临氢压力容器焊缝现场堆焊焊接质量控制

张兴军

（宁夏特种设备检验检测院，宁夏 银川 750000）

近年来，煤化工产业迅猛发展，其装置内的变换、加氢装置设备由内部衬非金属隔热层的冷壁结构发展成为由耐热钢焊接的热壁结构。我国从上世纪80年代制造这类设备获得成功后，现在国内很多大型装备制造单位已具备制造这些设备的能力，其结构有板焊式、锻焊式结构，满足了国内使用厂家的需求。这些设备投入使用多年，运行情况总体良好。但还有相当一部分在进行定期检验时，设备基本都能发现堆焊层存在不同程度的裂纹缺陷，这些缺陷大部分存在于现场组焊焊缝或接管，如图1、图2所示。这些裂纹经分析多为热裂纹。

图1 堆焊层裂纹

图2 裂纹表面打磨后

煤化工中的临氢反应器操作压力在2 MPa～10 MPa、操作温度320℃～480℃，氢及硫化氢等条件下工作，为防止氢脆、氢腐蚀、硫化物腐蚀、Cr－Mo钢回火脆化以及堆焊层的剥离等严重损伤，设计要求高、难度大、制造工艺复杂，对材料、焊接技术以及焊接质量都有很高要求。以热壁加氢反应器为例，壳体基材2.25Cr1Mo内壁堆焊不锈钢防蚀层，形成双金属结构。其壳体材料在临氢条件下工作，主要依据耐尔逊（Nelson）曲线来确定，2.25Cr－1Mo钢被广泛应用于加氢设备上，是热壁加氢反应器主选材料。随着人们对设备损伤认识上的深入，加氢装置规模不断扩大，反应器尺寸也越来越大，使得2.25Cr－1Mo钢制造的设备壁厚很厚。近些年国内冶炼技术不断提高，国产12Cr2Mo1R广泛应用于加氢反应器，虽然工艺适应性等与国外材料还有一些差距，但采用一些进口焊材或专用焊材也能达到设计条件要求。……