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不锈钢压力容器的焊接工艺分析

作者:admin 发布日期: 2020-06-22 二维码分享

在不锈钢压力容器中,大多数采用铬镍奥氏体不锈钢作为壳体材料,主要钢种有1Crl8Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2、0Cr19Ni13Mo3及0Cr18Ni2Mo2Ti等。奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,焊接过程中,焊缝金属和热影响区不发生二次相变,无淬硬倾向,通常焊前无需预热,焊后不必作热处理。某些全奥氏体不锈钢焊缝金属具有一定的热裂倾向,除正确选择焊接材料外,还应注意控制焊接热输入。不锈钢压力容器焊接的核心问题是:保证焊接接头的耐蚀性与母材相当,并以此为出发点编制焊接工艺规程。

新疆不锈钢容器

铬镍奥氏体不锈钢可以采用各种传统的弧焊方法进行焊接,其中包括焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊及埋弧焊等。在生产条件许可的情况下,应优先采用焊接热输入低、焊接变形量小的焊接工艺方法,如窄间隙弧焊和熔化极气体保护焊等。

为确保奥氏体不锈钢焊接接头的质量和耐蚀性,必须采取以下焊接工艺措施:

1)焊前准备时,必须将可能使焊缝金属增碳的各种污染物清除干净。焊接坡口面及两侧20mm范围内,应用丙酮和酒精脱水去油,不得用碳钢钢丝刷清理坡口和焊缝表面。清渣和修整焊缝表面,应用砂轮、砂带及不锈钢丝刷等。

2)焊条、焊丝和焊剂必须在干净的库房内单独放置。焊条应在使用前,按药皮类型在规定的温度范围内烘干、领用时应将焊条放在手提式焊条筒内,不要用裸手直接触摸焊条药皮。焊材保管工和焊工必须载干净手套搬运和领取焊条和焊丝。埋弧焊和气体保护焊用焊丝,使用前应用丙酮擦净焊丝表面。

3)采用焊条电弧焊焊接不锈钢薄板焊件时,可选用氧化钛型焊条,其电弧燃烧稳定焊缝成形美观。对于立焊和仰焊位置的焊接,推荐采用氧化钙型焊条,其熔渣凝固较快,对焊接熔池起一定的支托作用。

4)气体保护焊和埋弧焊时,应选用铬和锰含量略高于母材的焊丝,以补偿焊接过程中这些合金元素的烧损。在不锈钢厚板接头的焊接中,为使焊缝金属具有较高的抗裂性,形成含有一定量铁素体的奥氏体组织,宜采用钼和硅含量较高的不锈钢焊丝。

5)在焊接耐蚀性要求较高的稳定型不锈钢时,应采用钒合金化的不锈钢焊条和焊丝。同时应注意焊条中的铌都是通过药皮过渡到焊缝金属中的,因此不应使用药皮脱落或开裂的焊条。

6)在焊接过程中,必须将焊件保持较低的层间温度,.高不应超过150℃,焊接不锈钢厚板接头时,为加快焊缝的冷却,可从焊缝背面喷水冷却,或用压缩空气吹焊缝表面,但必须注意层间清理,防止压缩空气中的水分污染焊接区。

7)焊条电弧焊时,应按焊条说明书规定的电流范围选择焊接电流。由于不锈钢的电阻比较大,靠近夹持端的一段焊条会受电阻热的作用发红,焊条的后半段熔化速度加快,并使焊缝的熔深减小,严重时会造成未熔合和虚焊等缺陷。由于各种焊条的耐热特性不一,施焊产品焊缝前,应通过试验,确定适用的焊接电流,并在焊接工艺规程中作出严格的规定。

8)在操作技术上,要求采用窄焊道技术,焊接过程中尽量不摆动焊条或焊枪。在保证层间熔合良好的前提下,尽可能提高焊接速度。

9)不锈钢压力容器焊后,原则上不作消除应力处理。对于接头耐蚀性要求较高的焊件,焊后应作固溶处理或稳定化处理。

固溶处理是将焊件加热到1010-1120℃温度范围,按1min/mm计算保温时间,使奥氏体晶间的碳化物在上列温度区间完全溶解;然后将焊件在900-400℃的温度范围内快速冷却。一般可采用水淬激冷,小型薄壁焊件亦可风冷或空冷。固溶处理的缺点是加热温度高焊件容易产生变形,必须作相应的整形处理。

对于大型焊件,稳定化处理较为适用。它既能降低接头的残余应力,又可消除碳化铬沿晶界的沉淀。稳定化的加热温度范围为780~870℃,保温时间按4-5min/mm计算,使铬扩散到晶界附近的贫铬区。保温结束后,以缓慢的速度冷却。稳定化处理后,接头的残余应力约可消除85%。

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