加钒铬钼钢用埋弧焊剂与制备方法、丝剂组合与应用技术

本发明专利技术公开了加钒铬钼钢用埋弧焊剂与制备方法、丝剂组合与应用，加钒铬钼钢用埋弧焊剂，包括以下重量份组分：萤石23

【技术实现步骤摘要】
加钒铬钼钢用埋弧焊剂与制备方法、丝剂组合与应用


[0001]本专利技术涉及丝剂组合
，具体涉及加钒铬钼钢用埋弧焊剂与制备方法、丝剂组合与应用。

技术介绍

[0002]高温高压临氢设备主要包括大型加氢反应器、加氢换热器、加氢分离器等，是炼油工业的核心装备，尤其是大型加氢反应器处于高温（400
‑
482℃）、高压（10
‑
25MPa）和临氢环境，使用条件极其恶劣。随着原油品质日益劣化，炼化设备大型化和高参数化发展趋势，强度与使用温度更高、抗氢损伤性能更好的加钒铬钼钢（2.25Cr
‑
1Mo
‑
0.25V）逐渐成为高温高压临氢设备制造的首选钢种。
[0003]2.25Cr
‑
1Mo
‑
0.25V钢主焊缝制造主要采用交流埋弧焊，具有较高的冷裂纹倾向，低温冲击韧性对焊丝焊剂成分的变化极为敏感，加之容器壁厚多为100
‑
300mm，这对焊缝金属在不同热处理态的低温冲击韧性稳定性提出了较高要求。同时，最新设计标准已将最大热处理态保温时间由32h延长至34h，对焊缝金属强度与高温持久性能也提出了更苛刻的要求。另外，由于V等强碳化物形成元素的添加，使焊接接头再热裂纹敏感性增加，欧洲已有多台厚壁2.25Cr
‑
1Mo
‑
0.25V钢反应器的埋弧焊焊缝金属部位发现了再热裂纹，我国在对设备进行现场检验时也不时发现再热裂纹。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供加钒铬钼钢用埋弧焊剂，采用该埋弧焊剂焊接加钒铬钼钢，焊缝金属不仅力学性能能够满足高温高压临氢设备的要求，同时具有良好的焊接工艺性能和较低的再热裂纹敏感性。
[0005]此外，本专利技术还提供包括上述埋弧焊剂的制备方法以及埋弧焊丝焊剂组合与应用。
[0006]本专利技术通过以下述技术方案实现：加钒铬钼钢用埋弧焊剂，包括以下重量份组分：萤石23
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35重量份，电熔镁砂18
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34重量份，氧化铝15
‑
24重量份，硅灰石5
‑
15重量份，粘土2
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8重量份，碳酸钙3
‑
12重量份，电解锰0.5
‑
2重量份，氟化稀土0.5
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3重量份，复合硅钡钙脱氧剂0.3
‑
2重量份。
[0007]本专利技术所述埋弧焊剂的各个组分均可通过市售获得。
[0008]采用上述配比的埋弧焊剂焊接加钒铬钼钢，焊缝金属不仅力学性能能够满足高温高压临氢设备的要求，同时具有良好的焊接工艺性能和较低的再热裂纹敏感性。
[0009]在上述配比的埋弧焊剂中，各个组分的作用如下：萤石：重要的造渣剂，可调整熔渣的熔点、粘度和表面张力，改善熔渣流动性；与熔渣中的SiO2反应，生成SiF4气体，有效降低氢气孔倾向；同时还可以提高熔渣的碱度，具有脱硫的作用。
[0010]电熔镁砂：良好的造渣材料，通过重熔、去粗提存处理后，含有极低的P、Pb、Bi、Sb、Sn、As、S等有害元素含量，能提高熔渣的碱度，有利于焊缝金属冲击韧性的提升。由于电熔镁砂熔点较高，在碱性渣系中，可显著提高熔渣凝固温度，增加熔渣粘度。当电熔镁砂加入量过高时，焊缝浸润性变差，焊缝表面附着“渣灰”。
[0011]氧化铝：两性氧化物，重要造渣剂，适当增加氧化铝含量，焊缝鱼鳞波纹更细小，还可以改善脱渣性能。氧化铝含量过高，则会增加熔渣熔点，焊缝凸度增加。
[0012]硅灰石：属于钙的偏硅酸盐矿物，化学分子式为CaSiO3。由于含有较高的CaO含量，可提高熔渣碱度，改善焊接工艺性能 ，提高焊缝金属韧性。在烧结焊剂中，还可以增加焊剂颗粒强度，减少颗粒粉碎的程度。
[0013]粘土：硅铝酸矿物，主要用来调整熔渣物理性能，改善焊接工艺性能。
[0014]碳酸钙：主要作用是造渣和造气，提高熔渣碱度，脱硫。本专利技术中通过加入较多的碳酸钙，在焊接过程中分解出大量CO2气体，可与交流埋弧焊接时熔池中存在的氢质子发生反应，从而降低交流埋弧焊气孔敏感性。
[0015]电解锰：常用脱氧剂，可减少焊缝中的氧化物夹杂。Mn促使显微组织中形成针状铁素体，从而提高低温冲击韧性稳定性；但是过高的Mn含量会促使偏析加剧，对回火脆性不利。
[0016]氟化稀土：加入适量的氟化稀土，可显著改善柱状晶的方向性，细化晶粒，提高焊接接头抗冷裂纹能力。同时，还可以净化熔池晶界，降低Pb、Bi、Sb、Sn、As等与再热裂纹敏感性高度相关的有害元素含量。
[0017]复合硅钡钙脱氧剂：对改变焊缝夹杂物形态分布、细化晶粒、改善焊缝金属的力学性能、提高焊缝质量具有重要作用。尤其是稳定的钙处理可避免钢中大量细小的MnS颗粒在焊接热循环过程中沿奥氏体晶界沉淀，减少钢中的自由S含量，避免Pb、Bi、Sb、Sn、As、S等有害元素向原奥氏体晶界偏聚，显著降低再热裂纹敏感性。
[0018]本专利技术通过添加氟化稀土和复合硅钡钙脱氧剂，能够控制并降低Pb、Bi、Sb、Sn、As、S等有害元素的含量及晶界富集程度，一方面可以降低回火脆化敏感系数（X＜12ppm，J≤120），降低回火脆化倾向；另一方面，当焊缝中Pb、Bi、Sb杂质元素含量较低时，满足K=Pb+Bi+0.03Sb≤1.5ppm时，一般不会产生再热裂纹。
[0019]X=（10P+5Sb+4Sn+As）
×
10
‑2，式中元素以ppm含量代入；J=（Si+Mn）
×
（P+Sn）
×
104，式中元素以质量百分含量代入。
[0020]进一步地，以下重量份组分：萤石35重量份，电熔镁砂33重量份，氧化铝16重量份，硅灰石5重量份，粘土5重量份，碳酸钙4重量份，电解锰0.5重量份，氟化稀土1重量份，复合硅钡钙脱氧剂0.5重量份。
[0021]进一步地，包括以下重量份组分：萤石23重量份，电熔镁砂26重量份，氧化铝20重量份，硅灰石9重量份，粘土3重量份，碳酸钙12重量份，电解锰2重量份，氟化稀土3重量份，复合硅钡钙脱氧剂2重量份。
[0022]进一步地，包括以下重量份组分：萤石28重量份，电熔镁砂18重量份，氧化铝23重量份，硅灰石13重量份，粘土7重量份，碳酸钙7重量份，电解锰1重量份，氟化稀土2重量份，复合硅钡钙脱氧剂1重量份。
[0023]加钒铬钼钢用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将加钒铬钼钢用埋弧焊剂的各组分按重量份数加入料缸，干拌混匀获得粉料；S2、向粉料中加入粘结剂搅拌造粒；S3、在520
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600℃先进行烘焙，保温1小时后，经20
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60目过筛获得成品焊剂。
[0024]进一步地，步骤S2中，粘结剂为钾钠水玻璃，添加量为粉料重量的22
‑
30%。
[0025]进一步地，钾钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.加钒铬钼钢用埋弧焊剂，其特征在于，包括以下重量份组分：萤石23
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35重量份，电熔镁砂18
‑
34重量份，氧化铝15
‑
24重量份，硅灰石5
‑
15重量份，粘土2
‑
8重量份，碳酸钙3
‑
12重量份，电解锰0.5
‑
2重量份，氟化稀土0.5
‑
3重量份，复合硅钡钙脱氧剂0.3
‑
2重量份。2.根据权利要求1所述的加钒铬钼钢用埋弧焊剂，其特征在于，包括以下重量份组分：萤石35重量份，电熔镁砂33重量份，氧化铝16重量份，硅灰石5重量份，粘土5重量份，碳酸钙4重量份，电解锰0.5重量份，氟化稀土1重量份，复合硅钡钙脱氧剂0.5重量份。3.根据权利要求1所述的加钒铬钼钢用埋弧焊剂，其特征在于，包括以下重量份组分：萤石23重量份，电熔镁砂26重量份，氧化铝20重量份，硅灰石9重量份，粘土3重量份，碳酸钙12重量份，电解锰2重量份，氟化稀土3重量份，复合硅钡钙脱氧剂2重量份。4.根据权利要求1所述的加钒铬钼钢用埋弧焊剂，其特征在于，包括以下重量份组分：萤石28重量份，电熔镁砂18重量份，氧化铝23重量份，硅灰石13重量份，粘土7重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓龙，杨飞，蒋勇，姚军，
申请(专利权)人：四川大西洋焊接材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：