压力容器用不锈钢及其焊接特����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������点
所谓不锈钢是指在钢中加进一定量的铬元����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������素后,使钢处于钝化状态,具有不生锈����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������的特性。为达到此目的,其铬含量����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������必须在12%以上。为进步钢的钝化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������性,不锈钢中还往往需加进能使钢钝化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������的镍、钼等元素。一般所指的不锈钢实际上是不锈����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������钢和耐酸钢的总称。不锈钢并����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������不一定耐酸,而耐酸钢一般均具有良好的不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������锈性能。不锈钢按其钢的组织不同可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������分为四类,即奥氏体不锈钢、铁素����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������不锈钢。
1. 奥氏体不锈钢及其焊接特点
奥氏体不锈钢是应用广泛的不锈钢,以高Cr-Ni����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������型为普遍。目前奥氏体不锈钢大致����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������可分为Cr18-Ni8型、Cr����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奥氏体不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������锈钢有以下焊接特点:
① 焊接热裂纹 奥氏体不锈钢由于其热传导率小,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������线膨胀系数大,因此在焊接过程中,焊接接头部位的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������高温停留时间较长,焊缝易形����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������成粗大的柱状晶组织,在凝固结晶����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������过程中,若硫、磷、锡、锑、铌等杂质����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������元素含量较高,就会在晶间形成低熔点����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������共晶,在焊接接头承受较高的拉����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������应力时,就易在焊缝中形成凝固裂纹,在热影响����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������区形成液化裂纹,这都属于焊接热裂纹����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。防止热裂纹有效的途径是降低钢及焊材中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������易产生低熔点共晶的杂质元素和使铬镍奥氏体����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������不锈钢中含有4% ~ 12%的铁素体组织。
② 晶间腐蚀 根据贫铬理论,在晶间上析出碳化铬����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������,造成晶界贫铬是产生晶间腐����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������蚀的主要原因。为此,选择超低碳焊材或含有铌、钛����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等稳定化元素的焊材是防止晶间腐蚀的主要措����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������施。
③ 应力腐蚀开裂 应力腐蚀开裂通常表现为脆性破����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������坏,且发生破坏的过程时间短,因此危害严重。造成奥����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������氏体不锈钢应力腐蚀开裂的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������主要原因是焊接残余应力。焊接接头的组����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������织变化或应力集中的存在,局部腐蚀介质浓缩也是����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������影响应力腐蚀开裂的原因。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������
④ 焊接接头的σ相脆化 σ相是一种脆硬的金属间化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������合物,主要析集于柱状晶的晶界。γ相和δ相都可发����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生σ相转变。比如对于Cr25Ni20型����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������焊缝在800℃ ~ 900℃加热时,就会发生强����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������烈的γ→δ转变。对于铬镍型奥����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������氏体不锈钢,特别是铬镍钼型不锈钢,易发生δ→����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������σ相转变,这主要是由于铬、钼元素具有明显的σ化作����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用,当焊缝中δ铁素体含量超过12����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������%时,δ→σ的转变非常明显,造成焊缝金属的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������明显的脆化,这也就是为什����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������么热壁加氢反应器内壁堆焊层将δ铁素体含����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������量控制在3%~10%的原因。
压力容器用不锈钢焊材选用
压力容器用不锈钢焊接要点
1. 奥氏体不锈钢焊接要点
总的来说,奥氏体不锈钢具有优����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������良的焊接性。几乎所有的熔化焊����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������接方法均可用于焊接奥氏体不锈钢,奥氏体不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������锈钢的热物理性能和组织特点决定了其����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������焊接工艺要点。
① 由于奥氏体不锈钢导热系数小而����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������热膨胀系数大,焊接时易于产生较����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������大的变形和焊接应力,因此����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。
② 由于奥氏体不锈钢导热系数小,在同样的电流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������下,可比低合金钢得到较大的熔深。同时又由����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������于其电阻率大,在焊条电弧焊时,为了避免焊条发红,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������与同直径的碳钢或低合金钢焊条相比,焊接电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������流较小。
③ 焊接规范。一般不采用大线能量进行焊接 。焊条����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电弧焊时,宜采用小直径焊条,快����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������速多道焊,对于要求高的焊����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������缝,甚至采用浇冷水的方法以加速冷却,对于纯奥氏����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������体不锈钢及超级奥氏体不锈钢,由����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������于热裂纹敏感性大,更应严格控制焊接线能量,防止����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������焊缝晶粒严重长大与焊接热裂纹的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������发生。
④ 为进步焊缝的抗热裂性能和耐蚀性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能,焊接时,要特别留意焊接区的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������清洁,避免有害元素渗透焊缝。
⑤ 奥氏体不锈钢焊接时一般不需要预热。为了防止焊����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������缝和热影响区的晶粒长大及碳化物的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������析出,保证焊接接头的塑、韧性和耐蚀姓,应����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������控制较低的层间温度,一般����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������不超过150℃。
2. 铁素体不锈钢焊接要点
铁素体不锈钢的铁素体形成元素相对较多,奥氏����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������体形成元素相对较少,材料淬硬和冷����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������裂倾向较小。铁素体不锈钢在焊接热循环����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的作用下,热影响区晶粒明显长大,接����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������头的韧性和塑性急剧下降。热影响区晶粒长大����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������的程度取决于焊接时所达到的高温度及其保持时间����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,为此,在焊接铁素体不锈钢时,应尽量采����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������用小的线能量,即采用能量集中的方法,如小电流T����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������IG、小直径焊条手工焊等,同����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������时尽可能采用窄间隙坡口、高的焊����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������接速度和多层焊等措施,并严格控制层间温度。
由于焊接热循环的作用,一般铁素体不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������锈钢在热影响区的高温区产生敏化,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������在某些介质中产生晶间腐蚀。焊后经700~����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������850℃退火处理,使铬均匀化,可恢复其耐蚀性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������。
普通高铬铁素体不锈钢可采用焊条电弧焊、气体保护焊����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、埋弧焊焊等熔焊方法。由于高铬钢固有的低塑性,以����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������及焊接热循环引起的热影响区晶粒长����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������大和碳化物、氮化物在晶界集聚,焊接接����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������头的塑性和韧性都很低。在采用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������与母材化学成分相似的焊材且拘束度大时,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������很易产生裂纹。为了防止裂����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������纹,改善接头塑性和耐蚀性,以焊条电����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������弧焊为例,可以采取下列工艺����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������措施。
① 预热100 ~ 150℃左右,使材料����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������在富有韧性的状态下焊接。含铬越����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������高,预热温度应越高。
② 采用小的线能量、不摆动焊接。多层焊时����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,应控制层间温度不高于150℃����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,不宜连续施焊,以减小高����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������温脆化和475℃脆性影响。
③ 焊后进行750 ~ 800℃退火处理,由于����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������碳化物球化和铬分布均匀,可恢复耐����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������蚀性,并改善接头塑性。退火后应快冷,防止出现σ相����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������及475℃脆性。
3. 马氏体不锈钢焊接要����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������点
对于Cr13型马氏体不锈钢,当采用同材质����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������焊条进行焊接时,为了降低冷裂纹敏����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������感性,确保焊接接头塑、韧性,应选用低����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������氢型焊条并同时采取下列措����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������施:
① 预热。预热温度随钢材����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������含碳量的增加而进步,一般在����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������100℃ ~ 350℃范围内。
② 后热。对于含碳量较高或拘束度大的焊����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������接接头,焊后采取后热措施,以����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������防止焊接氢致裂纹。
③ 焊后热处理。为改善焊接接头塑、韧性和耐蚀性,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������焊后热处理温度一般为650℃ ~ 750℃����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,保温时间按1h / 25m����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������m计。
对于超级及低碳马氏体不锈钢,一般可不采取����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������预热措施,当拘束度大或焊缝中含氢量较高时,采取����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������预热及后热措施,预热温度一般为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������100℃ ~ 150℃,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������焊后热处理温度为590 ~ 620℃。对于����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������含碳量较高的马氏体钢。或在焊前预热、焊后热处����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������理难以实施,以及接头拘束度较����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������大的情况下,工程中也可用奥氏体型的焊材,以进����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������步焊接接头的塑、韧性,防止����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������产生裂纹。但此时焊缝金属为奥氏体组织����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������或以奥氏体为主的组织时,与母材强度相比����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������实为低强匹配,而且焊缝金属与母材在化学成分����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、金相组织、热物理性能、力学性能差别很大,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������焊接残余应力不可避免,轻易引发应����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������力腐蚀或高温蠕变破坏。
双相不锈钢的焊接
不锈钢压力容器焊接实例
- 2024-03-11
王大真到田家河园区和楚星片区现场办公 - 2023-03-14
王大真一行到化机公司现场办公 - 2022-09-19
王大真一行到股份公司、化机公司现场办公 - 2022-05-23
高效执行展实力 规范施工创品牌 - 2022-04-26
化机公司召开党委(扩大)����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������会议专题研究党建工作 - 2022-01-14
祝贺!化机公司首批新一代换热器产品����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������成功交付 - 2021-12-23
【学习贯彻宜昌市第七次党代会精神】化机公司:����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������学深悟透 知行合一 - 2021-11-26
王大真到化机公司现场办公 - 2021-11-17
中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������验的决议 - 2021-11-13
宜化化机:关爱职工健康 开展职业健康体检