L'acier perlitique de la série de tôles d'acier 15crmo est résistant à la chaleur, a une résistance thermique élevée (δb ≥ 440 MPa) et une résistance à l'oxydation à haute température, et a une certaine résistance à la corrosion par l'hydrogène. En raison de la teneur plus élevée en CR, C et d'autres éléments d'alliage dans l'acier, la tendance à la trempe de l'acier est plus prononcée et la soudabilité est médiocre.

Soudabilité 15crmo

Matériel de soudure

Caractéristiques de travail pour la soudabilité de l'acier 15crmo,

Schéma I: préchauffage de la soudure, avec fil de soudure er80s - b2l, fond de soudure t1g, électrodes de soudure e8018 - B2, revêtement de soudure à l'arc pour électrodes, traitement thermique local après soudage.

Traitement thermique après soudage

Les éprouvettes sont soudées selon le schéma I, après le soudage, elles doivent être soumises à un traitement de trempe local à haute température. Le processus de traitement thermique est: vitesse de montée en température de 200 ℃ / h, montée à 715 ℃ pendant 1 heure et 15 minutes, vitesse de refroidissement de 100 ℃ / h, refroidissement à l'air après une chute à 300 ℃. Spécifiquement avec le type JL - 4 chauffant électrique sur chenilles (1146 × 310) enroulé autour de la soudure, isolation thermique avec une couche de laine d'aluminium silicate, épaisseur de la couche d'isolation 50mm, contrôle de la température avec le type djk - a chauffant électrique Contrôleur automatique de la température.

Résultats des essais d'évaluation du procédé de soudage

Protocole d'essai essai de traction essai de flexion essai de résistance à l'impact aky (J / cm2)

Résistance à la traction δb / MPa site de rupture zone affectée thermiquement (Haz)

Schéma I 550 / 530 matériau de base 50. Qualifié qualifié 84,8 162 135,6

Schéma II 525 / 520 matériau de base 50. Qualifié qualifié 79,4 109,2 96,7

Processus de soudage 15crmo

2.1 matériaux de soudage

Pour la soudabilité de l'acier 15crmo et les caractéristiques de fonctionnement des tuyaux à haute pression sur site, sur la base de l'expérience précédente et en référence aux cartes de processus de soudage fournies à l'étranger, nous avons choisi deux options pour effectuer des essais de soudage.

Schéma I: préchauffage de la soudure, avec fil de soudure er80s - b2l, fond de soudure t1g, électrodes de soudure e8018 - B2, revêtement de soudure à l'arc pour électrodes, traitement thermique local après soudage.

Option II: avec fil de soudage er80s - b2l, fond de soudage t1g, électrodes de soudage e309mo - 16, électrodes de soudage remplies de la surface de couverture de soudage à l'arc, aucun traitement thermique après soudage. La composition chimique et les propriétés mécaniques des fils et des électrodes de soudage sont présentées dans le tableau 1.

Tableau 1 Composition chimique et propriétés mécaniques des matériaux de soudage

Modèle C Mn Si Cr ni mo s pδb / mpaδ,%

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

2.2 préparation avant soudage

Les éprouvettes utilisent un tube en acier 15crmo, la spécification est φ325 × 25, le type de bouche inclinée et la taille voir figure 1.

Avant le soudage, poncez la rampe à l'intérieur et à l'extérieur et à 50 mm du bord de la rampe avec un broyeur angulaire jusqu'à ce que le lustre métallique soit révélé, puis nettoyez - le à l'acétone.

L'éprouvette est une position fixe horizontale, avec un écart de 4 mm, en utilisant le soudage à l'arc à la main à l'argon tungstène polaire le long de la circonférence du jardin pour souder six points uniformément, chaque point de fixation longueur ne doit pas être inférieure à 20 mm.

Tableau 2 spécifications de cuisson des électrodes de soudure

Modèle de cordon de soudure température de cuisson temps d'isolation

E8018 - B2 300 ℃ 2h

E309mo - 16 150 ℃ 1,5 H

Paramètres du processus

Le préchauffage est nécessaire avant le soudage selon le schéma I, selon la formule de calcul de la température de préchauffage proposée par TTO bessyo et al:

To = 350 √ [c] - 0,25 (℃) dans la formule to - - température de préchauffage, ℃.

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

[c] x = C (mn CR) / 9 ni / 18 7mo / 90 dans la formule:

[c] x - l'équivalent carbone du composant;

[c] P - équivalent carbone dimensionnel; S - Épaisseur de l'éprouvette (S = 25mm dans cet article);

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[c] p = 0045 alors to = 138 °C

La température de préchauffage est donc choisie à 150°c. L'éprouvette est chauffée à l'aide d'une flamme oxygène - acétylène, la température de la surface de l'éprouvette est d'abord évaluée grossièrement à l'aide d'un stylo thermométrique (estimée par un changement rapide et lent de la couleur de l'écriture) et enfin déterminée à l'aide d'un thermomètre à point semi - conducteur, Le point de mesure doit être choisi au moins trois points pour garantir que l'ensemble de l'éprouvette atteint la température de préchauffage requise.

Lors du soudage, la première couche est soudée à l'arc à l'argon tungstène polaire à la main, afin d'éviter de créer une dépression à l'arrière de la soudure au point de soudure, la méthode du fil de remplissage interne est utilisée lors de l'alimentation du fil, c'est - à - dire que le fil de soudure est envoyé de l'intérieur du tube par l'intermédiaire de l'espace de tête à tête. Les couches restantes sont soudées à l'arc par électrodes de soudage, 6 couches sont soudées ensemble, un cordon de soudure par couche de soudage. Les paramètres du procédé de soudage pour les schémas I et II sont présentés dans les tableaux 3, 4. Soudage par schéma Ⅰ

Tableau 3 Paramètres du procédé de soudage pour le schéma I

Nom du cordon de soudage méthode de soudage matériel de soudage spécifications du matériau de soudage / MM courant de soudage / a tension d'arc / V préchauffage et température inter - couches spécifications de traitement thermique

Sous - couche plaque de tungstène soudage à l'arc à l'argon er80s - b2lφ 2.4 110 12

Couche de remplissage soudage à l'arc électrode e8018 - b2φ 3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25150 ℃ 715. × 75min

Couche de couverture soudage à l'arc électrode e8018 - b2φ 3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25

Tableau 4 paramètres du procédé de soudage pour le schéma II

Nom du cordon de soudage méthode de soudage matériel de soudage spécifications du matériau de soudage / MM courant de soudage / a tension d'arc / V préchauffage et température intercalaire spécifications de traitement thermique

Sous - couche plaque de tungstène soudage à l'arc à l'argon er80s - b2lφ 2.4 110 12

Couche de remplissage soudage à l'arc e309mo - 16φ 3.2 90 ~ 95 22 ~ 24 / /

Couche de couverture soudage à l'arc électrode e309mo - 16 φ 3.2 90 ~ 95 22 ~ 24

Lors de la soudure, la température entre les couches ne doit pas être inférieure à 150 ℃, afin d'éviter d'interrompre la soudure provoquant le refroidissement de l'éprouvette, lors de l'application de la soudure doit être alternée par deux soudeurs, après la soudure doit immédiatement prendre des mesures d'isolation et de refroidissement.

2.4 traitement thermique après soudage

3 essai d'évaluation du procédé de soudage

Inspection de détection de défauts par ultrasons à 100% selon la norme jb4730 - 94 "contrôle non destructif des récipients sous pression" après soudage de l'éprouvette, la soudure de classe I est qualifiée. Test d'évaluation du processus de soudage selon la norme jb4708, Évaluation du processus de soudage des récipients à pression en acier. Les résultats de cette évaluation sont présentés au tableau 5.

Tableau 5 Résultats des essais d'évaluation du procédé de soudage

Protocole d'essai essai de traction essai de flexion essai de résistance à l'impact aky (J / cm2)

Résistance à la traction δb / MPa site de rupture zone affectée thermiquement (Haz)

Schéma I 550 / 530 matériau de base 50. Qualifié qualifié 84,8 162 135,6

Schéma II 525 / 520 matériau de base 50. Qualifié qualifié 79,4 109,2 96,7

D'après les résultats de l'essai de traction, il est connu que les échantillons de traction des deux protocoles sont tous cassés dans le matériau de base, indiquant que la résistance à la traction de la soudure est supérieure à celle du matériau de base; L'essai de flexion est tout qualifié, indiquant la meilleure plasticité de la soudure. Selon les résultats de l'essai de ténacité au choc dans le tableau 5, il est connu que la ténacité au choc du schéma I est nettement supérieure à celle du schéma II, démontrant que les spécifications de traitement thermique post - soudage du schéma I sont relativement idéales, le revenu à haute température atteint non seulement l'amélioration de l'Organisation du joint et des objectifs de performance, mais rend également la ténacité et la résistance appropriées. Il est connu à partir des résultats des propriétés mécaniques à température ambiante que les deux schémas de processus de soudage recommandés peuvent être utilisés pour la construction sur site. Le schéma I utilise des électrodes de soudure proches de la composition du matériau de base, la performance de la soudure correspond au matériau de base, la soudure doit avoir une résistance thermique élevée, la soudure à haute température n'est pas facile à détruire. Le point difficile est que les spécifications de traitement thermique après soudage sont plus strictes, la température de revenu et le temps d'isolation et le contrôle inadéquat de la vitesse de chauffage et de refroidissement peuvent entraîner une baisse des performances de la soudure. Le schéma II utilise une électrode de soudage en acier inoxydable austénitique pour appliquer le soudage, bien que le traitement thermique post - soudage puisse être supprimé, mais en raison du coefficient de dilatation différent de la soudure et du matériau de base, le phénomène de migration par diffusion du carbone peut se produire lors du travail à haute température à long terme, ce qui peut facilement entraîner la destruction de la soudure dans la zone de fusion. Par conséquent, du point de vue de la fiabilité d'utilisation, il est plus sûr d'appliquer le soudage sur site selon le schéma I.

4 Conclusion

Le soudage des tubes haute pression à paroi épaisse en acier 15crmo est possible avec les deux options de soudage. Afin de garantir que les performances de soudure correspondent au matériau de base et ont une résistance thermique élevée, le schéma I est meilleur, la clé est de contrôler strictement le processus de traitement thermique après soudage.

Bien que le traitement thermique post - soudage puisse être supprimé, la possibilité de destruction de la soudure par propagation migratoire du carbone à haute température ne peut pas être ignorée et n'est donc soigneusement adoptée que si le traitement thermique ne peut pas être effectué après le soudage.

Formule de calcul du poids de la tôle d'acier 15crmo: longueur × largeur × épaisseur × 000785 = kg / M

La bague extérieure devient jaune

La tôle d'acier allié 15crmo est laminée à deux rouleaux un anneau extérieur secondaire commence à jaunir n'est pas encore rouillé, quelle est la raison?

Pour éliminer la peau d'oxyde de fer de la surface de la tôle d'acier allié 15crmo, le lavage à l'acide continu par imprégnation, la surface de la tôle d'acier allié 15crmo après décapage est souvent accompagnée d'acide liquide, à cette fin, il est nécessaire de laver à l'eau froide ou tiède, mais la surface de la tôle d'acier allié 15crmo après lavage produit souvent de la rouille jaune. Affecte gravement la qualité de surface du produit fini. Le Japon a étudié le mécanisme du jaunissement pour éliminer ce défaut. L'exemple de l'acide chlorhydrique est le suivant:

Fecl = 2 + 2h = Fe (0h) + 2HCl (1) Processus de décapage

2fe (OH) = 2feo · Oh + H · 2O (2) Processus de séchage

La formule (1) représente l'état d'équilibre en solution aqueuse à la surface de la plaque humide, Fe (OH) ∘ 2 et HCl ne présentant pas de couleur jaune.

La formule (2) est une tôle d'acier qui commence à sécher et qui, sous l'action de l'oxygène de l'air, oxyde Fe (OH) ∘ 2, à l'état insoluble dans l'eau. Alors feo·oh devient rouille jaune sur la surface de la plaque d'acier allié 15crmo.

Composition chimique

Composition chimique

Composition chimique (fraction de masse) (%)

C mn si Cr Mo Ni NB + ta s p

15CrMo 0.12~0.18 0.40~0.70 0.17~0.37 0.80~1.10 0.40~0.55 ≤0.30 _ ≤0.035 ≤0.035

Propriétés mécaniques

Résistance à la traction MPa limite d'élasticité MPa allongement (%)

15CrMo 440~640 235 21

Exemples d'applications

Pétrole, pétrochimie, chaudière à haute pression, etc., le tube sans soudure à usage spécial est un tube sans soudure pour chaudière, un tube en acier sans soudure pour la géologie et un tube sans soudure pour le pétrole, etc.

Spécifications communes

Matériel spécifications Épaisseur * largeur * longueur (mm) peut être laminé sur commande partout au pays poids de l'aciérie (tonnes) Nom

15crmo 8 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 198.65t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 12 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 186.618t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 25 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 258.366t tôle d'acier de structure en alliage

15crmo 30 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 241.624t tôle d'acier de structure en alliage

15crmo 45 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 263.254t alliage structure en acier plaque

15crmo 55 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 283.318t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 60 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 169.563t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 70 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 569.356t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 80 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 231.315t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 90 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 341.318t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 100 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 461.318t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 110 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 598.359t alliage structure en acier plaque

15crmo 120 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 431.621t tôle d'acier de structure d'alliage

15crmo 130 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 388.654t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 140 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 348.351t plaque d'acier de structure en alliage

15crmo 150 * 1500 - 4200 * 6000 - 18800m 645.982t tôle d'acier de structure en alliage