstand zwischen dem Rohr und dem Rohr und die Glätte des Rohrs beeinflussen die Qualität des Expansionsrohrs. Die raue Oberfläche des Rohrlochs kann eine große Reibungskraft erzeugen und lässt sich nicht so leicht abziehen, aber es kann leicht zu Leckagen kommen. Die Oberfläche des Rohrlochs darf auf keinen Fall eine Längsrille aufweisen. Die glatte Oberfläche des Rohrlochs ist nicht leicht undicht, kann aber leicht abgezogen werden. Im Allgemeinen muss die Oberflächenrauhigkeit weniger als oder gleich 12,5μm betragen. Es gibt zwei Arten von Rohrlöchern: Löcher und ringförmige Rillen, erstere wie in Abbildung (a) unten dargestellt, letztere wie in Abbildung (b) und (c) unten dargestellt.

Nach dem Einstechen wird die Stahlrohre werden beim Aufweiten in die Nuten gepresst, was den Abziehwiderstand und die Dichtungsleistung verbessern kann. Die Anzahl der ringförmigen Schlitze im Rohrloch hängt von der Dicke des Rohrbodens ab. Im Allgemeinen wird ein Schlitz geöffnet, wenn die Dicke weniger als 25 mm beträgt, und zwei Schlitze werden geöffnet, wenn die Dicke mehr als 25 mm beträgt. Wenn die Rohrplatte dick ist oder um Spaltkorrosion zu vermeiden, kann die in der folgenden Abbildung (d) gezeigte Struktur verwendet werden, die zusammengesetzte Rohrplatte und das Wärmetauscherrohr können auch erweitert werden, wenn die Ummantelung größer oder gleich 8mm ist, sollte in der Nut auf dem Rohrloch sein, die Struktur ist in der folgenden Abbildung (e) gezeigt.

Festigkeit Schweißen bezieht sich auf die Abdichtung Leistung und Zugfestigkeit des Wärmetauschers Rohr und Rohrboden Verbindung zu gewährleisten, ist die am häufigsten verwendete Rohrboden Verbindungstypen. Stärke Schweißen Herstellung ist einfach, die Zugfestigkeit ist stark, wie Schweißen Teil Versagen, kann sekundäre Reparatur Schweißen, bequemer Wärmetauscher Rohr sein. Die Verwendung von Festigkeitsschweißen ist nicht durch Druck und Temperatur begrenzt, aber es ist nicht geeignet für die Gelegenheit der großen Vibrationen oder Spaltkorrosion. Die allgemeine Form des Festigkeitsschweißens ist in Abbildung (a) unten dargestellt. Um Flüssigkeitsansammlungen um das Rohrende zu vermeiden, wird häufig die in Abbildung (b) gezeigte Konstruktion verwendet. Die in Abbildung (c) gezeigte Konstruktion wird im Allgemeinen verwendet, wenn der Rohrboden aus rostfreiem Stahl besteht.

Die Abdichtungsleistung der Verbindung zwischen Rohr und Rohrplatte muss hoch sein, oder es gibt Korrosion, starke Vibrationen und andere Gelegenheiten, einzelne Expansion oder Schweißen kann die Anforderungen nicht erfüllen, die Kombination der beiden kann genügend Stärke und gute Abdichtungsleistung bieten. Die Kombination von Dehnung und Schweißen kann in zwei Arten unterteilt werden, je nach der Reihenfolge von Dehnung und Schweißen: Dehnung und Schweißen nach der Dehnung. Bei der allgemeinen Expansionsmethode entstehen zwangsläufig Ölflecken im Fugenspalt, die nach der Expansion geschweißt werden. Diese Ölflecken und die Luft im Spalt beeinträchtigen die Schweißqualität.

Schweißen vor der Ausdehnung führt zu Schäden an der Schweißnaht. Derzeit gibt es keine einheitliche Bestimmung für die Wahl der beiden Aufträge. In der tatsächlichen Technik, wie Expansion nach dem Schweißen, vor dem Schweißen sollte sauberes Öl; Wenn das erste Schweißen nach der Expansion, sollte eine Grenze für die Expansion Position des Rohres Ende, in der Regel von der Oberfläche des Rohres Platte 15mm über den Umfang der Expansion zu kontrollieren. Die erste Expansion und dann Schweißen nimmt im Allgemeinen die Form der Stärke Expansion und Dichtung Schweißen. Die Festigkeitserweiterung gewährleistet die Dichtungsleistung des Rohrs und des Rohrbodens und sorgt für eine ausreichende Zugfestigkeit, und das Dichtungsschweißen gewährleistet die Dichtungsleistung des Rohrs und des Rohrbodens. Der Aufbau ist in der Abbildung (a) dargestellt. Das Festigkeitsschweißen gewährleistet die Dichtungsleistung des Rohrs und des Rohrbodens, indem es eine ausreichende Zugfestigkeit bietet, und die Klebeerweiterung beseitigt den Spalt zwischen dem Rohr und dem Rohrloch, um die Dichtungsleistung zu gewährleisten. Die Struktur ist in Abbildung (b) dargestellt.

Im Wesentlichen ist die explosive Expansion auch eine Art von Festigkeitsexpansion, die letztere nimmt in der Regel Walzenexpansion, die erstere verwendet den Sprengstoff in einer sehr kurzen Zeit, um Hochdruck-Gas-Stoßwelle zu produzieren, um das Rohr fest mit dem Rohr Loch befestigt. Hohe explosive Expansion und Verbindungseffizienz, keine Notwendigkeit von Schmieröl, leicht zu schweißen nach der Expansion, große Zugfestigkeit, kleine axiale Dehnung und Verformung.

Explosive Expansion eignet sich für dünnwandige Rohre, Rohre mit kleinem Durchmesser und große Dicke Rohrboden Expansion, Wärmeaustausch Rohr Ende Leckage, mechanische Expansion ist schwierig, die Gelegenheit zu reparieren.

Wie wirken sich Legierungselemente auf die Leistung kryogener Stähle aus?

In der Regel nennen wir den Stahl, der im Temperaturbereich von -10 bis -273℃ verwendet wird, Tieftemperaturstahl oder kryogenen Stahl Je nach Legierungselementgehalt und Struktur können kryogene Stähle unterteilt werden: Aluminium getötet C-Mn Stahl wie 06MnVTi, 06MnVal, 09Mn2Vre, 06MnNb Stahl, niedrig legierte Eisen Körper Tieftemperatur-Stahl 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, etc., Martensiform Tieftemperatur-Stähle wie 9Ni, 5Ni Stahl, hochlegierte austenitische Tieftemperatur-Stähle wie 1Cr18Ni9Ti und 20Mn23Al und so weiter.

Die Auswirkung von Legierungselementen in Tieftemperaturstählen bezieht sich hauptsächlich auf ihre Auswirkungen auf die Tieftemperaturzähigkeit von Stählen:

C

Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt steigt die Versprödungstemperatur des Stahls schnell an und die Schweißeigenschaften nehmen ab, so dass der Kohlenstoffgehalt von Tieftemperaturstahl auf weniger als 0,2% begrenzt ist.

Mn

Mangan kann die Tieftemperaturzähigkeit von Stahl deutlich verbessern. Mangan kommt im Stahl hauptsächlich in Form von Mischkristallen vor und spielt die Rolle der Mischkristallverfestigung. Darüber hinaus ist Mangan ein Element, das den Austenitbereich vergrößert und die Umwandlungstemperatur senkt (A1 und A3). Es ist einfach, feine und duktile Ferrit- und Perlitkörner zu erhalten, die die maximale Kerbschlagarbeit erhöhen und die Sprödübergangstemperatur erheblich reduzieren können. Im Allgemeinen sollte das Mn/C-Verhältnis gleich 3 sein, wodurch nicht nur die Sprödübergangstemperatur des Stahls gesenkt werden kann, sondern auch der Rückgang der mechanischen Eigenschaften kompensiert wird, der durch den Rückgang des Kohlenstoffgehalts aufgrund der Erhöhung des Mn-Gehalts verursacht wird.

Ni

Nickel kann die Tendenz zum spröden Übergang abmildern und die Temperatur des spröden Übergangs deutlich senken. Die Wirkung von Nickel auf die Verbesserung der Tieftemperatur-Zähigkeit von Stahl ist 5 mal, dass von Mangan, das heißt, die spröde Übergangstemperatur sinkt um 10℃ mit der Erhöhung der Nickelgehalt um 1%. Dies ist vor allem wegen der Nickel mit Kohlenstoff, durch die feste Lösung und Verstärkung absorbiert, Nickel macht auch einen Umzug in den linken Punkt der eutektoiden Stahl eutektoiden Punkt, um den Kohlenstoffgehalt zu reduzieren, reduzieren Sie die Phasenübergangstemperatur (A1 und A2), im Vergleich mit dem gleichen Kohlenstoffgehalt von Kohlenstoffstahl, Rückgang der Zahl der Ferrit und Raffination, Perlit Populationen (der Kohlenstoffgehalt von Perlit ist auch niedriger als Kohlenstoffstahl). Die Versuchsergebnisse zeigen, dass der Hauptgrund, warum Nickel die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen erhöht, darin liegt, dass nickelhaltiger Stahl bei niedrigen Temperaturen mehr bewegliche Versetzungen aufweist und leichter quer gleiten kann. Ein Beispiel: Mittellegierter martensitischer Tieftemperaturstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt 9Ni-Stahlhat eine hohe Tieftemperaturzähigkeit, kann für -196℃ verwendet werden. Der 5Ni-Stahl, der auf der Grundlage von 9Ni-Stahl entwickelt wurde, hat eine gute Tieftemperaturzähigkeit bei -162~-196℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Phosphor, Schwefel, Arsen, Zinn, Blei, Antimon: Diese Elemente sind der Tieftemperaturzähigkeit von Stahl nicht förderlich.

Sie entmischen sich in der Korngrenze, was die Oberflächenenergie und den Widerstand der Korngrenze verringert und dazu führt, dass der spröde Riss von der Korngrenze ausgeht und sich entlang der Korngrenze ausbreitet, bis der Bruch vollständig ist.

Phosphor kann die Festigkeit von Stahl verbessern, erhöht aber die Sprödigkeit des Stahls, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Die Versprödungstemperatur ist offensichtlich erhöht, so dass sein Gehalt streng begrenzt werden sollte.

O, H, N

Diese Elemente erhöhen die Sprödübergangstemperatur von Stahl. Desoxidiertes Silizium und aluminiumberuhigte Stähle können die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen verbessern, aber da Silizium die Sprödübergangstemperatur von Stählen erhöht, haben aluminiumberuhigte Stähle eine niedrigere Sprödübergangstemperatur als siliziumberuhigte Stähle.

Die Schweißbarkeit von J55-Ölleitungen

Das Ölrohr besteht aus einer Manschette und einem Rohrkörper. Ein einzelner Rohrkörper wird mit dem Kragengewinde verbunden und mit einer End-zu-End-Verbindung zum Ölfeld transportiert, um den Transport und die Verwendung nach Erreichen der erforderlichen Länge zu erleichtern. Um die Festigkeit und den Lockerungsschutz der Gewindeverbindung zu erhöhen, muss die Kupplung nach der Gewindeverbindung mit dem Rohrkörper verschweißt werden. Es ist daher sehr wichtig, die Schweißleistung zu analysieren und einen angemessenen Schweißprozess zu entwickeln. API 5A J55 ist eines der am häufigsten verwendeten Gehäusematerialien, und wir haben seine Schweißbarkeit in Bezug auf sein Kohlenstoffäquivalent analysiert.

API 5CT J55 Chemische Zusammensetzung

KlasseCSiMnPSCrNiCuMo
API 5CT J550.34-0.390.20-0.351.25-1.500.0200.0150.150.200.20/

Nach der Kohlenstoffäquivalenzformel des International Institute of Welding:

CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

CE=0,69>0,4

Sein Kohlenstoffäquivalent beträgt mehr als 0,4 und seine Schweißbarkeit ist schlecht. Um eine qualifizierte Schweißqualität zu erreichen, sind eine hohe Vorwärmtemperatur und strenge technologische Maßnahmen erforderlich.

Die Schweißbarkeit wurde unter Berücksichtigung des Einflusses des Gehalts an J55-Legierungselementen auf Mikrostruktur und Eigenschaften analysiert:

  • J55 Darmrohr hat einen hohen Kohlenstoffgehalt, nämlich 0,34%~0,39%, wodurch sich die Übergangskurve des unterkühlten Austenits des Stahls nach rechts verschiebt und ansteigt. Durch die Zugabe von Cr, Mn, Ni, Cu und anderen Legierungselementen verschiebt sich die Übergangskurve des unterkühlten Austenits nach rechts, wodurch die Stabilität des unterkühlten Austenits erhöht wird und der MS-Punkt (der Anfangspunkt der Martensitbildung) steigt. All diese Effekte erhöhen die Abschreckungstendenz von J55, und es kommt zu Schweißrissen.
  • J55 neigt stark zur Kaltrissbildung, vor allem zu Abschreck- und Versprödungsrissen. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, hohe maximale Härte der Schweißen Wärmeeinflusszone und schnelle Abkühlung, Martensit ist leicht erzeugt. Versuchen Sie beim Schweißen, eine hohe Linienenergie und einen hohen Schweißstrom zu wählen, und reduzieren Sie die Schweißgeschwindigkeit nicht zu stark. Um die Abkühlgeschwindigkeit zu reduzieren, verlängern Sie die Abkühlzeit der Schweißnaht von 800 ℃ bis 500℃, verbessern Sie die Mikrostruktur des Schweißguts und der Wärmeeinflusszone, und reduzieren Sie die maximale Härte der Wärmeeinflusszone, Vorwärmen vor dem Schweißen und Anlassen nach dem Schweißen ist erforderlich.
  • Die Heißrissneigung von J55 ist nicht hoch, weil seine Wärmeleitfähigkeit nicht leicht ein niedriges Schmelzeutektikum erzeugt; die Wiedererwärmungsrissneigung ist nicht groß, weil er kein starkes Karbid enthält. Der Schweißdraht ER55-G wird entsprechend seiner Festigkeit ausgewählt. Der Schweißdraht hat eine ausgezeichnete Schweißleistung, einen hohen Ni-Gehalt, eine hohe Kaltrissbeständigkeit und ausgezeichnete umfassende mechanische Eigenschaften des abgeschiedenen Metalls.
  • Aufgrund der großen Wärmezufuhr, die für das J55-Schweißen erforderlich ist, ist der Festigkeitswert des Grundmaterials und des Schweißmaterials groß, und die Eigenspannung beim Schweißen ist extrem hoch. Beim Schweißen ist es notwendig, die Schweißnaht während des Schweißens zu hämmern. Nach dem Schweißen wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, um die inneren Spannungen zu beseitigen und die durch übermäßige Spannungen verursachte Rissbildung nach dem Schweißen zu vermeiden. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann auch die Eigenschaften der Schweißmikrostruktur verbessern.

Schweißverfahren für J55

Schweissverfahren 180% Ar+20%CO2 Schutzgasschweißen. Schweißmaterial: Schweißdraht ER55-G, Durchmesser Φ3.2mm. Schweißparameter: Strom 250~320A, Spannung 26 ~30V; Schweißgeschwindigkeit 35~50cm/min;

Die Vorwärmtemperatur beträgt 100℃, und die Zwischenlagentemperatur ist nicht niedriger als die Vorwärmtemperatur, darf aber nicht höher als die Vorwärmtemperatur von 30℃ sein.

Behandlung nach dem Schweißen: Luftkühlung ohne Wärmebehandlung.

Ergebnisse: Der Zugversuch war qualifiziert. Die Schlagwerte der drei Proben in der wärmebeeinflussten Zone sind 26, 47, 23, unqualifiziert. Die vier seitlichen Biegeproben weisen einen 3,75mm-Riss, einen 4mm-Riss, einen 1,38mm-Riss und einen 0,89mm-Riss auf, die jeweils unqualifiziert sind. Dieses technologische Schema ist nicht angemessen.

Schweissverfahren 2: 80%Ar+20%CO2 Gasschweißen. Schweißen Material: Schweißdraht ER55-G, Durchmesser Φ3.2mm. Schweißparameter: Strom 250~320A, Spannung 26 ~30V; Schweißgeschwindigkeit 35~50cm/min; Die Vorwärmtemperatur ist 100℃, und die Zwischenlagentemperatur ist nicht niedriger als die Vorwärmtemperatur, aber es ist nicht erlaubt, höher als die Vorwärmtemperatur von 30℃ sein.

Behandlung nach dem Schweißen: Anlassen, Temperatur 600±20℃, Haltezeit 4h; Erwärmungsrate 50℃/h, Abkühlungsrate 50℃/h.

Ergebnisse: Der Zugversuch wurde qualifiziert. Die Schlagwerte der drei Proben in der Wärmeeinflusszone betragen 51, 40 bzw. 40 und sind damit qualifiziert.

Seitlicher Biegetest, qualifiziert; Das Experiment beweist, dass dieses technologische Schema angemessen ist. Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann die Schweißmikrostruktur und die Eigenschaften verbessern, was einer der wichtigsten Faktoren für das J55-Schweißen ist, um Schweißverbindungen zu erhalten, die den technischen Anforderungen entsprechen.

Die raue Umgebung des API 5A J55-Gehäuses stellt hohe Anforderungen an die Qualität des Rohres selbst und an die Qualität des Schweißens. Durch die obige Schweißanalyse und -prüfung wird ein Schweißverfahren ermittelt, das die Anforderungen erfüllt und eine theoretische und experimentelle Grundlage für das korrekte Schweißen von Ölrohren bietet.

Vorteile des U-Rohr-Wärmetauschers

Der U-Rohr-Wärmetauscher zeichnet sich durch seine einfache Struktur, gute Dichtheit, bequeme Wartung und Reinigung, niedrige Kosten, gute thermische Ausgleichsleistung und hohe Druckbelastbarkeit aus. Der U-Rohr-Wärmetauscher hat die größte Wärmeaustauschfläche bei gleichem Durchmesser. Die Hauptstruktur des U-förmigen Rohrwärmetauschers umfasst Rohrkasten, Zylinder, Kopf, Wärmetauscherrohr, Düsen, Prallplatte, Anti-Schock-Platte und Führungsrohr, Anti-Kurzschluss-Struktur, Unterstützung und anderes Zubehör der Mantel- und Rohrseite, ist die am häufigsten verwendete in Mantel und Rohrwärmetauscher.

Wärmetauscherrohr

Bei den für die Wärmeübertragung verwendeten Wärmetauscherrohren handelt es sich in der Regel um primäre kaltgezogene Wärmetauscherrohre und gewöhnliche kaltgezogene Wärmetauscherrohre. Erstere eignen sich für die Wärmeübertragung und Vibrationen ohne Phasenwechsel, letztere für das Aufkochen, die Kondensationswärmeübertragung und allgemeine vibrationsfreie Situationen. Das Wärmetauscherrohr muss bestimmten Temperaturunterschieden, Belastungen und Korrosionsbeständigkeit standhalten können. Die Länge des Wärmetauscherrohrs beträgt im Allgemeinen 1,0 m, 1,5 m, 2,0 m, 2,5 m, 3,0 m, 4,5 m, 6,0 m, 7,5 m, 9,0 m, 12,0 m. Das Material des Rohres kann Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing und Kupfer-Nickel-Legierung, Nickel, Graphit, Glas und anderen speziellen Materialien, auch oft verwendet Composite-Rohr sein. Um den Bereich der effektiven Wärmeübertragung Rohr zur gleichen Zeit maximieren die Rohrseite Wärmeübergangskoeffizient, Wärmetauscherrohr Verarbeitung oder in Rohr in die internen und externen Oberflächen der gestörten Strömung Komponenten eingefügt zu erweitern, wodurch Flüssigkeit Turbulenzen die innen und außen zur gleichen Zeit, häufig verwendet, wie raue Oberfläche Rohre, Rippenrohr, das Stützrohr, im Inneren der Plug-in-Typ, etc.

Rohrboden

Der Rohrboden ist eines der wichtigsten Teile des Rohrbündelwärmetauschers. Die Rohrplatte ist die Barriere zwischen der Mantelseite und der Rohrseite. Wenn das Wärmetauschermedium keine oder nur eine geringe Korrosion aufweist, wird es im Allgemeinen aus kohlenstoffarmem Stahl, niedrig legiertem Stahl oder Edelstahl hergestellt. Die Form der Verbindung von Rohrboden und Mantel wird in nicht lösbare und lösbare Typen unterteilt. Ersteres ist die Verbindung zwischen Rohrboden und Mantel im festen Rohrboden-Wärmetauscher. Letztere, wie z. B. U-förmige Rohre, schwimmende Köpfe, Stopfbuchsen und verschiebbare Rohrplatten, sind die Verbindung zwischen Rohrboden und Mantel des Wärmetauschers. Bei abnehmbaren Verbindungen steht die Rohrplatte selbst in der Regel nicht in direktem Kontakt mit dem Mantel, sondern der Flansch ist indirekt mit dem Mantel verbunden oder wird durch zwei Flansche am Mantel und an der Rohrbüchse festgeklemmt.

Röhrenkasten

Die meisten Rohrbündelwärmetauscher mit größeren Manteldurchmessern verwenden Rohr- und Kastenstrukturen. Der Rohrkasten befindet sich an beiden Enden des Wärmetauschers, der die Flüssigkeit aus dem Rohr gleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre verteilt und die Flüssigkeit in den Rohren sammelt, um den Wärmetauscher zu verlassen. Bei einem Mehrrohrmantel kann das Gehäuse auch die Strömungsrichtung ändern. Die Struktur des Rohrkastens wird hauptsächlich dadurch bestimmt, ob der Wärmetauscher gereinigt oder das Rohrbündel geteilt werden muss.

Shell und U-Rohr-Wärmetauscher hat sich die am häufigsten verwendete Struktur Art von Wärmetauscher im Bereich der petrochemischen Industrie aufgrund vieler Vorteile, aber es hat auch einige Nachteile wie Rohrreinigung ist schwieriger, die Auslastung der Rohrplatte ist gering aufgrund der Begrenzung der Krümmungsradius der Biegung Rohr; Der Abstand zwischen den innersten Rohren des Rohrbündels ist groß, die Shell-Prozess ist leicht zu Kurzschluss, und die Ausschussrate ist hoch. Es ist geeignet für große Temperaturdifferenz zwischen Rohr und Shell-Wand oder Shell-Seite, wo Medium ist leicht zu skalieren und muss gereinigt werden, und ist nicht geeignet für die Verwendung von schwimmenden und festen Rohrplatte Typ Gelegenheiten, besonders geeignet für saubere und nicht leicht zu skalieren unter hoher Temperatur, hohem Druck, korrosive Medium.

Wie werden die Isolierfugen geschweißt?

Isolierfugen werden hauptsächlich für den Dichtungsschutz von Öl- und Gaspipelines und um elektrochemische Korrosion zu verhindern. Sie bestehen hauptsächlich aus kurzen Verbindungsstücken, Stahlflanschen, Befestigungsringen, Dichtungen, Isolierplatten, Isolierhülsen und Füllisoliermaterialien. Die Art der Abdichtung kann die O-Ring-Dichtung, U-Ring-Dichtung und "O + U-förmige" Verbunddichtung sein, obwohl die Dichtungsstruktur unterschiedlich ist, haben sie das gleiche Dichtungsprinzip. Das Dichtungsprinzip besteht darin, dass der Dichtungsring unter der Wirkung der externen Vorspannung eine elastische Verformung und die erforderliche Dichtkraft erzeugt, um sicherzustellen, dass das Medium in der Rohrleitung nicht ausläuft. Nachfolgend ein Beispiel für die isolierte Verbindung X80 DN1200 /PN120 zur Veranschaulichung des Schweißprozesses.

Das Material der Isolierverbindung in diesem Versuch ist API 5L X80und die Größe ist 1219mm×27.5mm. Der Hauptkörper Druck Schmieden Stahl (Flansch, fester Ring) Material ist F65, Ⅳ Klasse; Der Dichtungsteil ist Fluorgummi U-förmigen Dichtungsring, der die Eigenschaften der zuverlässigen Abdichtung, geringe Wasseraufnahme, hohe Druckfestigkeit, gute Elastizität und elektrische Isolierung hat. Das Material der Isolierplatte hat eine starke elektrische Isolierleistung, Widerstand gegen das Eindringen von Flüssigkeit und geringe Wasseraufnahme. Geschmiedeter Flansch in Übereinstimmung mit ASTM A694 für F65, den Inhalt von C, Mn, P, S und Kohlenstoff-Äquivalent, Rissfestigkeit Index, Härte und Kerbschlagarbeit Anforderungen. Nach der Prüfung ist die metallographische Struktur Perlit + Ferrit, einheitliche Struktur, keine Segregation, die durchschnittliche Korngröße ist 8 Grad. Die feinere Korngröße gewährleistet die hohe Festigkeit und Zähigkeit der Schmiedestücke.

Verfahren zum Schweißen

Für das Schweißen dieses Produkts, nach Spannungsabbau Behandlung, Zug-, Biege-, Schlag-, Härte-, Metallographie-und Spektralanalyse Tests, die Ergebnisse entsprechen den Spezifikationen.

1. Schweißnaht

  • Je nach Materialeigenschaften und Wandstärke der Rohrformstücke und Flansche wählen Sie die geeignete Rillenform und -größe, nämlich die doppelte V-Rille.
  • Bei der Auslegung der Größe und Art der Schweißnut wird der Einfluss der Schweißwärme auf die Leistung der Dichtungselemente berücksichtigt, und es wird eine geringere Wärmezufuhr für das Schweißen gewählt, um sicherzustellen, dass der Gummidichtring in der Nähe der Schweißnaht beim Schweißvorgang nicht verbrennt. Die enge Spaltnut wird entsprechend unserer langjährigen Erfahrung beim Schweißen vollverschweißter Kugelhähne festgelegt.

2. Verfahren zum Schweißen

Das Schweißverfahren "Argonlichtbogenschweißen + Unterpulverschweißen, Füllen und Abdecken". Gemäß dem Auswahlprinzip für Schweißmaterialien für hochlegierte Stähle mit verschiedenen Stahlsorten, die in der Druckbehälter-Schweißvorschrift und -norm festgelegt sind, wurden die Schweißmaterialien ausgewählt, die mit der Stahlsorte F65 übereinstimmen, die nicht nur die Festigkeitsanforderungen von F65 und X80 erfüllen, sondern auch eine gute Zähigkeit aufweisen.

Flansch-Nippel-Schweißen

Flansche und Rohrverbindungen werden durch Argonlichtbogenschweißen und automatisches Unterpulverschweißen geschweißt. Argon-Lichtbogenschweißen für das Gegenschweißen und dann automatisches Unterpulverschweißen für das Füll- und Deckschweißen.

1. Ausrüstung zum Schweißen

Unterpulver-Schweißautomat: Geschwindigkeit 0,04 ~ 2r/min, Werkstückspannbereich Φ330 ~ 2 700mm, die maximale Länge des schweißbaren Werkstücks 4500mm, die maximale Schweißnahttiefe 110mm, kann das Gewicht von 30t tragen.

Das Unterpulverschweißen hat die Vorteile einer zuverlässigen Schweißnahtqualität, einer schönen Schweißraupenbildung und einer hohen Abschmelzleistung und kann in großem Umfang für Isolierverbindungen mit großem Durchmesser, für vollverschweißte versenkte Kugelhähne usw. verwendet werden.

2. Verfahren zum Schweißen

GTAW+SAW-Schweißverfahren. Zunächst verwenden wir Argon-Lichtbogenschweißen Wurzel Hintergrund und Füllung jedes Mal, um sicherzustellen, dass die Wurzel durchschmelzen, und dann mit untergetauchten Lichtbogen automatische Mehrschicht-Multi-Pass-Schweißen Methode zur vollständigen Füllung und Abdeckung.

Wärmebehandlung nach dem Schweißen

Um die Eigenspannung der Schweißnaht zu reduzieren und Rissbildung oder Spannungsverformung zu vermeiden, ist es notwendig, die Schweißnaht nach dem Schweißen zu entspannen und anzulassen. Für die Wärmebehandlung wird ein elektrischer Seilheizer des Typs SCD (18,5 m lang) und ein Temperaturregelkasten des Typs LWK-3×220-A verwendet. Als Temperaturmessgerät wurde ein gepanzertes Thermoelement vom Typ K gewählt. Die Wärmebehandlungstemperatur betrug 550℃, und die Wärmeerhaltungszeit betrug 2 Stunden.

Aus welchem Material besteht N80 im N80-Ölgehäuse?

N80-Erdölrohre und nahtlose N80-Stahlrohre sind wichtige Ausrüstungen für Erdölbohrungen, zu deren Hauptausrüstung auch Bohrgestänge, Kernrohre und Futterrohre, Bohrschellen und Stahlrohre für Bohrungen mit kleinem Durchmesser gehören.

Aus welchem Material besteht N80 in N80-Ölgehäusen?

N80-Erdölrohre und nahtlose N80-Stahlrohre sind in drei verschiedenen Längen in der API-Norm spezifiziert: R-1 für 4,88 bis 7,62 m, R-2 für 7,62 bis 10,36 m und R-3 für 10,36 m und länger.

N80-Ölrohre und nahtlose N80-Stahlrohre werden bei Ölbohrungen hauptsächlich zur Unterstützung der Bohrlochwand während des Bohrprozesses und nach der Fertigstellung verwendet, um den Bohrprozess und den normalen Betrieb des gesamten Bohrlochs nach der Fertigstellung zu gewährleisten.

Die Typen und Verpackungen von N80-Erdölrohren und nahtlosen Stahlrohren werden gemäß SY/T6194-96 "Erdölrohre" in zwei Typen unterteilt: kurze Gewindehülsen und ihre Kupplung und lange Gewindehülsen und ihre Kupplung. Gemäß SY/T6194-96 sollten die Rohre im Inland mit Stahldraht oder Stahlband verschnürt werden. Jedes Gehäuse und der freiliegende Teil des Gewindes der Kupplung sollte auf den Schutzring geschraubt werden, um das Gewinde zu schützen.

N80-Erdölrohre und nahtlose N80-Stahlrohre müssen der Norm SY/T6194-96 entsprechen. Für das Mantelrohr und seine Verbindung ist die gleiche Stahlsorte zu verwenden. Schwefelgehalt <0,045% und Phosphorgehalt <0,045%.

N80 Ölgehäuse und N80 nahtlose Stahlrohr nach den Bestimmungen des GB222-84, um die chemische Analyse Proben. Chemische Analyse nach den Bestimmungen des entsprechenden Teils von GB223.

N80-Erdölrohre und nahtlose N80-Stahlrohre gemäß der Spezifikation des American Petroleum Institute ARISPEC5CT1988, erste Ausgabe. Die chemische Analyse erfolgt gemäß der neuesten Version von ASTME59, und die chemische Analyse wird gemäß der neuesten Version von ASTME350 durchgeführt.

Grundlegende Fragen der Ölverschalung

Chemische Zusammensetzung
(1) Gemäß SY/T6194-96. Die gleiche Stahlsorte wird für das Gehäuse und seine Verbindung verwendet. Schwefelgehalt <0,045% und Phosphorgehalt <0,045%.
(2) Entnahme von Proben für die chemische Analyse gemäß den Bestimmungen von GB/T222-84. Chemische Analyse in Übereinstimmung mit den Bestimmungen des relevanten Teils von GB223.
(3) Vorschriften des American Petroleum Institute API SPEC 5CT 1988, 1. Auflage. Chemische Analyse gemäß der ASTME59-Version der Probenvorbereitung, gemäß der ASTME350-Version der chemischen Analyse.

Erdölverrohrung
Stahlsorte des Ölgehäuses: H40, J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, usw. Bearbeitungsformen des Gehäuses: kurzes Rundgewinde, langes Rundgewinde, teilweises Trapezgewinde, spezielle Schnalle, etc. Wird für Ölbohrungen verwendet, hauptsächlich zur Unterstützung der Bohrlochwand während des Bohrvorgangs und nach Fertigstellung des Bohrlochs, um den normalen Betrieb des gesamten Bohrlochs nach Abschluss des Bohrvorgangs zu gewährleisten.

Berechnung des Gewichts
[(OD - Wandstärke)Wandstärke]0,02466=kg/m (Gewicht pro Meter)
Gemäß der spezifischen Situation in China werden für jede 1 m lange Bohrung etwa 62 kg Ölbohrrohre benötigt, davon 48 kg Casing und 10 kg Tubing. 3 kg Bohrgestänge und 0,5 kg Bohrmanschette.

Die große Rolle der Ölhülle

In der Vergangenheit wurden bei der Ölförderung einfache mechanische Werkzeuge verwendet, um das Bohrloch zu graben, und die Arbeiter standen dann am Rand des Bohrlochs, um das Öl zu fördern und die Pipeline zu transportieren, was große Probleme für die Sicherheit und Effizienz mit sich brachte. Die wichtigsten Aspekte dabei sind: Erstens werden das Wasser und der Boden in den unteren Schichten leicht mit dem Öl verwechselt, was dazu führt, dass die Reinheit des geförderten Öls nicht gewährleistet werden kann. Zweitens gibt es im Inneren der Ölmine keine Abstützung, so dass ein großes Sicherheitsrisiko für das Leben der Arbeiter und den Betrieb der Anlagen besteht. In diesem Fall streben viele Konstrukteure eine Reform des gesamten Rohrleitungssystems für die Ölindustrie an, und so wurde die Ölhülle geboren.

1, es ist die Öl-Gehäuse hat so viele Vorteile, mehr und mehr Öl-Bergbau-Unternehmen werden diese Reihe von Materialien wie die Verarbeitung, die notwendigen Requisiten zur Gewinnung von Öl, weil die Montage ist relativ einfach, so dass mehr und mehr Hersteller wählen, um die Produktion von einem einzigen Stück von Informationen, und dann die Hersteller kaufen, um die einfache Montage.

2, Ölgehäuse ist ein Pipeline-System für die Ölförderung, Transport, solide Versicherung, vor allem unterirdisch für den sicheren Betrieb, wenn Sie ein Öl-Arbeiter gewesen und setzen Sie sich in dieser Art von Arbeitsumgebung, werden Sie verstehen, dass nach der Verwendung von Ölgehäuse, der ganze Ort der Operation wird solide, als ob Sie sich keine Sorgen über den Himmel zusammenbrechen wird. In diesem Fall ist es einfacher, einen konzentrierten und sorgfältigen Arbeitsprozess zu erreichen. Seit der Einführung der Ölhüllen haben unzählige Ölarbeiter das Gefühl, dass die Industrie nicht mehr so gefährlich ist wie früher.