分析9ni钢低温储罐焊接工艺研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com9Ni钢低温储罐焊接工艺研究★口蔡国强口江强口顾福明口杜伟国倪家利口姚网1．上海市安装工程有限公司上海2000802．上海市特种设备监督检验技术研究院上海200062摘要：分析了9Ni钢低温容器的焊接特点，认为解决焊接过程中的裂纹倾向、低温韧性的下降和磁化是低温容器制造的关键。试验研究了埋弧焊的焊接工艺，结果表明采用ERNiCrMo一3、ERNiCrMo一4焊丝、相应的焊剂和合适的焊接规范能得到合格的焊接接头，并能实现自动焊接。手工焊条电弧焊的工艺评定结果表明所选择的焊接规范

2、是可行的，为9Ni钢低温容器的焊接制造提供了依据。关键词：9Ni钢焊接工艺规程中图分类号：TC,44文献标识码：A文章编号：1000—4998(2008)07—0035—039Ni钢自上世纪40年代开发以来，由于强度高、低的奥氏体元素，避免熔合线出现硬脆的马氏体带，从而温韧性好、成本比Ni—Cr不锈钢低，而逐渐被广泛应降低9Ni钢焊缝的冷裂纹倾向。用。1950年初被列入ASTM标准，1977年被列入JIS标2)氢在硬化层中积聚。氢的积聚是由于焊缝坡口准。美、法、日等国先后用该钢种建造了不少储罐和容附近不洁(有水、油和有机物)，及焊条扩散氢含量高所器。1982

3、~z后，9Ni钢已经逐渐取代了Ni—Cr不锈钢，成致。保持坡口清洁并选用低氢焊条，注意焊条、焊剂的为低温储罐的主材。目前世界上建造的9Ni钢储罐越烘干、保管，就完全可避免氢的积聚。来越多，由此可见，9Ni钢已是国际上广泛使用的钢3)焊接接头应力包括组织应力、热应力和拘束应种，其焊接性能良好，焊接212艺越来越完善。力。选用低含碳量的焊材，可避免出现硬化组织，就不1985年和1987年，国内从法国引进9Ni钢球罐。会产生过大的组织应力，控制层间温度及选用线能量1994~z底，中国石化扬子石化公司开始自己安装第一较小的焊接规范，可控制热应力，合理的组对安装和焊台

4、9Ni钢低温储罐，国内就开始了9Ni钢低温储罐的焊接顺序可减小拘束应力，这样就控制了冷裂纹的产生。接制造。国内已经有很多地区及单位，开始或完成了热裂纹的产生与焊缝金属结晶过程中的低熔点杂9Ni钢的焊接工艺评定工作，并已应用到实际制造中。质偏析的数量及分布有关，液体金属结晶过程越长，偏析越严重。偏析产生的低熔点杂质．4-j'-布在晶界上，尤其19Ni钢焊接问题分析在纯奥氏体组织中，杂质在晶界上的分布是连续的。避9Ni钢在焊接冶金反应和热循环的作用下，其组免热裂纹的办法应是选用熔化温度区间范围小的焊接织和成分会改变，产生脆性相，低温性能下降，冷、热裂材料。纹倾向

5、增大。9Ni钢的裂纹倾向、低温韧性的下降和磁1．2低温韧性的降低化问题是低温储罐焊接中必须解决的三大难题。低温韧性降低的原因有两个方面：1．1冷裂纹、热裂纹1)焊接材料的影响。如果焊材含碳量过高，或Ni、冷裂纹的产生有三方面的原因：cr当量搭配以及焊材与母材熔合后的Ni、Cr当量搭配1)熔合区出现硬化层。9Ni钢本身含碳量不变(≤落在不锈钢组织图中含马氏体的区域内，都会引起低0．10)，焊接时本不会产生硬化组织，但如选用含碳量温韧性下降。为了保证焊缝的低温韧性，采用的焊接材高的焊材就会因熔合、扩散使熔合区含碳量增高而产料的含镍量应在55％以上。焊缝金属组织均

6、为奥氏体组生硬化层。而选用含碳量不高于母材的焊条就可避免织，具有良好的低温韧性。为保证熔合区的低温韧性，采出现硬化层。有关文献介绍，焊接时焊材应用焊丝ER—用焊材的含碳量与9Ni钢相同。含Ni量高达55％以上，NiCrMo3、ERNiCrMo4、焊条ENiCrMo一6，这些镍合金焊可有效阻止碳迁移，避免熔合区产生脆性组织，接材料含Ni量高达55％～66％，含碳量与9Ni钢相2)焊接线能量和层间温度会改变焊接热环的峰值同，均为低碳型，虽对母材有稀释作用，但仍有足够高温度，从而影响热影响区的金相组织，峰值温度高会产★上海市科委课题资助项目(编号：04301201

7、2)生粗大的马氏体和贝氏体，从而使低温韧性下降。因收稿El期：2008年3月此，在焊接中必须控制线能量和适当的层间温度，并采机械制造46卷第527期2008／7画维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com用多道焊，以减少高温停留时间来保证热影响区的低温韧性。有关文献介绍，焊接9Ni钢的线能量应为7～35J／em，层间温度应在IO0~C以下。1．3磁4匕9Ni钢是一种磁化倾向较强的材料，在加212及运输过程中可能被磁化。当用直流焊机焊接时，可能会被进一步磁化，导致电弧磁偏吹，使焊缝产生各种缺陷，甚至无法正常施焊。克服磁

8、偏吹的途径，一是对母材进行消磁处理，二是将永久磁铁放