材料特点

Incoloy 800HT材料最初是美国Inco 公司开发的一种高温压力容器用材料，属于固溶态高强度奥氏体镍-铁-铬合金。其基体是以镍、铁二元固溶体为基的面心立方体奥氏体组织.具有良好的高温性能和耐腐蚀性能.其物理性能与碳素钢、不锈钢相比，一是熔点低，二是线膨胀系数介于碳素钢与奥氏体不锈钢之间，三是导热系数比碳素钢低的多。

Incoloy 800HT在 Incoloy 800H（ASlME 牌号为 SB409 UINS NO8810）的基础上进一步提高了高温性能。在 593℃（1100F）以下时两者的许用应力值相同，但在超过 593℃（1100F）时，Incoloy 800HT的高温性能得到改善。这主要是由于其化学成分的改变;含碳量的下限控制、由0.05提高到0.06;对铝＋钛总量控制在0.85～1.2.Incoloy 800H无此要求;并通过适当的热处理以获得5级或更粗（不大于3级）的晶粒度，因此，Incoloy 800HT具有更好的高温抗蠕变性能、耐氧化性能;以及在长期高温应用中的更高治金稳定性，是一种理想的高温设备用材料。

焊接性能

焊接热裂纹

Incoloy 800HT是高合金奥氏体耐热钢，它在焊接时具有较高的热裂纹敏感性。热裂纹是在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。主要原因是由于聚集在晶粒边界或焊缝中心的液态低熔点共晶， 在焊缝冷却过程中产生的拉应力作用下开裂。防止热裂纹产生要从以下几方面进行控制。

（1）选择好焊接材料，要限制焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应当尽量减少硫、磷等杂质含量及降低含碳量;通过调节焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织.细化焊缝晶粒，以提高其塑性.减少或分散偏析程度，控制低熔点共晶的有害影响。

（2）控制焊接过程中的焊接工艺参数，提高焊缝成形系数，采用多层多道焊法.减少热量的输入.尽量采用小的线能量.加快焊后冷却速度，避免中心线偏析.防止中心线裂纹。

（（3） 采取各种降低焊接应力的工艺措施。

焊接和热处理工艺

焊接方法

一般焊口采用手工钨极氩弧焊（GTAW）打底、手工电弧焊（SMAW）进行填充盖面。

由于本次工程中的蒸汽过热炉与反应器之间管道全部为焊接方式连接，会出现最后的两道焊口无法充氩保护的情况。对这两道焊口决定采用手工电弧焊打底、盖面的方法进行焊接.，打底焊接时要求做到单面焊接、双面成形。

在编制焊接工艺评定时即按照手工钨极氩弧焊打底加手工电弧焊进行填充盖面，和全部采用手工电弧焊焊接的两种方法进行试件的焊接.并按此对进行焊工考试。

由于本次管道直径较大，预制时可以由施工人员进入管道内，手持氩气把进行背面充氩保护。

电源极性∶手工钨极氩弧焊--直流正接;焊条电弧焊-一直流反接。焊接材料

焊接材料与母材的主要化学成分应记录相近，以保证各项性能与母材相当。但施工中可选择较高一档的焊接材料，即镍基合金焊接材料。

 

 

 焊接技术要求

（1）镍的熔点约为1446C，而氧化镍的熔点约为 2090C，焊件表面的氧化镍如果清除不干净，就会导致出现熔池中夹杂有难熔的氧化镍，进而形成夹渣等缺陷，具体的清除方法可以为抛丸，打磨，也可以选用酸洗的方法进行。

（2）严禁在管道坡口外引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，焊接时，管内不得有穿堂风;正式施焊前应在焊缝两侧涂白垩粉或其它防粘污剂。

（3）多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查.经自检合格后，方可焊接次层.直至焊完。发现焊接缺陷时应及时清除后重焊。

（4） 焊接施工中应注意引弧和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满;多层焊接的层间接头应错开。

（5） 合金钢管焊工使用的刨锤和刷子应为特殊专用， 刨锤头应为不锈钢面.钢丝刷应为不锈钢丝刷.砂轮片应为不锈钢专用砂轮片（如白刚玉60目）;焊工服焊工手套应保持干净清洁.不得使用带有油污的手套进行作业。

（6）焊接时选用小电流.短道快速焊，多层多道焊.应严格控制热输入，焊接层间温度小于100℃。

（7） 防止焊接过程中表面的氧化，氩弧焊收弧时，氩气应滞后3～5。

（8）高铬镍合金熔池粘稠不易流动，电弧焊时应采取小幅摆动措施，但摆动幅度以不大于1.5倍焊条直径为宜。

（9）焊条每次摆动结束时要在坡口两侧稍稍停顿一下.以便使粘稠的焊缝全属有时间填充咬边，防止出现咬边缺陷。

 热处理工艺

Incoloy800HT属于固溶强化型镍一铁一铬系合金，经过焊接热循环作用，铁镍基合金热影响区组织发生变化，发生碳化物和脆性相析出，容易导致晶间腐蚀及接头脆化;并且为了避免高温工况下的焊接应力释放而造成管道焊缝破坏性损伤，增加

焊接接头处的耐腐蚀性能;同时考虑到该管道的操作温度与设计温度非常接近，并且与材料的许用温度接近，专利方（ABB Lummus）要求Incoloy800HT材料在焊接对焊口进行稳定化热处理.热处理温度不低于899℃.时间不少于2h。热处理的目的就为了在此温度下，能形成稳定的碳化物（由于Ti和 Nb能优先与碳结合，形成 TiC 或NbC），大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺 Ti和Nb保Cr的目的。

 

 

 质量控制措施

（1）增强全员质量意识是质量保证的基础，因此在进行双腹大板叠梁的施工中，坚持不懈对操作者进行质量教育。

（2）认真严格地执行了"自检、互检、专检"的三检制制度，着重突出强调专职检查员的职能。严格控制工序质量，认真执行工序质量报检，在取得质量控制负责人的确认后，方能进入下道工序的施工。针对组焊质量要求，设计和应用了各工序检查停检点和各种施工记录表格，并做到质量记录与施工同步。

（3）加强对焊材及施焊环境的管理与监控.焊材的发放与使用始终处于受控状态.严格控制焊接的预热温度和层间温度，焊缝的内在质量取得了十分理想的结果。

 

 总结

金属材料经过焊接过程，总会产生变形，这种变形往往是负面的、不易控制的。双腹大板叠梁焊接工程是一个综合利用焊接变形控制方法的典型，尤其是焊接"反变形法"广泛应用，起到了事半功倍的效果。单纯的一种防变形措施往往不够，较为复杂的结构要综合考虑.焊接顺序原则为"先拘束端、后自由端"，"对称焊接法"、"小线能量法"、"断续焊法"、"强行固定法"、"反变形法"等根据不同情况选择一种或多种配合使用，就能够控制好焊接变形，保证焊接质量。