鎳基高溫合金哈氏合金系列材料生產(chǎn)供應(yīng)商廠家-禎賦（上海）實(shí)業(yè)

Incoloy800HT介紹：

800HT成分%(MIX和MAX):

鎳：30-35鉻：19-23碳：0.05-0.10錳：1.5鐵：硅：1。

銅：0.75硫：0.015鋁：0.015-0.60鈦：0.015-0.60。

800HT機(jī)械性能：

相對(duì)密度8.0g/cm3。

溶點(diǎn)1350-1400℃。

抗壓強(qiáng)度RMN/mm2:500抗拉強(qiáng)度RP0.2N/mm2:210拉伸強(qiáng)度A5%:35。

800HT合金具備下述特性：

A.在達(dá)到500℃的極高溫水溶性媒質(zhì)中具備良好的耐蝕性。

B.優(yōu)良的抗晶間腐蝕特性。

C.生產(chǎn)加工特性好。

Incoloy800HT的金相構(gòu)造：

800HT是面心立方晶格常數(shù)構(gòu)造。非常低的碳成分和提升的Ti:C比增加了構(gòu)造的可靠性、較大的抗敏性和應(yīng)力腐蝕性。950℃以內(nèi)的超低溫淬火確保了細(xì)晶構(gòu)造。

Incoloy800HT的耐蝕性：

800HT能承擔(dān)很多浸蝕物質(zhì)的浸蝕。其高鎳成分使其在油基浸蝕標(biāo)準(zhǔn)下有著較好的抗晶間腐蝕裂開(kāi)特性。高鉻成分使其具備更強(qiáng)的耐點(diǎn)腐蝕和空隙浸蝕裂開(kāi)特性。該合金具備較好的耐氰化鈉性和有機(jī)物腐蝕，但鹽酸和硫酸的耐蝕性比較有限。除鹵化很有可能產(chǎn)生點(diǎn)浸蝕外，在空氣氧化和非氧化鹽中具備較好的耐蝕性。它在水、蒸氣、蒸汽、氣體和二氧化碳的混合物質(zhì)中也有著較好的耐蝕性。

Incoloy800HT運(yùn)用范疇有：

A.氰化鈉冷卻器-耐氰化鈉浸蝕。

B.蒸氣加熱管-物理性能好。

C.加溫元器件管-物理性能好。

在達(dá)到500℃的條件中，合金供貨為淬火態(tài)。

在大慶石化公司100kt/a苯乙烯裝置建設(shè)中，反應(yīng)器入口與過(guò)熱蒸汽爐下集合管之間的連接是采用Incoloy800HT材質(zhì)的管線連接。管線規(guī)格為Ф700mm×12.7mm。Incoloy800HT是固溶強(qiáng)化型Ni-Fe-Cr系合金，其基體是以鎳、鐵二元固溶體為基的面心立方奧氏體組織，既有較好的耐腐蝕性能和加工性能，又具有強(qiáng)度高、塑性好、抗高溫、可冷熱變形及可焊性的特點(diǎn)。其物理性能與碳素鋼及不銹鋼相比，熔點(diǎn)低，線膨脹系數(shù)介于碳素鋼及奧氏體不銹鋼之間，導(dǎo)熱系數(shù)比碳素鋼低得多[1]。

1焊接性能分析Incoloy800HT是高合金奧氏體耐熱鋼。它在施焊過(guò)程中極易產(chǎn)生的缺陷是焊縫區(qū)的熱裂紋。熱裂紋是焊縫金屬?gòu)囊后w凝固成固體時(shí)，在凝固點(diǎn)以下的高溫區(qū)發(fā)生的裂紋。防止熱裂紋產(chǎn)生的方法，除了要選擇好焊接材料以外，還必須在施焊過(guò)程中減少熱量的輸入，盡量采用小的線能量，加快焊后的冷卻速度，控制較低的層間溫度，并且在無(wú)特殊要求時(shí)不進(jìn)行焊后熱處理。此外Incoloy800HT熔深淺、熔敷金屬的流動(dòng)性差，焊后容易產(chǎn)生未熔合和氣孔等焊接缺陷。

2焊接工藝管線施焊前進(jìn)行焊接工藝實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證焊接工藝的正確性，焊工按評(píng)定合格的焊接工藝進(jìn)行考試，經(jīng)考試合格者承擔(dān)爐管焊接施工任務(wù)。

2.1焊接方法Incoloy800HT管線焊接采用鎢極氣體保護(hù)焊（GTAW）打底、焊條電弧焊（SMAW）填充蓋面方法。焊縫金屬中有適量的錳、鈮等合金元素，焊縫金屬有良好的抗裂性。管道直徑較大，可進(jìn)入管內(nèi)采用滑模充氬，背面滑模與正面焊接同步進(jìn)行充氬保護(hù)。

2.2焊接材料焊接材料選用與母材的主要化學(xué)成分應(yīng)盡量相似，以保證各項(xiàng)性能與母材相當(dāng)，施工中可選擇高一檔的焊接材料，即焊接鐵鎳基合金Incoloy800HT時(shí)，選擇鎳基合金焊接材料。雖然焊接材料的成本稍高些，但對(duì)保證焊縫使用性能有利。選擇焊絲型號(hào)為ERNiCrCoMo-1、規(guī)格Ф2.4mm；焊條型號(hào)為ENiCrCoMo-1、規(guī)格Ф3.2mm。焊條使用前嚴(yán)格按規(guī)程進(jìn)行烘干[2]。

2.3坡口型式Incoloy800HT的液態(tài)金屬具有較高的粘稠度，流動(dòng)性較差，焊接熔池深度一般只有奧氏體鋼的60%，在焊接工藝不合適時(shí)，易于發(fā)生未熔合和背面焊縫未焊透現(xiàn)象，為保證接頭溶合性良好，坡口角度需適當(dāng)增大，根部鈍邊厚度適當(dāng)減小。因此采用大坡口角度，坡口角度70°~80°，間隙3~4mm，鈍邊1~2mm，坡口型式見(jiàn)圖1

2.4坡口清理鎳極易被硫及鉛脆化，形成熱裂紋。所以除必須嚴(yán)格控制焊接材料的硫、鉛等雜質(zhì)含量外，焊前須認(rèn)真清理母材表面的氧化物及油污、灰塵等臟物，坡口及其周圍20mm范圍內(nèi)的表面用四氯化碳清洗，待溶劑揮發(fā)后進(jìn)行組對(duì)焊接。

2.5定位點(diǎn)焊定位焊工藝與正式焊接工藝相同，焊縫背面充氬保護(hù)，定位焊縫作為正式焊縫的組成部分予以保留。

2.6焊接工藝參數(shù)

（1）由于Incoloy800HT合金的液態(tài)金屬流動(dòng)性較差，采取加大焊接電流以提高液態(tài)金屬流動(dòng)性的方法，會(huì)同時(shí)帶來(lái)過(guò)熱、產(chǎn)生裂紋等不良影響，顯然不可取。焊接操作時(shí)通過(guò)內(nèi)送焊絲法，來(lái)保證背面焊道熔透。

（2）施焊時(shí)采用小電流、短電弧、適當(dāng)擺動(dòng)焊條的操作方法，但擺幅不宜超過(guò)焊條直徑的3倍，在焊道2側(cè)的停留時(shí)間稍長(zhǎng)，以避免咬邊及夾渣。

（3）Incoloy800HT合金導(dǎo)熱性差，焊接時(shí)容易過(guò)熱引起晶粒長(zhǎng)大，焊接時(shí)不需預(yù)熱，并保持較低的層間溫度，一般控制在100℃以下。焊接時(shí)用濕布擦試焊縫2側(cè)減少高溫區(qū)停留時(shí)間，加快焊縫冷卻速度。

（4）管道焊接時(shí)，嚴(yán)禁在被焊管道焊縫坡口以外的表面引燃電弧、試驗(yàn)電流，施焊過(guò)程中應(yīng)注意接頭和收弧的質(zhì)量，收弧時(shí)應(yīng)將溶池填滿，多層多道焊的焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。具體焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

2.7焊后檢驗(yàn)焊縫2側(cè)各100mm范圍內(nèi)涂白堊粉，焊接完畢及時(shí)清理焊縫表面的熔渣及周圍的飛濺物、防飛濺涂料等。底層焊道進(jìn)行100%PT滲透檢查，發(fā)現(xiàn)線性缺陷打磨消除后方可繼續(xù)施焊。對(duì)接接頭外表面觀察，焊縫及熱影響區(qū)無(wú)過(guò)熱傾向，全部焊道焊接后進(jìn)行100%RT檢驗(yàn)，II級(jí)合格。

在石油化工生產(chǎn)中，墊片密封性能的優(yōu)劣，直接關(guān)系到裝置的長(zhǎng)周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)周期要求的越來(lái)越長(zhǎng)、工藝操作條件的越來(lái)越苛刻，墊片密封失效導(dǎo)致的泄漏問(wèn)題也暴露的越來(lái)越明顯。在裝置中有時(shí)為了解決墊片失效泄漏問(wèn)題，有時(shí)不得不將法蘭連接處焊死。文中闡述了提高墊片密封性能的措施，合理的解決墊片密封失效問(wèn)題。1墊片密封失效的原因分析墊片密封失效主要表現(xiàn)在密封面間的泄漏。由墊片本身的毛細(xì)管作用而發(fā)生滲漏的可能性很小。

墊片靠外力壓緊后，墊片靠本身的回彈性填滿密封面上微小的凸凹不平的間隙，當(dāng)介質(zhì)通過(guò)密封面的阻力大于密封2側(cè)的壓差時(shí)，即達(dá)到密封。但受到外界條件影響時(shí)，密封受到破壞，從而使墊片密封失效產(chǎn)生泄漏[1]。墊片密封失效的原因主要有5個(gè)方面。

1.1介質(zhì)的操作參數(shù)問(wèn)題操作參數(shù)即介質(zhì)的壓力、溫度及介質(zhì)的理化性質(zhì)。石油化工生產(chǎn)中的大多數(shù)介質(zhì)操作條件都是中、低壓，往往單純的壓力和介質(zhì)因素對(duì)墊片泄漏的影響并不是很大，只有在操作壓力、操作溫度和介質(zhì)理化特性聯(lián)合作用時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致墊片密封失效問(wèn)題。介質(zhì)在高溫下粘度小，滲透性強(qiáng)，易促成滲漏。常溫下粘度大的蠟油、重油等，在高溫時(shí)有很強(qiáng)的滲透性，對(duì)墊片的腐蝕作用也加劇。同時(shí)在高溫時(shí)，法蘭、螺栓和墊片可能發(fā)生蠕變和應(yīng)力松弛，致使密封松懈，密封比壓下降。一些非金屬墊片在高溫下加速老化或變質(zhì)，甚至被燒毀，回彈量將下降，這樣勢(shì)必影響密封。又由于密封組合件各部位的溫度不同，熱膨脹不均勻，增加了墊片密封失效的可能。若溫度反復(fù)變化時(shí)，密封失效的可能性更大。

1.2螺栓預(yù)緊力不當(dāng)螺栓預(yù)緊力與墊片的密封能力有很大的關(guān)系。預(yù)緊力過(guò)小，墊片沒(méi)有壓緊會(huì)造成泄漏，過(guò)大的螺栓預(yù)緊力，會(huì)使墊片失去彈性而發(fā)生塑性變形，甚至?xí)|片壓壞或擠出，導(dǎo)致密封失效。螺栓預(yù)緊力的大小在于墊片系數(shù)與預(yù)緊比壓值的選擇及其準(zhǔn)確性，實(shí)際安裝中，控制螺栓預(yù)緊力的大小很難，螺栓擰緊順序不當(dāng)，也可造成墊片彎曲變形或纏繞墊片解體[1]。另外，在裝置開(kāi)工升溫過(guò)程中，由于螺栓熱膨脹，如果不及時(shí)對(duì)法蘭螺栓進(jìn)行預(yù)緊，也會(huì)導(dǎo)致間隙過(guò)大而產(chǎn)生泄漏，一旦泄漏，高溫?zé)峤橘|(zhì)噴出，會(huì)造成墊片表面損壞，導(dǎo)致墊片失效。墊片在使用一段時(shí)間后還應(yīng)再緊1次螺栓，這對(duì)高溫和有溫度冷熱循環(huán)變化的使用場(chǎng)合尤為重要。

1.3墊片材料不匹配墊片材料是影響墊片性能的主要因素，墊片材料應(yīng)當(dāng)致密，不易浸漬介質(zhì)。適宜的墊片變形和回彈力是形成密封的必要條件，墊片變形包括彈性變形和塑性變形。同時(shí)可耐受溫度、壓力波動(dòng)和介質(zhì)腐蝕，如果墊片材料具有良好的彈性和柔軟性，就能很好地與密封面吻合，不因低溫而硬化，也不因高溫而軟化或塑流，自然密封效果好。

1.4法蘭剛度、法蘭與墊片的硬度差問(wèn)題法蘭因剛度不足而產(chǎn)生過(guò)大的翹曲變形，往往是導(dǎo)致墊片密封失效的原因之一。剛度大的法蘭變形小，并可使螺栓預(yù)緊力均勻地傳遞給墊片，提高墊片密封性能。但法蘭剛度與很多因素有關(guān)，其中增加法蘭厚度，減小螺栓中心圓直

3 結(jié)論通過(guò)對(duì)Incoloy800HT焊接工藝試驗(yàn)，制定了嚴(yán)格的坡口加工工藝、焊件和焊材認(rèn)真的清理、焊接保護(hù)措施及嚴(yán)格的工藝紀(jì)律；選用合適的焊接方法及焊接材料；采用了切實(shí)可行的焊接工藝措施及焊接操作要領(lǐng)，保證苯乙烯裝置Incoloy800HT管線焊接施工進(jìn)展順利。在焊接過(guò)程中，通過(guò)焊接工藝的技改，提高了焊接質(zhì)量，焊接1次合格率達(dá)到100％，保證了過(guò)熱蒸汽爐的施工質(zhì)量。