爐管在長(zhǎng)期服役過程中，會(huì)產(chǎn)生不同類型的冶金損傷、形變和破壞，必須對(duì)嚴(yán)重?fù)p傷和失效部位進(jìn)行更換。由此提出了新舊爐管的焊接課題。尤其是冶金損傷的爐管，其焊接性很差，給焊接帶來(lái)了很大困難。

一、對(duì)損傷爐管焊接性分析

  1. 損傷爐管內(nèi)壁存在著滲碳、氧化和受腐蝕層，其常溫下的塑性和韌性顯著下降，失去了對(duì)裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的阻力，在焊接應(yīng)力作用下，極易形成裂紋。

  2. 滲碳層較厚的爐管與新爐管焊接時(shí)，待焊處存在著滲碳與未滲碳的兩種鋼材，其密度和線脹系數(shù)有很大差異，容易造成很大的局部應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋。

  3. 因服役而組織老化的爐管，其管壁心部組織的碳化物分布形態(tài)已發(fā)生改變，晶內(nèi)彌散碳化物的聚集及晶界碳化物呈網(wǎng)狀片，使舊爐管的強(qiáng)度和韌性下降，一旦內(nèi)壁形成裂紋，會(huì)迅速擴(kuò)展至穿透整個(gè)管壁。

  4. 焊接修復(fù)由于變形、彎曲或膨脹而失效的爐管過程中，焊接時(shí)接頭組對(duì)會(huì)發(fā)生錯(cuò)邊和中心偏移，引起較大的應(yīng)力集中。

二、損傷爐管的焊接修復(fù)工藝

  1. 焊前準(zhǔn)備 

    對(duì)接焊時(shí)，坡口處要加工成60°～65°夾角，對(duì)口間隙為2.5mm；坡口待焊處20mm端應(yīng)采用砂輪打磨，爐管內(nèi)壁層厚至少去除0.5mm。外壁淺層修磨；坡口及待焊區(qū)附近表面須通過著色滲透檢測(cè)，確認(rèn)無(wú)微裂紋存在，方可施焊。

  2. 組對(duì)裝配 

    損傷爐管由于材料變脆，本身又處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)接接頭組對(duì)裝配時(shí)，應(yīng)盡量避免錯(cuò)邊，尤其要嚴(yán)格控制單方向偏移錯(cuò)邊；當(dāng)管壁厚度不等時(shí)，適當(dāng)修磨多余壁厚成斜坡，盡量保持組對(duì)時(shí)管壁厚度均勻一致；焊接修復(fù)時(shí)使用吊索或支承裝置，使下部爐管不承受重力，保持低的初始應(yīng)力狀態(tài)，直到組焊全過程結(jié)束。

  3. 焊接修復(fù)中注意事項(xiàng) 

    底層焊要保證熔透均勻，避免產(chǎn)生裂紋；爐管上的同一條環(huán)焊縫，宜由兩名焊工同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱焊；若由一名焊工施焊時(shí)，爐管的后半圈可分段焊，以減緩焊接應(yīng)力集中。收弧處要避免設(shè)計(jì)在錯(cuò)邊嚴(yán)重的部位，注意收弧技術(shù)，使用電流衰減裝置，且要填滿弧坑，防止產(chǎn)生弧坑裂紋。

  上述焊接修復(fù)工藝，適用于管內(nèi)滲碳層厚度小于1.0mm的爐管或變形、彎曲不嚴(yán)重的爐管。對(duì)于嚴(yán)重?fù)p傷或滲碳層厚度在1.0mm以上的爐管，其潛在微裂紋較多，材料韌性下降顯著，焊接修復(fù)難度很大，往往需要采取更換新爐管的方法來(lái)解決。有時(shí)也可用高溫預(yù)熱方法焊接滲碳較為嚴(yán)重的爐管，預(yù)熱溫度為750℃，焊后保溫。其目的是改善待焊接頭處塑性，使?fàn)t管在具有塑變能力的溫度下完成焊接，防止裂紋的形成。