15CrMoG är en krom-molybden (Cr-Mo) sömlös stålrörskvalitet specificerad i GB 5310 för högtryckspanna och värmeväxlare. Dess nominella sammansättning av cirka 0,15 % kol, 1,0 % krom och 0,5 % molybden ger det god kryphållfasthet och oxidationsbeständighet vid förhöjda temperaturer, men det är också ett härdbart stål som kräver disciplinerade svetsprocedurer för att undvika kallsprickor och skador på värmepåverkade zoner (HAZ).
Rekommenderade svetsprocesser
Manuell metallbågsvetsning (SMAW) och gaswolframbågsvetsning (GTAW) är de mest använda processerna för 15CrMoG. Nedsänkt bågsvetsning (SAW) används för längsgående sömmar av rör med stor diameter i bruket. För rotpassningar ger GTAW den bästa kontrollen av penetration och inre profil; fyllnings- och lockpass utförs ofta med SMAW för produktivitet.
Svetstillsatsmaterial
Förbrukningsmaterialets kemi bör matcha basmetallen. Typiska val:
| Behandla | Förbrukningsmaterial | Standard |
|---|---|---|
| SMAW | E5515-B2 (t.ex. R307 klass) elektrod med låg vätehalt | GB/T 5118 / AWS A5.5 E8018-B2 |
| GTAW | ER80S-B2 fylltråd | AWS A5.28 |
| Olika fogar med austenitiskt rostfritt stål | Nickelbaserad tillsatsmetall som ERNiCr-3 | AWS A5.14 |
Elektroderna bör vara av basisk (låg-vätehalt) typ för att hålla diffuserbart väte under 5 mL/100 g avsatt metall. Torka elektroderna i 300-350 grader i en timme före användning och förvara dem i uppvärmda koger på plats. När du köper förbrukningsvaror, verifiera rapporten om slagenergi av avsatt metall, som bör vara minst 47 J vid rumstemperatur.
Förvärmning och eftersvets värmebehandling
Förvärma:150-200 grader för de flesta fogkonfigurationer; höj den för tjocka väggar eller mycket återhållna fogar. Förvärmning saktar ned kylningshastigheten och förhindrar kallsprickning från martensitisk transformation.
Interpass temperatur:håll under 300 grader.
Eftervärme för avlägsnande av väte:omedelbart efter svetsning, håll i 350-400 grader i 2 timmar innan någon kylning till rumstemperatur, för att tillåta väte att diffundera ut.
PWHT:typiskt 680±15 grader med en hålltid på cirka 1 timme per 25 mm väggtjocklek. Placering av termoelement bör hålla temperaturgradienten inom 150 grader per meter.
Svetsar som lämnas utan PWHT kan förlora mer än 50 % av sin seghet och bibehålla hög restspänning, så PWHT är obligatoriskt för trycksvetsar på 15CrMoG i panndrift.
Vanliga defekter och förebyggande
| Defekt | Förebyggande |
|---|---|
| Kall sprickbildning | Kontrollera diffunderbart väte under 5 mL/100 g, applicera förvärmning, fullfölj eftervärmningen omgående |
| Brist på fusion | Använd DC omvänd polaritet, korrekt brännarvinkel och körhastighet |
| Slagg inkludering | Rengör varje svetssträng noggrant, använd små oscillationer |
| Het sprickbildning | Begränsa svavel och fosfor under 0,015 % i bas- och tillsatsmetall |
Eventuella defekter som upptäcks måste avlägsnas helt genom slipning och området återupphettas till erforderlig förvärmning innan reparationssvetsning.
Prestandautvärdering av svetsfogar
Dragprovning:foghållfasthet inte mindre än grundmetallen.
Böjtestning:inga sprickor efter 180 graders böjning.
Charpy V-notch effekt:minst 27 J vid -20 grader.
Hårdhet:HAZ-hårdhet som inte överstiger 240 HV10.
Metallografisk undersökning:ingen ohärdad martensit eller överdrivna inneslutningar.
Röntgenundersökning (RT):100 % RT krävs för kritiska svetsar, plus hårdhetsundersökningar.
Uthållighet vid hög temperatur:långtidsprestanda kan verifieras genom krypbrottstester, till exempel brottspänning på minst 80 MPa vid 550 grader under 100 000 timmar.
Enligt ASME Sektion IX och motsvarande kvalifikationskoder måste alla svetsprocedurkvalifikationer och testresultat dokumenteras och arkiveras.
FAQ
Varför måste 15CrMoG förvärmas före svetsning?
Förvärmning sänker svetsens och HAZ-kylningshastigheten, vilket förhindrar bildning av hård, sprickkänslig martensit. För väggtjocklek över 20 mm ger otillräcklig förvärmning överdriven HAZ-hårdhet och hög risk för kallsprickor.
Vad är rätt förvärmningstemperatur för 15CrMoG?
Normalt 150-200 grader, mätt på ett definierat avstånd från skarven, med interpass temperatur hålls under 300 grader. Det specifika värdet ska bekräftas i specifikationen för svetsproceduren.
Krävs alltid värmebehandling efter svetsning?
För tryckhållande svetsar i panntjänst, ja. PWHT vid ca 680±15 grader lindrar kvarvarande stress och tempererar HAZ. Hålltiden är vanligtvis en timme per 25 mm väggtjocklek.
Vilken elektrod används för att svetsa 15CrMoG?
Cr-Mo-elektroder med låg vätehalt i klassen E5515-B2 (som R307) per GB/T 5118, motsvarande E8018-B2 per AWS A5.5. GTAW använder matchande ER80S-B2-tråd.
Hur svetsar man 15CrMoG till austenitiskt rostfritt stål?
Använd en nickelbaserad tillsatsmetall som ERNiCr-3 enligt AWS A5.14. Detta undviker problem med kolmigrering och termisk expansionsmissanpassning vid den olika fogen. Förfarandet måste vara kvalificerat före produktionssvetsning.
Vilka tester krävs för att kvalificera en 15CrMoG-svetsprocedur?
Drag-, böj-, Charpy-slag-, hårdhets- och metallografiska tester, plus radiografisk inspektion för kritiska fogar. Resultaten dokumenteras enligt ASME-avsnitt IX eller tillämplig kod och bevaras tillsammans med projektdokumenten.
