不锈钢薄板

316L不锈钢薄板埋弧焊工艺

发布日期:2022-08-27 19:40   来源:未知   阅读:

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  316L钢的化学分成见表1。316L不锈钢焊接时,易产生热裂纹;焊后会出现较大的残余应力和变形;容器在使用过程中有可能产生晶间腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC).

  316L属奥氏体(A)不锈钢。由于其热导率入小,热膨胀系数α大,因此,在焊接局部加热和冷却的条件下,焊缝金属凝固过程中产生较大的拉应力。这就是产生焊接热裂纹的力学因素。此外,焊接熔池结晶时,易于联生结晶,形成方向性强的柱状晶组织。如果熔池中的S,P含量较大,它们与Ni生成低熔点共晶,并存在于柱状晶间,形成了低强度的晶间液膜。这就是产生焊接热裂纹的冶金因素。晶间液膜在拉应力的作用下,产生焊接热裂纹。

  由于316L不锈钢的热物理性能的特殊性,它与一般的结构钢相比,焊接过程中易产生较大的应力和变形,因此,焊后的残余应力和残余变形也较大,导致厚板容器焊接残余应力过大;薄板容器焊接残余变形量超标。此外,还增加了容器使用过程中产生SCC的诱因。1.3晶间腐蚀

  C含量是影响晶间腐蚀的重要因素。虽然316L是超低碳不锈钢,有较强的抗晶间腐蚀能力;同时其成分中有w(Mo)2%,可使其在还原性酸中表面形成很稳定、很致密、很完整而且与金属基体结合牢固不易剥落的钝化膜,可增强钢的耐腐蚀性,但是焊缝组织是呈方向性强的柱状晶,在晶界上杂质较多,有产生晶间腐蚀的倾向。

  关于SCC的机理有多种不同看法0。下面针对酸性介质工作条件下的316L不锈钢压力容器的SCC机理作一简要阐述。与酸性介质接触的316L个1切钢年接接头表面,首先发生电化学腐蚀。经过一段时间后,金属表面产生狭而长的微裂纹。由于 316L钢焊接接头中存在较大的残余拉应力,因此,在其裂纹端部产生应力集中,加之渗入裂纹内的呼吸介质起到了楔入作用,促使裂纹扩展,从而又使之暴露新鲜的金属表面继续发生腐蚀。由此可见,焊接残余应力可加速裂纹的扩展。久而久之,导致焊接接头产生脆性断裂。综上所述,为了保证本公司所制造压力容器的焊接质量,严格控制316L板材和焊材中的,减小量是十分必要的;焊接时采用合理的焊接工艺,减小焊接热输入,并确定合理的焊接顺序,以减小焊接过程中的应力和焊后的残余应力及残余变形,也是十分必要的。

  按照JB 4708——2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准中相关规定[0],进行316L埋弧焊的焊接工艺评定试验,其编号为HP-57。

  试验用316L不锈钢板的厚度为10 mm。正面采用Ⅰ形破口;背面采用碳弧气刨进行清根后,用砂轮打磨,经着色检验结果合格后,进行埋弧焊。

  SJ601是焊接不锈钢用的碱性烧结焊剂,与HJ260焊剂相比,其熔敷金属具有不增Si,不增C, Cr及Ni元素烧损少的特点。此外,SJ601焊剂的焊接工艺性能优良,脱渣容易,焊缝成形美观。因此,选用SJ601 焊剂与ER316L焊丝相匹配。

  ER316L焊丝配用SJ601焊剂进行埋弧焊,熔敷金属的化学成分见表2。

  按照GB/T 4334——2008《金属和合金的腐蚀——不锈钢晶间腐蚀试验方法》中的方法E,不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法[],对316L钢SAW焊接接头进行耐晶间腐蚀试验。

  HP-57试样的力学性能见表4。从表4中可见,HP-57试样的力学性能是合格的。

  图1是316L母材金相组织,图2,3分别是100倍和400倍的焊缝组织,图4是焊缝与母材间熔合区金相组织。

  从上面的图中可见,母材316L的组织为奥氏体;焊缝组织是呈方向性强的柱状晶;熔合区中明显存在着联生结晶。总体而言,在焊接接头各个区域的金相组织中,未发现超标的气孔、夹渣、裂纹、未熔合等焊接缺陷。

  依据GB/T 4334——2008《金属和合金的腐蚀——不锈钢晶间腐蚀试验方法》,对在微沸状态下的硫酸-硫酸铜溶液中浸泡16h后的埋弧焊焊接接头试样沿熔合线弯曲。然后将弯曲后的试样(图5)在10倍放大镜下进行观察,未发现任何裂纹,耐晶间腐蚀试验结果合格。

  采用经焊接工艺评定合格的HP-57试样的焊接工艺,对MA水解塔(图6))和MA水解液分离塔筒体的纵焊缝(A类)和环焊缝(B类)进行埋弧焊。焊后依据JB/T 4730.2—2005《承质设备无损检测第2部分射线检测》对焊缝进行了RT检验,其一次合格率为 100%。

  (1)采用ER316L焊丝配用SJ601碱性烧结焊剂对316L奥氏体不锈钢进行埋弧焊,具有不增C和si,Cr及Ni元素烧损少的特点,其焊接工艺性能优良,脱渣容易,焊缝成形美观。

  (2) 316L薄板埋弧焊,采用Ⅰ形坡口,背面采用碳弧气刨清根后,用砂轮打磨,经着色检验合格后,再进行埋弧焊。其工艺过程较为简单,且能保证焊接质量。

  (3)采用上述经评定合格的焊接工艺方法,对板厚为6 mm的 316L不锈钢MA水解塔纵缝(A类)和板厚为5 mm 的 316L不锈钢MA水解液分离塔的环缝(B类)进行埋弧焊。焊后按照JB/T4730.2—2005标准进行RT检测,检测结果一次合格率为100%。返回搜狐,查看更多