双相不锈钢管道的焊接工艺
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双相不锈钢焊接工艺要点
双相不锈钢是一种具有很高的耐腐蚀及耐热性能的材料,所以在
工业领域中得到了广泛应用。
焊接是双相不锈钢的常见加工方法之一,下面介绍几个双相不锈钢焊接工艺的要点。
1. 焊接前的预处理:在双相不锈钢板材或管道上进行焊接前,
必须进行严格的加热处理。
预处理温度一般在1000℃以上,时间要根
据板厚、孔径大小、管子长度等因素来确定。
2. 焊接设备:在进行双相不锈钢焊接时,需要使用直流电弧焊
机和专门针对双相不锈钢的焊丝。
其焊丝的成分应该与基材成分一致,以保证焊接质量。
3. 焊接位置:焊接双相不锈钢时,大部分情况下采用横向焊接
的方式。
如果采用竖直位置焊接,需要加大电弧电流和电弧长度,以
保证焊接质量。
4. 焊接工艺:推荐采用氩弧焊接法进行双相不锈钢的焊接,其
中采用保护气体是关键。
氩气压力一般在0.2~0.4MPa之间,其流量大
小应该根据想要达到的焊接速度来调整。
综上所述,焊接双相不锈钢有以下几个要点:焊接前的预处理、
使用专门的设备和材料、适当选定焊接位置和采用氩弧焊接法。
只有
在严格遵守这些要点的前提下,才能够保证焊接质量以及双相不锈钢
的使用寿命。
2507双相不锈钢焊接工艺引言:2507双相不锈钢是一种具有优异耐蚀性和高强度的材料,广泛应用于海洋工程、化工设备和石油工业等领域。
然而,由于其特殊的化学成分和微观结构,2507双相不锈钢的焊接工艺相对较为复杂。
本文将介绍2507双相不锈钢的焊接工艺及其注意事项。
一、焊接方法选择2507双相不锈钢的焊接可以采用多种方法,如手工电弧焊、氩弧焊、等离子焊和激光焊等。
根据具体情况选择合适的焊接方法,以确保焊缝质量和工艺效率。
在选择焊接方法时,需考虑到材料的厚度、焊接位置、工件形状等因素。
二、预热与后热处理2507双相不锈钢焊接前需要进行预热处理,以避免焊缝区域出现冷裂纹。
预热温度一般在100℃-150℃之间,时间根据工件厚度而定。
焊接完成后,还需要进行后热处理,以消除焊接残余应力和提高焊缝的耐蚀性能。
后热处理温度和时间也需根据具体情况来确定。
三、焊接参数控制在2507双相不锈钢的焊接过程中,合理控制焊接参数对焊缝质量至关重要。
首先是电流和电压的选择,一般采用直流电源进行焊接,电流大小根据焊接工件的厚度和焊缝的尺寸来确定。
同时,还需要注意电弧长度和焊接速度的控制,以避免焊缝出现缺陷。
四、焊接材料选择在2507双相不锈钢的焊接中,选择合适的焊接材料可以提高焊缝的强度和耐蚀性能。
一般采用相同或相似的材料进行焊接,以保证焊缝与母材具有相似的性能。
同时,还需选择合适的焊接填充材料,以满足焊接工艺和使用要求。
五、焊接缺陷及预防措施在2507双相不锈钢焊接过程中,可能会出现一些常见的焊接缺陷,如气孔、夹渣、裂纹等。
为了预防这些缺陷的发生,需要注意焊接操作的细节和控制焊接参数。
此外,还需定期对焊接设备进行维护和检修,确保焊接质量。
六、焊后处理焊接完成后,还需对焊缝进行适当的处理,以提高其耐蚀性和美观度。
常见的焊后处理方法包括打磨、喷砂、酸洗和电化学抛光等。
根据具体要求选择合适的处理方法,使焊缝与母材之间的过渡更加平滑,提高整体质量。
双相不锈钢焊接工艺要点
双相不锈钢焊接工艺要点主要包括以下几点:
1. 选择合适的焊接方法:双相不锈钢可以采用氩弧焊、埋弧焊、激光焊等多种焊接方法,但是要根据具体情况选择合适的焊接方法。
2. 熟练掌握焊接技术:在焊接双相不锈钢时,需要对焊接技术有熟练的掌握,包括预热、加热、焊接速度、电流电压等焊接参数。
3. 保证焊接质量:焊接完毕后需要进行外观检查和力学性能检测,以保证焊接质量。
4. 选择合适的焊接材料:双相不锈钢的焊接材料要选择与基材相同或相近的焊接材料,以避免产生微观裂纹和变形等问题。
5. 焊接过程中保护焊缝:焊接过程中,需要采用适当的保护措施,以避免焊缝污染和氧化。
6. 焊接完毕后进行退火处理:焊接完毕后,需要进行退火处理,以消除残余应力,提高焊接质量和力学性能。
总体来说,双相不锈钢焊接过程中需要掌握一系列的工艺要点,以保证焊接质量和力学性能。
双相不锈钢埋弧自动焊接施工工法双相不锈钢埋弧自动焊接施工工法一、前言随着工业发展的进步,双相不锈钢作为一种新型材料在建筑、制造业等领域得到了广泛应用。
而双相不锈钢的焊接工艺对于保证施工质量和工期的要求非常高。
为此,特别开发了双相不锈钢埋弧自动焊接施工工法,以提高工作效率和焊接质量。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点双相不锈钢埋弧自动焊接施工工法具有如下特点:1. 高效性:采用自动化设备进行焊接,能够大幅提高施工效率,节省劳动力和时间成本。
2. 焊缝质量好:双相不锈钢埋弧自动焊接能够确保焊缝的均匀性和一致性,减少焊接缺陷的产生。
3. 适应性强:该工法适用于各种规格和材质的双相不锈钢管道和结构焊接。
4. 环保性好:该工法使用的焊接材料和设备对环境的影响较小,符合现代环保要求。
三、适应范围双相不锈钢埋弧自动焊接施工工法适用于以下范围:1. 石化、化工等行业的管道和设备的焊接。
2. 进口产品的修理和改造。
3. 高端建筑结构、钢结构的焊接。
4. 海洋工程、船舶修造等领域的焊接。
四、工艺原理双相不锈钢埋弧自动焊接施工工法是一种电弧焊接工艺,通过埋弧焊机进行焊接。
该工法采用常规的电弧焊接方法,同时结合埋弧和自动化设备,实现了双相不锈钢的高效焊接。
具体的工艺原理如下:1. 施工工法与实际工程之间的联系:该工法能够满足实际工程对双相不锈钢焊接的要求,实现了高效、高质量的焊接。
2. 采取的技术措施:通过埋弧技术,确保焊接电弧在工件下方形成焊缝。
同时,自动化设备可以根据预先设定的焊接参数进行焊接,提高焊接质量和效率。
五、施工工艺双相不锈钢埋弧自动焊接施工工法主要包括以下施工阶段:1. 准备工作:包括焊接材料和设备的准备,对工件进行清洁和表面处理。
2. 焊接准备:设置焊接电流、电压和速度等参数,检查设备和工具的正常运行。
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究一、引言双相不锈钢是一种性能优异的材料,被广泛应用于化工、海洋工程、石油和天然气工业等领域。
S32750双相不锈钢具有良好的耐腐蚀性和强度,因此在许多领域都有着重要的应用价值。
S32750双相不锈钢的焊接工艺一直是研究的热点之一,因为焊接过程中易产生焊接裂纹和热影响区软化等问题,严重影响了焊接接头的性能。
本文旨在通过焊接工艺试验研究,得出S32750双相不锈钢的最佳焊接工艺参数,提高焊接接头的质量和性能。
二、S32750双相不锈钢的特点及焊接工艺难点S32750双相不锈钢具有较高的强度和韧性,具有优异的耐蚀性和耐热性,因此在高温、高压、腐蚀性环境下有着广泛的应用。
S32750双相不锈钢的焊接工艺存在一些难点,主要包括以下几点:1. 焊接裂纹:在焊接S32750双相不锈钢时,容易出现热裂纹、固态相变裂纹和冷裂纹等裂纹缺陷,严重影响焊接接头的质量和性能。
2. 热影响区软化:S32750双相不锈钢在焊接过程中易产生热影响区软化现象,导致焊接接头的强度和韧性降低,影响其耐久性能。
3. 残余应力:焊接后会在焊接接头和热影响区产生残余应力,如果不能有效控制残余应力,容易导致焊接接头开裂或失效。
以上问题都需要通过合理的焊接工艺来解决,因此研究S32750双相不锈钢的最佳焊接工艺参数对提高焊接接头的质量和性能至关重要。
三、S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究1. 实验材料和设备本次焊接工艺试验研究选用了S32750双相不锈钢板材作为实验材料,板厚为8mm。
实验设备主要包括氩弧焊接机、数控火焰切割机、电气万用表、焊接试验台等。
2. 实验方案本次实验通过正交试验设计,选取焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接气体流量等因素,建立不同水平的试验方案,共设计了16组试验方案。
采用金相显微镜、扫描电镜等测试设备对焊缝的组织结构、断口形貌等进行分析,同时进行力学性能测试,对焊接接头的强度和韧性进行评估。
2205双相不锈钢的焊接工艺规程双相不锈钢的焊接工艺规程随着工业技术的不断发展,奥氏体不锈钢已经不能满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。
为此,冶金工作者研制出了双相不锈钢,它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起,成为一种可焊接的结构材料。
双相不锈钢的固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50%,一般量少相的含量也需要达到30%。
在含C较低的情况下,Cr含量在18%-28%,Ni含量在3%-10%。
有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti,N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
双相不锈钢的应用范围不断扩大,除了在石油化工领域中用于、管道和零部件等,还在一般民用工程和能源交通方面得到广泛应用,如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。
双相不锈钢的发展经历了三代历程,我国的应用也在逐步增加。
在正确控制化学成分和热处理工艺的基础上,双相不锈钢的焊接工艺规程也得到了不断完善。
1.1.1 石油和天然气工业石油和天然气工业是国外应用双相不锈钢的主要领域之一,目前已铺设了1000公里的油气输送管线。
国内只有南海油田少量使用,且全部进口。
另外,西气东输工程在考虑使用双相不锈钢焊管作为集气管线,国内已有条件生产和制造。
炼油工业是最早使用国产双相不锈钢的部门之一。
在南京、镇海、天津、济南等炼化公司中,多集中使用双相不锈钢于常减压蒸馏塔的塔顶衬里(或复合板)、塔内构件、空冷器和水冷器等,最长的使用时间已达20年。
___是我国最大的炼油基地,加工能力为1600万吨,已进入世界百强,冷凝冷却系统中多套设备使用双相不锈钢。
双相不锈钢特殊焊接工艺及无损检测要求摘要:随着社会经济的稳步增长和现代科技的快速进步,我国工业行业得以快速发展,整体生产工艺水平得到大幅度提升。
双相不锈钢是属于当前电厂以及工业制造业当中应用的一种材料,其本身有着良好的焊接性和力学性能,可适用于多项服役环境。
双相不锈钢特殊焊接要求较高,尤其特殊焊接工艺与无损检测方面较为明显。
本篇文章主要针对双相不锈钢特殊焊接工艺及无损检测相关要求作出简要的讨论,首先介绍双相不锈钢的产生和具体焊接性,再阐述双相不锈钢特殊焊接工艺相关要求以及无损检测相关要点,以期能够为现场焊接施工质量的提升提供一点参考。
关键词:双相不锈钢;特殊焊接工艺;无损检测目前来讲,我国科技的快速发展下,对于各项资源与能源的利用率也不断提升,尤其在各项资源材料的加工和应用方面的整体工艺水平进步速度较快。
双相不锈钢在化学工业、电力行业以及石油天然气等行业当中的应用相对较为广泛,在实际应用当中,针对双相不锈钢的焊接需要重点考虑多方面因素,无论在材料的选择还是工艺技术应用等多项环节当中都需要注重工艺操作的规范性和各项要点的质量控制,如此方能够保证双相不锈钢的焊接质量,提高材料与能源的利用率,这就需要相关技术人员能够全面掌握双相不锈钢特殊焊接工艺的各项要点和操作步骤,完成加工后还要仔细进行无损检测,针对其各项特殊要求进行全面分析,如此才能够确保双相不锈钢的加工质量,发挥双相不锈钢的优势特点。
1.关于双相不锈钢双相不锈钢主要是组织当中铁素体、奥氏体含量约各占50%,其中量少相的含量也需要满足30%以上的不锈钢。
如果含C量相对较低,则Cr含量应维持在18%-28%的含量,Ni需维持在3%-10%。
此外,双相不锈钢具有奥氏体铁素体不锈钢的性能优势,其韧性相比铁素体相要高,且无室温脆性,所以,可以用于厚板。
另外,还具备良好的耐晶间腐蚀性能和焊接性能,同时还具备铁素体不锈钢较高的导热系数与475摄氏度脆性、超塑性等等。
2205双相不锈钢的性能及焊接工艺发表时间:2020-06-01T11:28:36.413Z 来源:《电力设备》2020年第4期作者:辛国庆[导读] 一、2205双相不锈钢简介(中国能源建设集团东北电力第一工程公司有限公司)一、2205双相不锈钢简介1.1 2205双相不锈钢理化性能简介双相不锈钢2205是第二代双相不锈钢,也称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮。
2205双相不锈钢是目前应用最为普遍的双相不锈钢,该钢具有高强度、高抗疲劳强度、低温韧性、耐孔腐蚀性、对应力裂纹不敏感等优点,广泛应用于海洋工程、化学工程领域的大型容器、管道。
2205双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比具有较好的力学性能、耐蚀性及价格优势。
菲律宾马利万斯电厂的海水淡化系统管道采用的就是2205双相不锈钢。
1.2 2205双相不锈钢化学成分2205双相不锈钢与最初的双相不锈钢相比,进一步提高氮的含量,增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点腐蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢钟,既提高钢的强度且不明显损伤钢的韧性,又能延缓和抑制碳化物的析出,使其焊接性能得到了大大的改善。
1.3 2205双相不锈钢的组织特点2205双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数,兼有两相组织特征。
它保留了铁素体不锈钢导热系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点、又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。
1.4影响焊接性因素分析(1)冷却速度的影响2205双相不锈钢在正常供货状态下大约具有50”%的铁素体和大约50%的奥氏体,但经过焊接后,接头刚凝固时的组织为单相铁素体,奥氏体是在接头温度低于1300℃后由铁素体逆变为奥氏体产生的。
它的数量除了与化学成份有关外,主要取决于冷却速度,冷却速度对γ相数量影响很大(见图1),快速冷却焊缝的组织中α相的比例可能会超过80%,致焊缝韧性下降,氢脆敏感性增加。
2205双相不锈钢的焊接工艺规程1 绪论随着工业技术的日益发展,一般奥氏体不锈钢难以满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。
为此,冶金工作者进行了大量研究,研制出奥氏体—铁素体型不锈钢,即双相不锈钢。
传统的奥氏体不锈钢在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足,尤其是应力腐蚀引起的断裂,其危害性极大。
双相不锈钢是近二十年来开发的新钢种。
通过正确控制各合金元素比例和热处理工艺使其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50%,从而将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起,使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。
所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半,一般量少相的含量也需要达到30%。
在含C较低的情况下,Cr含量在18%-28%,Ni含量在3%-10%。
有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti,N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
由于两相组织的特点,通过正确控制化学成分和热处理工艺,使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点,它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起,正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速,80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。
上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢(3RE60、Uranus50等),但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后,其发展经历了3代历程。
1.1 我国双相不锈钢的应用双相不锈钢是根据石油化工中强酸强碱造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象,一般不锈钢难以胜任的容器、管道以及零部件等而研制的,但由于双相不锈钢除具有很强的各类抗腐蚀性能之外,还具有很好的强度和韧性,为此,在一般民用工程和能源交通方面也逐步得到越来越多的应用,如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。
S32205双相不锈钢焊接工艺分析前言某PTA装置管道介质腐蚀性强,PTA装置大量使用奥氏体不锈钢、双相不锈钢、哈氏合金以及钛管道来输送含腐蚀介质。
由于双相不锈钢具有较好的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和晶间腐蚀能力,且具有较高的屈服强度,因此本装置大量采用双相不锈钢材料。
应INVISTA公司要求,现场参加双相不锈钢焊接的每名焊工施焊试件,检验-40℃低温冲击值、焊接接头中铁素体与奥氏体两相比例值,以检验焊工对双相不锈钢材料特性的掌握能力。
试件由厂家提供,试件规格为300mm×125mm×10mm。
1 化学成分分析母材及焊材为上海鹰霸金属材料有限公司提供,其中,母材选用OUTOKUMPU公司生产的S32205;焊丝选用A VESTA公司生产的ER2209。
由于管道壁厚较薄,厂家只提供氩弧焊焊丝。
母材、焊丝化学成分见表1、表2。
表12 化学成分的作用Cr、Mo为铁素体形成元素,促使铁素体形成。
在合金元素中占的比值大,因此双相不锈钢开始凝固时为100%铁素体。
C、Ni、Mn、N、Cu为奥氏体形成元素。
促使奥氏体从铁素体中析出,保证在一定冷却速度下从铁素体中析出足够数量的奥氏体组织。
3 物理性能分析理想的双相不锈钢中,铁素体和奥氏体两相各占50%。
在铁素体固熔线温度以上金属全部为铁素体组织,低于固熔线温度后开始逐渐析出奥氏体,在材料制造和焊接过程中,实际双相不锈钢中铁素体和奥氏体相的比例受合金成分、冷却速度等因素影响造成两相不是均衡的。
但较少相占的比例最低≥40%,才能达到性能要求,两相比值越接近50%,材料的综合性能越好。
双相不锈钢综合了奥氏体不锈钢所具有的良好的耐蚀性、优良的塑韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的高强度和耐氯化物应力腐蚀能力,使之兼具奥氏体和铁素体的优点。
其综合力学性能好,不仅有较高的屈服强度,还有良好的塑韧性。
双相不锈钢对晶间腐蚀不敏感,但有较好的抗点蚀能力和优良的耐应力腐蚀能力。
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究本文旨在对S32750双相不锈钢的焊接工艺进行试验研究。
首先,对S32750双相不锈钢的基本性质和应用场景进行了介绍。
随后,针对该材料的焊接工艺,进行了焊接试验研究。
本文主要研究了手工氩弧焊和自动化焊接工艺。
通过试验研究,得出了S32750双相不锈钢手工氩弧焊和自动化焊接的最佳工艺参数,并对S32750双相不锈钢的焊接性能进行了分析和讨论。
1. S32750双相不锈钢的基本性质和应用场景S32750双相不锈钢是一种高强度、高耐腐蚀性能的双相不锈钢。
其主要成分为铬、镍、钼、铜、氮。
这种材料具有很高的耐腐蚀性,能够抵御酸、碱、氯离子等多种介质的腐蚀。
同时,该材料还具有很高的强度,能够在高温、高压环境下使用。
因此,S32750双相不锈钢在海洋工程、化工、航空航天等领域中得到广泛应用。
2. 手工氩弧焊工艺试验研究针对S32750双相不锈钢的手工氩弧焊工艺进行试验研究。
选用的氩弧焊机为直流电弧焊机,焊条为E2209型双相不锈钢焊条。
2.1 试验结果根据试验结果,得出手工氩弧焊最佳工艺参数为:焊接电流120A,电弧长度2.5mm,电弧偏差角度60度。
这种工艺参数下,能够保证焊接接头的质量。
2.2 焊接性能结果通过焊接接头的拉伸试验和压缩试验,对S32750双相不锈钢手工氩弧焊接头的力学性能进行了测试。
在拉伸试验中,焊接接头的极限抗拉强度为650MPa,断后伸长率为25%。
在压缩试验中,焊接接头的最大压缩强度为500MPa。
这些结果表明,手工氩弧焊是可行的S32750双相不锈钢焊接方法。
4. 总结。
浅谈超级双相不锈钢管道埋弧焊焊接工艺摘要:自工业革命以来,21世纪工业发展迅速,能源需求加剧。
人们对产品的质量及精度追求越来越高,管道焊接质量的要求也越来越高,尤其在海工领域要求更为突出,海上作业对压力管道的焊接质量要求特别高,保证工作安全性。
近年来我国成为世界制造业大国很多海工平台油气模块已经开始自己生产和制造,展现了国家在制造业的投入和重视,对于复合人才的培养,先进制造技术及工艺上进行学习和改进,取长补短,为国家深蓝工业的发展助力,展现大国实力。
关键词:母材、焊接材料、工艺参数引言双相不锈钢管道焊接是一项实践性较强的综合性工作,其具体实施方法的特殊性不言而喻。
该项课题的研究,将会更好地提升对双相不锈钢管道焊接技术的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。
1.焊接工艺1.1概述本工艺指导书规定了超级双相不锈钢管道埋弧自动焊接的注意事项及焊前准备,母材材质、厚度、坡口形式,焊接材料,工艺参数等。
1.2母材适用于厚度在16-81mm的超级双相不锈钢管道。
如超级不锈钢管道UNSS32750 、UNS S32760 以及同等材质。
2.焊接材料3.坡口形式3.1坡口形式如表一所示:3.2焊前准备3.2.1 焊接前将坡口及两侧各50mm范围内的水分、油脂、锈污及氧化物等其他影响焊接质量的杂物除去。
3.2.2 预热方法:采用电加热片加热或烤枪加热(中性焰加热)。
打底及填充氩弧焊:当母材温度低于10℃时,应要将母材预热到最低20℃,且应在焊接过程中保持这一最低层间温度。
焊接前最低温度值同样适用于定位焊。
埋弧焊最低预热温度为80℃。
3.2.3 预热/层间温度测量点:预热温度测量点应位于焊接点周围所有方向上不得小于3 倍焊件的最大厚度值处,但不得小于75mm。
在邻近焊缝金属处检测层间温度,层间温度不小于预热温度。
检测方法:接触式测温仪。
3.2.4 埋弧焊开始工作前,将残留在焊剂导向管中的焊剂排出,确保开始工作时焊剂的温度在100~150℃。
工程技术•37•S3143双相不锈钢压力管道手工鸭极氮弧焊陈兆坤赵承先陈兆飞王利民陈君佐宋连涛中国石油天然气第七建设有限公司山东胶州226369摘要本文针对石化公司PTA装置S01390双相不锈钢焊接性分析,压力管道的焊接要求、焊接措施,及结合现场施工分析论述双相不锈钢的焊接工艺。
关键词双相不锈钢压力管道手工™极氫弧焊混合气体中图分类号:TT07文献标识码:B文章编号:1672-9323(2019)04-0937-031前言石油化工压力管道中在强酸强碱介质中会造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象,一般不锈钢难以胜任,而双相不锈钢除具有很强的各类抗腐蚀性能之外,还具有很好的强度和韧性,是近些年发展比较快的一种新型不锈钢材料,所谓的双相不锈钢是指不锈钢中既有奥氏体组织又有铁素体组织,在性能上兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点,与铁素体不锈钢相比它的韧性高、脆性转变温度低耐晶间腐蚀能力强等,焊接性能较好;与奥氏体不锈钢相比,它的强度高,抗晶间腐蚀能力、耐应力腐蚀能力、抗腐蚀疲劳能力等都有大幅度的提高。
在某石化公司PTA装置施工中,首次焊接双相不锈钢管道,该双相不锈钢的牌号是S31303,施工前,为保证焊接质量,充分了解该管道材质的性能特点,做了相关的大量的焊接实验,通过实验和焊接施工,基本掌握了该材质管道的焊接工艺要点,在此给予探讨,供焊接人员参考。
0S31303双相不锈钢简介S3103属于第二代双相不锈钢,它是一种含氮的超低碳不锈钢,与第一代双相不锈钢相比,进一步降低C含量,提高Mo的含量同时加入了奥氏体形成元素N促进了双相不锈钢焊接接头中单相铁素体在冷却过程中会形成适量的奥氏体,使焊接接头的铁素体组织与奥氏体组织的比例趋于平衡,这样既改善了双相不锈钢焊接热影响区的塑性和韧性,又保证了双相不锈钢的抗应力腐蚀、点蚀的能力。
S3103双相不锈钢中铁素体(F)组织的含量一般在44%-52%之间,其余组织为奥氏体(A)。
双相不锈钢管道的焊接工
艺
Prepared on 22 November 2020
双相不锈钢管道的焊接摘要:以辽阳石化80万吨/年PTA装置双相不锈钢管线为例,向读者介绍双相不锈钢2205的管道焊接,整个焊接具有一定的价值,为双相不锈钢焊接提供依据。
关键词:双相不锈钢管道焊接工艺耐腐蚀
0 前言
铁素体-奥氏体双相不锈钢是在超低碳铁素体不锈钢基础上发展起来的一种双相不锈钢,常温下为双相组织,与一般不锈钢相比,其Ni的质量分数低,Cr、N的质量分数高,具有较好的抗点蚀和抗应力腐蚀的性能。
此外,其结晶结构中的Fe的质量分数高,所以比其他的不锈钢有更高的屈服强度。
双相不锈钢由于具有奥氏体+铁素体双相组织,且两个相组织的含量基本相当,故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。
屈服强度可达400Mpa ~ 550MPa,是普通奥氏体不锈钢的2倍。
与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的韧性高,脆性转变温度低,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显着提高;同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点,如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小,具有超塑性及磁性等。
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的强度高,特别是屈服强度显着提高,且耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。
辽阳石化80万吨/年PTA装置中共有双相不锈钢有497m,最小管径为Φ×,最大管径为×,属于中、低压管道。
PTA装置双相不锈钢管道中介质为浓度60%~90%的高浓度醋酸,是具有强腐蚀和刺激性的介质,焊接质量的好坏直接关系到整个装置生产的安全性。
1 双相不锈钢2205的焊接性分析
铁素体-奥氏体双相不锈钢具有良好的焊接性,铁素体-奥氏体双相不锈钢被加热到足够的温度时,出现奥氏体向铁素体的转变,温度升高到1250-1300℃时,可转变为纯铁素体组织,此时在进行冷却,首先在铁素体晶界生成晶核,逐渐生成奥氏体。
冷却速度较慢生成的奥氏体越多,反之生成的奥氏体越少。
该双相不锈钢与铁素体不锈钢相比,焊接出现的裂纹倾向低;与奥氏体不锈钢相比,焊接产生的脆化倾向低。
然而,焊接工艺掌握不好,这种双相钢组织会引起焊缝和热影响区的脆化和焊接热裂纹的产生。
实验表明,焊缝和热影响区德铁素体含量超过80%时,会降低韧性并增加裂纹的产生,因此对焊缝的化学成分尤其是Ni的质量分数和冷却速度加以控制,防止单相铁素体以及晶粒粗大和裂纹的产生。
双相不锈钢化成成分和力学性能见下表1、2:
2 双相不锈钢的焊接工艺
焊前准备
坡口的制备:坡口角度为70±5°,主要是考虑稍大的坡口角度有利于保证熔合比和提高脱渣性能,实践证明当坡口角度小于这个数值时,产生夹渣的几率会增大。
焊前清理:管道坡口表面的清洁性是双相钢成功焊接的一个关键因素,2205坡口表面的污染物主要是切割时表面的氧化皮、油脂和引起铁素体增多的脆化元素。
因此,焊接前必须进行完全清理打磨,打磨时使用不锈钢专用砂轮片,防止渗碳等情况的发生。
坡口加工完毕后,最后利用丙酮溶液清洗坡口内外100mm区域内的有机物、手印等。
丙酮擦洗时不宜用棉质物擦洗。
焊接方法
本工程采用钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填充和盖面的焊接工艺。
双相不锈钢焊材选用
双相不锈钢用的焊材,其特点是焊缝组织为奥氏体占优的双相组织,主要耐蚀元素(铬、钼等)含量与母材相当,从而保证与母材相当的耐蚀性。
为了保证焊缝中奥氏体的含量,通常是提高镍和氮的含量,也就是提高约2%~4%的镍当量。
在双相不锈钢母材中,一般都有一定量的氮含量,在焊材中也希望有一定的含氮量,但一般不宜太高,否则会产生气孔。
这样镍含量较高就成了焊材与母材的一个主要区别。
根据耐腐蚀性、接头韧性的要求不同来选择与母材化学成分相匹配的焊条E2209碱性焊条。
尽管酸性焊条时脱渣优良,焊缝成形美观,尽管酸性焊条时脱渣优良,焊缝成形美观,但由于冲击韧性较低,并且不适合管道的全位置焊接,所以采用碱性焊条。
为了控制气孔和氢致裂纹的出现,焊接前焊条在250℃的温度烘干2h。
焊丝选用与焊条化学成分相匹配的ER2209。
保护气体
钨极气体保护焊特别适用于管件的焊接。
与其他方法相比,尽管焊接速度较慢,但它是打底焊的理想方法。
这种焊接方法,焊工可直接控制填充金属的数量。
但是由于填充金属不足会大大增加铁素体的质量分数而引起脆化,在实际焊接中我们采用V型坡口,以保证打底焊时填充金属充分熔敷。
钨极氩弧焊时,可在氩气中加入2%氮气,防止焊缝表面因扩散而损失氮,有助于铁素体与奥氏体的平衡。
但要严格控制N2的含量,因为
N2含量增多会使铁素体的含量增加。
背面保护选用%氩气,使用时得到银白色或淡黄色的合格焊道,但要严格控制背面保护气体的含氧量,否则会导致根部焊道氧化严重,呈黑。
打底焊时,为防止裂纹的出现,在更换焊丝继续施焊前,要彻底打磨掉焊缝弧坑。
工艺参数选择
主要是对冷却速度的空着,冷却速度对2205的焊接至关重要,而冷却速度的影响因素主要受焊接线能量、层间温度、预热及材料厚度等都会影响焊接时的冷却速度,从而影响到焊缝和热影响区的组织和性能。
冷却速度太快和太慢都会影响到双相钢焊接接头的韧性和耐腐蚀性能。
冷却速度太快时会引起过多的α相含量以及Cr2N的析出增加。
过慢的冷却速度会引起晶粒严重粗大,甚至有可能析出一些脆性的金属间化合物,如σ相。
手工钨极氩弧焊,打底时,焊丝直径为Φ,直流正接,电弧电压9-
12V,焊接电流80-100A,焊接速度6-8cm/min,正面气体流量10-
15L/min,背面气体流量15-20L/min。
层间温度控制在100℃以下。
焊条电弧焊时,其焊条采用直流,焊条接正极。
焊接电流过大可能会引起很多问题,例如电弧不稳、飞溅过大、焊条过热、药皮脱落等,电流过大就会导致相应的线能量会适当的增大,会导致晶粒的过分长大和裂纹的产生,根据辽阳石化80万吨/年PTA装置特点均为中、薄壁管道,焊条直径为Φ、Φ,焊接第二层、第三层电流为90-110A,电压为20-25V。
焊接时尽量保持短弧,这样可以防止合金元素的烧损,容易等到适当相组成,为防止焊接时未熔合、气孔的产生,焊接时焊条可适量的横向摆动一般为焊条直径的3倍,因为过度横向摆动容易造成热裂纹和降低耐腐蚀性。
这样的热输入和层间温度的控制在80万吨/年PTA装置运行2年来焊缝及热影响区均未发现泄漏及腐蚀现象,进一步证明了焊接质量的可靠性和稳定性。
3 结论
选用含镍及氮量高的上相不锈钢焊材,确保焊缝中奥氏体相比例,提高焊缝金属综合力学性能。
采用98%Ar+N2%进行正面保护,因焊材和气体中均含有N,可形成焊接熔池中二次奥氏体的形成能力,从而使接头获得良好的奥氏体+铁素体的双相比。
双相不锈钢焊接时,要严格控制道间温度和焊接热输入,确保焊接质量。