化学品船双相不锈钢的建造工艺研究[参考]

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1、化学品船双相不锈钢的建造工艺研究摘要：双相不锈钢凭借着优良的耐腐蚀性能和力学性能，成为化学品船货舱区域的首选。但是双相不锈钢本身却十分“娇贵”：容易被碳钢污染，钝化膜容易被破坏，在海水中容易发生点腐蚀等。本文对双相不锈钢的焊接、酸洗钝化以及压载舱不锈钢面的涂层的建造工艺进行研究。关键词：双相不锈钢；焊接；酸洗钝化；压载舱；涂层中图分类号：U674.31文献标识码：A文章编号：1006―7973（2018）3-0042-04随着化学品运输业的不断发展，高技术含量、高附加值的双相不锈钢化学品船越来越受到船东的青睐。尽管一次建造成本较高，但是双相不锈钢凭借着优良

2、的耐腐蚀性能和力学性能，成为化学品船货舱的首选。其中双相不锈钢的焊接、酸洗钝化以及压载舱不锈钢面的涂层保护是整个建造工艺的重中之重。1双相不锈钢的特点以及相平衡在双相不锈钢的固溶组织中，奥氏体和铁素体各约占50%。图1和图2为焊缝区和热影响区的组织照片，其中γ为奥氏体组织，α为铁素体组织.奥氏体组织以长条状或孤岛状分布在铁素体基体上。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点。双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比，屈服强度更高，耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀能力更强。同等载重下，双相不锈钢耗材少，能减少空船重量。同时，与铁素体不锈钢相比，塑性、韧性以及焊接性能显著提高。分

3、析其原因：①铁素体相中的裂纹由于奥氏体相的存在，扩展速率显著下降；②C、N等元素在奥氏体相中更容易溶解，碳化物和氮化物在不锈钢焊接过程不易析出，同时能抑制铁素体晶粒变大。某船厂在建化学品船使用的是2205双相不锈钢。这是第二代双相不锈钢的典型代表，其化学成分和力学性能见表1、表2。双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相的比例以及分布状态决定了其性能。在焊接加热过程中，随着温度的升高，奥氏体逐步向铁素体转变。而在冷却过程中，铁素体又转变为奥氏体。在高温区，奥氏体能够完全溶于铁素体中。但是在冷却阶段，铁素体的转变却是不完全的。如何控制好双相的比例，是焊接过程中需要重点

4、考虑的。2焊接过程控制2.1焊前保护措施双相不锈钢一旦受到污染，其保护膜容易受到破坏。因此焊前保护十分重要。在不锈钢储存时，需要与碳钢材料和粉尘隔离，如图3。原则上所有不锈钢材料均要求在室内存放，并且防尘、防潮。在不锈钢存放区域需要垫上木头，防止不锈钢与地面之间产生划伤。不锈钢表面需要保持干燥，无油，无脂，无碳钢接触。不锈钢运输时，所有与不锈钢接触的工装治具、加强等均要求为不锈钢材质。如果有吊耳焊接在不锈钢板上用于运输，需要注意：吊耳与不锈钢直接接触的地方需采用不锈钢制作，如图4。吊耳尽可能少的安装。吊耳需采用等离子切割机进行切割，采用等离子气刨处理；切割

5、吊耳时，四周的不?P钢需要特别的保护。切割加工采用氮气或氩氢气等离子切割，不使用火焰切割方式。不锈钢焊前需清洁焊道，去除油、水、垃圾、锈等。坡口使用专用不锈钢砂轮片进行打磨。焊接开始前，坡口必须保持清洁。定位焊可以采用手工焊或者气体保护焊，应该避免处于焊接开始的位置。采用无衬垫焊接时，定位焊需在反面，翻身后焊接前定位焊打磨（气刨或等离子）。采用单面有衬垫焊接时，不建议用定位焊，建议背面加马板。定位焊的数量应尽可能得少，且定位焊缝应具有足够的高度。定位焊的质量应与施焊的焊缝质量相同。对接焊缝的两端要装配引、熄弧板，防止端部焊接缺陷的产生。推荐定位焊缝的长度为

6、30mm-50mm，定位焊缝间距在250-350mm之间。2.2焊接材料在整个焊接过程中，铁素体比例显著增大。因此需要选择奥氏体占比大的焊接材料，从而保证焊缝具有双相不锈钢的优点。N、Ni、Cr元素都可以在焊接冷却过程中，促进铁素体向奥氏体转变。同时N元素还可以提高焊接接头的耐腐蚀性能。双相不锈钢的焊材中，Ni含量一般比母材高2%-4%，而N含量与母材相同。某船厂在双相不锈钢埋弧焊中使用的是ER2209焊丝，其化学成分见表3。2.3焊接作业双相不锈钢的焊接一般采用多层多道焊。后续的焊接对之前的焊缝以及热影响区起到了固溶处理的作用，促进焊缝中奥氏体的形成。同

7、时还能改善焊接热影响区的双相比例，提高焊接接头的性能。多层多道焊时，要注意层间的打磨。接触腐蚀介质的焊缝一般优先焊接。同样利用后续焊接的固溶作用，使接近腐蚀介质的焊缝以及热影响区奥氏体转变更充分，减少表面裂纹的产生。焊接采用过高的线能量时，虽然冷却速度较慢，能促使铁素体更多地向奥氏体转变，但是铁素体晶粒容易变大，容易析出有害的金属间化合物，焊缝韧性下降。而采用低线能量时，奥氏体的转变会大大减少，影响两相比例。为了得到最佳的焊接接头组织，保证在焊缝中奥氏体的再次形成，需要根据板厚以及焊接方法合理地控制热输入量（0.5-2.5kJ/cm）。同时最高层间温度一般

8、在150℃左右为宜。双相不锈钢焊接作业时，还需要注意：不能在母材上