TP347H原材料检验及焊后稳定化热处理研究-束润涛.pdf

TP347H原材料检验及焊后稳定化热处理研究 1 1 2 2 2 赵岩 侯树军 束润涛 杨鹏 余亚文 （1 中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司 邮编 516086 ） （2 武汉市润之达石化设备有限公司 邮编430223） 摘要： 本文介绍了TP347H两种规格大口径钢管的原材料在进行机械性能检验和微观分析的情况，发现其中一种规格 的原材料存在不容忽视的质量问题。对两种规格焊接接头的焊态和稳定化热处理态进行了机械性能和晶间腐蚀试验， 以及针对微缺陷部位的微观电镜和能谱分析等相关试验研究，发现经稳定化热处理的焊接试样出现弯曲微裂纹的概 率较大。经分析，产生微裂纹的原因为母材脆性缺陷和焊缝金属中残留氧化物所致。 关键词：母材缺陷 焊接 稳定化热处理 微裂纹分析 1.前言 【 】 1 TP347H是美国ASME SA312/SA312M-2010 《无缝和焊接奥氏体不锈钢公称管》 中含铌的 稳定化奥氏体不锈钢材料，与TP321含钛的奥氏体不锈钢性能基本一致，但TP347 和TP347H材 料比TP321 的高温热强性更好，同时还具有耐连多硫酸腐蚀性能，已被广泛应用于石化电力系统 的高温高压以及连多硫酸腐蚀环境。 对于TP347H是否必须进行焊后稳定化热处理，目前争议很大，SH/T3554-2013 《石油化工 【 】 2 钢制管道焊接热处理规范》的附录C 中，指出“通常”应做稳定化热处理。 我国压力容器和美国ASME规范对奥氏体不锈钢设备都没有焊后热处理的强制规定和要求。根 据工程项目建设中的实践经验，该材料的大口径钢管焊后进行稳定化热处理会产生大量裂纹。在此 情况下，本公司决定立项，将“TP347TP347H焊接及焊后热处理专题试验研究”的课题委托给武汉 市润之达石化设备有限公司进行科研分析。 根据双方拟定的技术方案，对原材料进行了全面检验，制订了合理的焊接工艺及热处理工艺， 针对焊态、600℃退火、模拟工况的长时间 （620℃/100h）退火试验和900℃稳定化热处理的焊接 试样进行了大量的机械性能试验、晶间腐蚀试验、微观分析和能谱分析研究，获得了非常丰富的试 验数据，为公司二期项目提供了很好的技术支撑，该项目的研究报告也获得了项目验收评审专家的 一致认可。 作者简介：赵岩，男，1964 出生，教授级高级工程师,硕士,中海石油炼化有限责任公司惠州炼 化分公司总经理兼惠州炼化二期项目组总经理, 邮编516086，E-mail:zhaoyan3@ 本次试验研究采用TP347H 的两种大口径无缝钢管，规格分别为ø273.1×14 和ø558.8×36。焊 接工艺按手工焊和气保焊两种焊接方法进行了焊接及焊后热处理的全套试验研究工作，本文将仅针 对原材料、手工焊焊接试板及焊后稳定化热处理的相关试验研究进行概述。 2、原材料检验 本次科研项目试验研究的大口径钢管为第一期工程项目中使用后剩下的余料，本次试验不仅仅 是科研性质，更重要的是要为二期项目工程提供良好的技术支撑。用余料进行试验更能真实的反应 实际工程项目中存在的问题，并加以深入的研究和分析。由于原材料是工程项目中确保质量和安全 要素的第一环节，故对原材料进行重新检验是非常必要的。 2.1原材料检验 2.1.1TP347H实测化学成分结果 （见表1） 表1 TP347H实测化学成分结果 （%） 管材规格(mm) C Si Mn Cr Ni Nb S P ø273.1×14 0.055 0.38 1.27 17.34 9.7 0.48 0.005 0.029 ø558.8×36 0.071 0.38 1.62 17.58 9.2