双相不锈钢SAF2304容器焊接.pdf

上半月出版
Casting. Forging Welding金属铸锻焊技术
生产应用
双相不锈钢SA2304容器焊接
Welding of Dual Phase Stainless Steel SAF2304 Container
覃清立
(宁波恒富船业(集团)有限公司,浙江宁波315813)
摘要:宁波大榭关外化工罐区一期工程两台SAF2304双相不锈钢储罐是我公司首次进行的双相不锈钢焊接施
工项目。经过查阅相关资料,制定了合适的焊接工艺,并通过焊接工艺评定得到验证。现场施工认真执行该工艺,获得了
较好的效果。
关键词:双相不锈钢;焊接;线能量
中图分类号:TG142.71;TG444
文献标识码:B
文章编号:1001-3814(2011)01-0199-03
宁波大榭关外化工罐区一期工程需对两台急剧下降;②650~850℃长时间停留,导致相沿晶
SAF2304双相不锈钢储罐焊接。储罐储存介质为醋界析出,引起焊接接头有脆性倾向,耐局部腐蚀性能下
酸,容积2463m;储罐内径为14000mm,罐壁高度为降;③400~525℃长时间停留,易产生475脆性,导致
16000mm,情罐地板厚度10mm,壁板三种厚度:6、焊接接头脆性大,力学性能恶化。鉴此,我们初步确定
8、10mm。储罐内部均有蒸汽加热盘管。储罐顶板及了焊接要点:小电流、快速焊,以臧少输入线能量,减小
底中幍板均为搭接擭头,罐底边绦板、罐壁纵焊缝、热影响区的范围;严格控制层间温度(<150℃)叫,严禁
环焊缝为对接接头。施工验收标准为GB50128-2005多层连续施焊,以减少焊缝组织在中温区的停留时
《立式圆筒形焊接油罐施工及验收规范
间;严格控制电流大小,以减少对相组成的影响。按照
1焊接工艺评定
这一思路,我们进行了焊接工艺评定。为保证焊接工
艺评定的准确,我们从现场下料的余料中选取450
SAF2304双相不锈钢(O0C-23Ni4N)是铁素体一奥
mmx150mm的试板进行焊接实验。选用直径3.2mm
氏体不锈钢,其耐应力腐蚀性能远远超过18-8型奥氏的E2209焊条,焊前120℃烘干保温1h,多层多道
体不锈钢,并具有良好的抗点蚀、鏠隙腐蚀及晶间腐蚀焊。根据双相钢的特点,先从工作面开始焊接。根据母
能力。此外,双相钢的强度约为普通奧氏体不锈钢的两
材材质组织选择合适的焊接电流:第一层打底焊接电
倍,而材料的Ni含量仅为后者的1/2。之前我公司没
流70~85A;中间盖面层焊接电流稍大,120~135A
有双相钢焊接经验,需要按照JB4708《钢制压力容器
工作面的盖面层焊接电流稍小,110~120A:;最后非
焊接工艺评定》进行焊接工艺评定。工艺评定必须能覆
盖现场焊接方法、焊接位置、钢材类别、钢板厚度的范工作面采用110A的电流进行盖面。焊接过程中保持
围。按照JB4708标准,结合SAF2304最后焊缝应避
较小的摆动,以减小热影响区。
开工作面的要求,需做2G、3G焊接工艺评定
焊接完成后,按照要求进行各项试验,结果是
根据国外应用情况及设计推荐,选用E2209焊
经无损检测,焊缝中无超标缺陷;按JB4708标准进
条进行焊接。焊前不需预热,焊后不需热处理叫。但行拉伸、弯曲试验,拉伸断裂在母材上且抗拉强度大
是由于铁素体十奥氏体的双相组织结构,因而其焊于700MPa,各弯曲试件弯曲180未发现撕裂等缺
接具有铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢的焊接特点。
陷;按GB4334.2标准进行晶间腐蚀试验,结果腐蚀
焊接过程中热影响区存在以下问题:①温度高于再结率小于规定的1.1g(m2-h);铁素体测试显示鉄素体
晶温度,促使铁素体晶粒长大,从而使材料塑性、韧性
平均44%,符合409%~60%的要求。表明此工艺评定
结果合格,可以用于现场焊接
收稿日期:2010-08-05
2现场焊接
作者简介:覃清立(1982-),男,湖北宜昌人,学士,助理工程师
电话:13819801571;E-mai:QQL171712c163.COM
为保证焊接质量,我们要求所有现场施焊焊工
《热加工工艺》2011年第40卷第1期
19
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金属铸锻焊技术 Casting. Forging: Welding
2011年1月
都必须持有锅炉压力容器焊接合格证,且不允许超
过合格范围施焊。对于焊接材料,采取了严格的保
管、发放制度,安排专人负责。焊工凭工作任务单从
烘干房领取焊条,装入保温桶。现场使用时,保温桶
接通电源,保证温度不低于50℃。且当天没有用完
马板
的焊条都退回烘干房,作好标记,重新娂干,第二天
优先发放使用。
为避免铁污染,现场禁止碳钢材料进入,组对定
位码板全部采用与母材相同材质的双相不锈钢板边
图2马板固定控制变形
角料加工,并采用和正式焊缝相同的焊接エ艺,由合焊方向为由下至上。其施焊
格焊工施焊。
顶序见图3
为了减少和防止焊缝及热影响区产生单相铁素
罐顶板是由顶板、中心
体组织以及焊接热影响区的晶粒粗大,我们采取下板连接板等物件组成。顶板
列工艺措施:①焊接时采用合适的焊接电流和较怏间纵缝以及顶板中心板的环
的焊接速度,严格执行工艺卡要求。②采用窄焊缝多焊缝均采用搭接接头形式。
道焊,层间温度小于150℃。施焊过程中焊条尽可能施工中,先焊接储罐内部工
器
不作橫向摆动或焊条摆动时应控制在焊条直径的作面,按照图纸要求尺寸隔
2.5倍内。③科学设计施工顺序。接触腐蚀介质的焊断焊接。罐顶外都焊缝采用
缝先焊,使最后一道焊缝移至非接触介质一面。④施隔缝对称施焊、并由中心向图3纵向焊维焊接顺序
焊过程中采用合理的焊接工艺和焊接顺序。因贮罐外分段退焊。总体施焊顺序
的焊接主要问题是焊后产生较大的焊接变形和焊后也遵循了先焊接纵向焊缝(短焊缝),再焊接环向焊
残余应力,因此我们采用了分段对称焊、跳焊、退焊缝(长焊)的焊接顺序。
等方法。以底板为例,我们先焊短焊道,后焊长焊道,
底圈壁板与底板边缘板之间的连接为角焊缝。
其焊接顺序如图1所示。
此角焊缝应在底圈壁板纵缝焊接完毕后才能施焊
整个焊缝的施焊顺序为逆时针方向,每段焊缝为顺
时针方向,见图4所示。焊工人数为偶数,均布于焊
缝周围,采用相近的焊接参数进行施焊。每个焊工焊
横向焊缝
接一段后,跳过一段,继续施焊。即:当焊工甲、乙、
纵向焊缝
丙、丁分别同时施焊A、A'、、'后,跳过B、B'、II
I'段,施焊C、C'、川I'段。如此跳跃施焊后,再
焊跳段。
日
图1底板焊接顺序示意图
在焊接壁板过程中,在罐内或罐外每条纵焊缝至
少点焊两块弧板控制变形(图2);焊接顺序为:先焊
丁西
东丙
纵缝,在上下两层纵缝全部焊完后再焊接中间环缝
具体到每一条焊缝上,我们也根据不同部位,采
取不同的焊接顺序,尽量減少焊接变形和残余应力。
如壁板的纵向焊缝,我们采用了跳焊法,初层焊道焊
完A段