[发明专利]加钒铬钼钢用埋弧焊剂与制备方法、丝剂组合与应用

说明书

本发明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23‑35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。采用本发明所述埋弧焊剂交流焊接加钒铬钼钢，焊接工艺性能优良，焊缝金属纯净度高，热处理态力学性能良好，低温冲击韧性稳定，具有较低的再热裂纹敏感性，满足高温高压临氢设备制造技术要求。

技术领域

本发明涉及丝剂组合技术领域，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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

此外，本发明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。

本发明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23-35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。

本发明所述埋弧焊剂的各个组分均可通过市售获得。

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。

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。

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”。

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。