介绍不锈钢储罐的焊接施工

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1、中国石化集团第二建设公司2007年7月7日不锈钢储罐的焊接施工【摘要】本文结合公司上海拜耳项目部承建的6台不锈钢拱顶罐工程实践，介绍了不锈钢储罐的施焊技术和施焊工艺。关键词奥氏体不锈钢储罐焊接变形控制1引言2006年公司上海拜耳项目部承建了6台不锈钢储罐，其顶部为圆拱形固定顶结构，全部采用倒装法安装，主体采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面的焊接方法。主要技术参数见下表：储罐容积壁厚底板厚顶板厚直径高度材质主要焊材3序号M/mm/mm/mm/mm/mm1304L500612690009505ER308L/A00

2、22304L10006～91461150012776ER308L/A0023304L80008～281462800017083ER308L/A0024316L7506～8126950012556ER316L/A0225316L7506～8126950012556ER316L/A0226316L10006～91461150011776ER316L/A0222奥氏体不锈钢的焊接特点304L和316L均属于奥氏体型不锈钢，这类不锈钢焊接的主要问题是焊接接头容易出现热裂纹、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂以及焊接变形。在铬

3、镍奥氏体不锈钢焊缝金属中，如果形成低熔点共晶的元素(如C，Si，S，P等)含量较高时，就可能在结晶后期以低熔点液膜的形式存在于奥氏体柱状晶体之间，当焊接熔池继续冷却而产生收缩时，被液膜分隔的晶体边界就会被拉开而形成裂纹。又因奥氏体不锈钢的热导率小，线膨胀系数大，延长了焊缝金属在高温区停留的时间，同时焊接区在冷却期间焊接接头必然承受较大的拉应力，也会导致热裂纹的产生。奥氏体不锈钢在450~800℃的敏化温度区间内加热时，会使碳化铬沿奥氏体晶界析出，晶内的Cr扩散速度比C慢，Cr补充不上，当Cr含量下降到耐腐

4、蚀所要求第1页共8页作者：万志红不锈钢储罐的焊接施工2007年7月7日的极限值w(Cr)12％，即形成贫Cr区，从而导致晶间腐蚀。应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂主要表现为无塑性变形的脆性破坏。由于奥氏体不锈钢热导率小和线胀系数较大的特点，在焊接局部加热和冷却的条件下，焊接接头在冷却过程中可形成较大的拉应力，导致焊缝及其周围区域产生较大的焊接变形。3不锈钢焊接的要点根据奥氏体不锈钢的焊接特点，施工过程中主要就是控制焊接接头的热裂

5、纹、耐蚀性和变形。因此不锈钢焊接的工艺规范必须采用较小的热输入和线能量，即小电流、快焊速、短弧窄道焊，同时应严格控制层间温度在100℃以下，并合理的安排焊接顺序。3.1热裂纹的控制控制热裂纹除了合理的选择焊材即选择含碳量低的金属，并严格控制氢的来源，尽可能选择优质低氢焊条外，最主要的是采用合理的焊接工艺。储罐环缝焊接过程中，几乎没有热裂纹出现，而在立焊缝焊接过程中容易出现热裂纹。主要原因是：首先，由于储罐壁板焊接时立焊缝先焊接，其组对焊接应力远远大于环焊缝受的应力；其次，横焊缝电弧连续，借助于电弧吹力，再

6、加上横焊缝熔池流淌性好于立焊缝，能保证熔池内铁水饱满；再次，因为立焊缝采用灭弧焊手法，收弧、引弧点多，点与点之间间隔难控制，容易形成弧坑热裂纹。因此在立焊焊接时，收弧要慢，填满弧坑，成月牙型收弧。并控制好每次引弧、灭弧时间间隔，保证上一次弧点变为暗红色之前，进行下一点引弧焊接。控制好运条的角度及弧长，即采用短电弧灭弧焊，焊条与壁板成90°角。因电弧吹力小，再加上大的焊接角度能保证弧坑熔池内铁水，避免出现弧坑裂纹。3.2耐蚀性的控制不锈钢焊接最容易产生的问题就是晶间腐蚀，在保证焊接质量的前提下，宜采用小电流

7、，快速焊和短弧窄道焊，以减少热影响区的范围。尤其是厚度较薄的不锈钢板，宜采用直流反接法，以减少熔池产生过热现象和烧穿现象。当采用双面焊接时，与介质接触的焊接面后焊。储罐内侧与介质接触，放在最后焊接，焊后做酸洗第2页共8页作者：万志红中国石化集团第二建设公司2007年7月7日钝化处理，增强耐腐蚀能力。在焊接材料的选择方面，宜选用超低碳的焊条和焊丝，如牌号为A002/A022的焊条和ER308L/ER316L焊丝。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式，其预防措施主要有：（1）合理制定

8、成型加工和组装工艺，尽可能减小冷作变形度，避免强制组装，防止组装过程中造成各种伤痕。（2）采取合适的焊接工艺，保证焊缝成型良好，不产生任何应力集中或点蚀的缺陷，例如咬边、焊缝高度超标、飞溅对母材造成的污染等。（3）采取合理的焊接顺序，降低焊接残余应力水平。3.3焊接变形的控制不锈钢储罐施工最大的难点就是焊接变形的控制。在储罐的施工过程中，由于预制精度、组装误差和焊接时的热胀冷缩等，储罐底板、壁板和顶板都会产生不同程度的变形。这