Tubería de Aleación 15Crmog al por Mayor de Zhejiang

15CrMoAcero resistente al calor con una estructura perlítica del sistema de acero, tiene alta resistencia en caliente a altas temperaturas (δb≥440MPa）y propiedades antioxidantes, y tiene cierta resistencia a la fragilización por hidrógeno. Debido al mayor contenido de aceroCr、doEn comparación con otros elementos de aleación, el acero tiene una templabilidad más pronunciada y una soldabilidad deficiente.

1Estándares de implementación

GB/T 3077-2006Placa de acero estándarGB/T11251-2009、Estándares de la empresa Wuyang, estándares de la industria militar.

2Soldabilidad

Materiales de soldadura

contra15CrMoBasándonos en la experiencia pasada y consultando las tarjetas de procedimiento de soldadura proporcionadas por fuentes extranjeras, seleccionamos dos esquemas para las pruebas de soldadura, considerando las características de soldabilidad del acero.

planⅠ： Precalentamiento de soldadura, usandoER80S-B2LAlambre de soldadura,TIGSoldar base,E8018-B2Electrodo de soldadura, capa de cobertura de electrodo revestido para soldadura por arco, tratamiento térmico local después de la soldadura.

planII:usarER80S-B2LAlambre de soldadura,TIGSoldar base,E309Mo-16Electrodo de soldadura, electrodo de soldadura para pasada de cobertura de soldadura por arco, sin tratamiento térmico posterior a la soldadura. La composición química y las propiedades mecánicas del alambre y electrodo de soldadura se muestran en la tabla.1。

resultados de la prueba

Plan de pruebasPrueba de estiramientoPrueba de Flexión Prueba de Tenacidad al Impactoaky（J/cm2）

resistencia a la tracciónδb/MpaSitio de la fracturaángulo de flexiónDoblado de carajorobadoSoldarlínea de soldaduraZona Afectada por el Calor(HAZ)

planⅠ550/530Material Base50。AprobadoAprobado84.8 162 135.6

planII525/520Material Base50。AprobadoAprobado79.4 109.2 96.7

3Proceso de soldadura

planⅠ： Precalentamiento de soldadura, usandoER80S-B2LAlambre de soldadura,TiGSoldar el imprimador.E8018-B2Electrodo de soldadura, capa de cobertura de electrodo revestido para soldadura por arco, tratamiento térmico local después de la soldadura.

planII:usarER80S-B2LAlambre de soldadura,TiGSoldar el imprimador.E309Mo-16Electrodo de soldadura, electrodo de soldadura para pasada de cobertura de soldadura por arco, sin tratamiento térmico posterior a la soldadura. La composición química y las propiedades mecánicas del alambre y electrodo de soldadura se muestran en la tabla.1。

superficie1Composición Química y Propiedades Mecánicas de los Materiales de Soldadura

modeloC Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,% ;

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25 ;

E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19 ;

E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25 ;

Preparación antes de soldar

El espécimen adopta15CrMoTubo de acero,Presupuestoφ325×25，El tipo y las dimensiones del chaflán se muestran en la figura1。

Antes de soldar, use una amoladora angular para desbastar el interior y el exterior del chaflán y el borde del chaflán.50 mmLija el área hasta que se exponga el brillo metálico, luego limpia a fondo con acetona.

El espécimen está en una posición fija horizontal, y el espacio entre las superficies de acoplamiento es4 mm, utilizando soldadura manual por arco de tungsteno con gas protector, se realizan seis puntos de soldadura por puntos uniformemente distribuidos a lo largo de la circunferencia, la longitud de la soldadura por puntos en cada punto no debe ser inferior a20 mm。Electrodos de soldadura según la tabla2Hornear según las especificaciones.

Especificaciones de horneado de varillas de soldadura

Modelo de electrodo de soldaduraTemperatura de horneadoManteniendo el tiempo

E8018-B2 300°C2 horas

E309Mo-16 150°C1,5 horas

Parámetros del proceso

Según el planⅠSe requiere precalentamiento antes de soldar, segúnTto-BessyoLa fórmula para calcular la temperatura de precalentamiento propuesta por Deng et al.:

A=350√[C]-0.25（°C）En la fórmula,A——Temperatura de precalentamiento,°C。

[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

[C]x=C（Mn Cr）/9 Níquel/18 7Molibdeno/90En la fórmula,

[C]x——Equivalente de carbono por componente;

[C]p——Tamaño equivalente en carbono;S--Espesor de la muestra (en este artículoS=25mm）;

[C]x=C（Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[C]p=0.045peroA=138°C

Por lo tanto, la temperatura de precalentamiento se selecciona como150°C。Usando oxígeno-La muestra se calienta usando una llama de acetileno. Primero, la temperatura superficial de la muestra se juzga aproximadamente usando un crayón indicador de temperatura (estimado por la velocidad de cambio de color de la escritura). Luego, se mide con un termómetro de punta semiconductora. Se deben seleccionar al menos tres puntos de medición para asegurar que toda la muestra alcance la temperatura de precalentamiento requerida.

Durante la soldadura, el pase de raíz se suelda utilizando soldadura manual de gas inerte con tungsteno (TIG). Para evitar la concavidad en el reverso de la soldadura en la posición sobrecabeza, se utiliza la técnica de cordón de arrastre para la alimentación del alambre, lo que significa que el alambre de soldadura se alimenta a través del espacio desde el interior de la tubería. Los pases restantes se sueldan utilizando soldadura por arco metálico protegido (SMAW). Un total de6capa, un cordón de soldadura por capa de soldadura. EsquemaⅠY方案IILos parámetros del proceso de soldadura se muestran en la tabla3、4。Según el planⅠsoldar

superficie3planⅠParámetros del proceso de soldadura

Nombre de la soldaduraMétodo de soldaduraMateriales de soldaduraEspecificaciones del Material de Soldadura/mmCorriente de soldadura/AVoltaje de arco/VPrecalentamiento y Temperatura de Capa IntermediaEspecificaciones del tratamiento térmico

Capa base de soldadura por arco de argón de placa de tungstenoER80S-B2L φ2.4 110 12

Soldadura por arco con núcleo de fundenteE8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150°C715。×75min

Capa superior de la tapaSoldadura por arco con electrodo revestidoE8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25

superficie4planIIParámetros del proceso de soldadura

Nombre de la soldaduraMétodo de soldaduraMateriales de soldaduraEspecificaciones del Material de Soldadura/mmCorriente de soldadura/AVoltaje de arco/VPrecalentamiento y Temperatura de Capa IntermediaEspecificaciones del tratamiento térmico

BaseSoldadura de Gas TungstenoER80S-B2L φ2.4 110 12

capa de rellenoSoldadura por arco con electrodo revestidoE309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /

Capa superior de la tapaSoldadura por arco con electrodo revestidoE309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24

Al conectar, la temperatura de la capa intermedia no debe ser inferior a150°C, para evitar que la muestra se enfríe debido a la interrupción de la soldadura, dos soldadores deben operar alternativamente durante la soldadura, y se deben tomar medidas de conservación del calor y enfriamiento lento inmediatamente después de la soldadura.

tratamiento térmico

Plan de ImplementaciónⅠLas muestras soldadas deben someterse a un revenido local a alta temperatura después de la soldadura. El proceso de tratamiento térmico es: la velocidad de calentamiento es200°C/hora，ascender a715°CAislamiento1Hora15minutos, velocidad de enfriamiento100°C/hora，caer a300°CRefrigerado por aire trasero. Específicamente utilizaJL-4Calentador Eléctrico de Oruga Moldeado（1146×310）Rodee la soldadura con una capa de algodón de silicato de aluminio para aislamiento. El grosor de la capa de aislamiento es50 mm，control de temperatura usaDJK-AControlador de temperatura automático para calentador eléctrico de moldes.

4Editor de Pruebas de Evaluación

Muestra después de soldar porJB4730-94Estándar 《Pruebas No Destructivas de Recipientes a Presión》Detección de Defectos Ultrasónica, SoldaduraⅠCalificación aprobada. SegúnJB4708Las pruebas de calificación de procedimientos de soldadura se realizaron de acuerdo con la norma 《Calificación de Procedimientos de Soldadura para Recipientes a Presión de Acero》. Los resultados de la calificación se muestran en la tabla5。

superficie5Resultados de la prueba de calificación del procedimiento de soldadura

Plan de pruebasPrueba de estiramientoPrueba de flexiónPrueba de tenacidad al impactoaky（J/cm2）

resistencia a la tracciónδb/MpaSitio de la fracturaángulo de flexiónDoblado de carajorobadoSoldarlínea de soldaduraZona Afectada por el Calor(HAZ)

planⅠ550/530Material Base50。AprobadoAprobado84.8 162 135.6

planII525/520Material Base50。AprobadoAprobado79.4 109.2 96.7

De los resultados de la prueba de tracción, se sabe que todas las probetas de tracción de los dos esquemas se rompieron en el metal base, lo que indica que la resistencia a la tracción de la soldadura es mayor que la del metal base; todas las pruebas de flexión fueron calificadas, lo que indica que la plasticidad de la soldadura es relativamente buena. Según la Tabla5De los resultados de la prueba de tenacidad al impacto, esquemaⅠLa tenacidad al impacto es significativamente mayor que la previstaII，Prueba del planⅠLa especificación de tratamiento térmico posterior a la soldadura es relativamente ideal. El revenido a alta temperatura no solo logró el objetivo de mejorar la microestructura y las propiedades de la junta, sino que también resultó en un equilibrio adecuado entre tenacidad y resistencia. A partir de los resultados de las propiedades mecánicas a temperatura ambiente, se sabe que ambos esquemas de proceso de soldadura recomendados se pueden utilizar para la construcción en sitio. EsquemaⅠSe utilizan varillas de soldadura con composiciones cercanas al metal base, por lo que el rendimiento de la soldadura coincide con el del metal base. La soldadura debe tener alta resistencia en caliente y ser resistente al daño durante el uso a largo plazo a altas temperaturas. La dificultad radica en las especificaciones relativamente estrictas del tratamiento térmico posterior a la soldadura; el control inadecuado de la temperatura de revenido, el tiempo de mantenimiento y las velocidades de calentamiento/enfriamiento puede, de hecho, provocar una disminución en el rendimiento de la soldadura. SoluciónIILa soldadura se realizó utilizando electrodos de acero inoxidable austenítico. Aunque esto elimina la necesidad de tratamiento térmico posterior a la soldadura, debido a los diferentes coeficientes de expansión térmica entre el metal de soldadura y el metal base, puede ocurrir difusión y migración de carbono durante la operación a alta temperatura a largo plazo, lo que lleva fácilmente a fallas en la zona de fusión. Por lo tanto, considerando la confiabilidad operativa, la solución adoptada en sitio esⅠLa soldadura es más segura.

4en conclusión

15CrMoAmbos esquemas de soldadura son factibles para soldar tuberías de acero de pared gruesa para alta presión. Para asegurar que el rendimiento del metal de soldadura coincida con el metal base y posea alta resistencia en caliente, se adopta el esquema ...ⅠEl efecto es mejor, la clave es controlar estrictamente el proceso de tratamiento térmico posterior a la soldadura.

planIIAunque puede ahorrar el tratamiento térmico posterior a la soldadura, no se puede ignorar la posibilidad de fallo de la soldadura debido a la migración y difusión del carbono a altas temperaturas. Por lo tanto, solo debe usarse con precaución cuando el tratamiento térmico posterior a la soldadura no sea factible.

5Calor superficial

El tratamiento térmico es para mejorar y cambiar15CrMoMedidas extremadamente eficaces para el rendimiento del acero redondo aleado, que desempeñan un papel muy importante tanto en la fiabilidad del producto como en la economía.15CrMoEl tratamiento térmico del acero redondo aleado generalmente incluye el tratamiento térmico ordinario(Recocido, Normalizado, Temple, Revenido)Y tratamiento térmico superficial(El endurecimiento superficial y el tratamiento termoquímico (cementación, nitruración, recubrimiento por difusión, etc.) son dos categorías principales.
En ingeniería mecánica, muchas piezas de máquinas, como los cigüeñales, los engranajes y los árboles de levas de los motores de combustión interna, así como los engranajes en reductores importantes, no solo requieren suficiente tenacidad, plasticidad y resistencia a la flexión en el núcleo, sino que también requieren alta dureza, alta resistencia al desgaste y alta resistencia a la fatiga dentro de un cierto espesor de superficie. Los diversos métodos de tratamiento térmico general mencionados anteriormente son difíciles de satisfacer simultáneamente los requisitos de rendimiento mencionados. El tratamiento térmico superficial es un método eficaz para lograr simultáneamente estos requisitos de rendimiento.
El tratamiento térmico superficial es mediante el cambio15CrMoUn método de tratamiento térmico para cambiar las propiedades superficiales alterando la estructura de la capa superficial de acero redondo de aleación.
El temple superficial es un tratamiento térmico que cambia solo la microestructura de la capa superficial sin alterar su composición química. Se puede lograr mediante calentamiento por inducción utilizando corriente de alta frecuencia, media frecuencia o frecuencia de red, o mediante calentamiento a la llama. Su característica común es lograr hacer15CrMoLa superficie del acero redondo de aleación se calienta rápidamente a la temperatura de temple y luego se enfría rápidamente antes de que el calor haya penetrado hasta el núcleo de la pieza, lo que resulta en una alta dureza superficial mientras que el núcleo conserva una tenacidad relativamente alta.
Tratamiento químico - para hacer15CrMoUn método de tratamiento térmico en el que se modifican la composición química y la estructura de la capa superficial del acero redondo de aleación. Tratamiento termoquímico según15CrMoSegún los diferentes elementos difundidos en la superficie del acero redondo de aleación, se puede dividir en métodos como la cementación, la nitruración, la carbonitruración y la metalización. Se utiliza para mejorar y realzar15CrMoLa resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la fatiga, etc. del acero redondo aleado son muy efectivas. Actualmente, el tratamiento térmico químico se está desarrollando rápidamente, aplicándose muchas tecnologías nuevas.

6Composición química

7Propiedades mecánicas

8Ejemplos de aplicación

Petróleo, petroquímica, calderas de alta presión, etc. Las tuberías sin costura de uso especial incluyen tuberías sin costura para calderas, tuberías de acero sin costura geológicas y tuberías sin costura para petróleo.

9Especificaciones del spot