上海锐如金属集团有限公司


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容器用钢/锅炉用钢
容器用钢/锅炉用钢
产品概述:
上海锐如金属集团有限公司是一家集镍基合金、高温合金、不锈钢、合金钢、铜铝钛合金制品、模具钢、压力容器及锅炉用钢、五金产品等生产、加工和销售,仪器仪表、机电设备及配件、机械设备及配件、建…
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详细介绍

       上海锐如金属集团有限公司 是一家集镍基合金、高温合金、不锈钢、合金钢、铜铝钛合金制品、模具钢、压力容器及锅炉用钢、五金产品等生产、加工和销售,仪器仪表、机电设备及配件、机械设备及配件、建筑材料、橡塑制品、民用航空材料、有色金属合金等批发和零售,货物仓储服务,货物运输代理,货物和技术进出口的综合性集团公司。


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公司可供应的压力容器/锅炉用钢产品说明:


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       超低温钢板:3.5Ni钢(08Ni3DR、SA203E/D、12Ni14)、5Ni钢(A645、X12Ni5)、9Ni钢(06Ni9DR、SA553、X7Ni9)。


       海洋工程钢板:A514GrQ、A517GrQ、EQ系列高强钢、E(F)420-E(F)690等。


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       水电工程钢板:压力钢管用高强钢板WSD690E、机组、座环、导叶钢板等。


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容器用钢/锅炉用钢





                              压力容器分类及其安全附件常识



按设计压力分类

       ①低压(L)0.1MPa≤P<1.6 MPa

       ②中压(M)1.6 MPa≤P<10 MPa

       ③高压(H)10 MPa≤P<100 MPa

       ④超高压(U)P≥100 MPa

 

按工艺过程中的作用分

       01反应压力容器(R)

       主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合塔、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。

       02换热压力容器(E)

       主要是用于完成介质的热量交换的压力容器。如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。

       03分离压力容器(S)

       主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离等的压力容器。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。

       04储存压力容器(C,其中球罐为B)

       主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器,如各种型式的储罐。

 

 

综合分类

       01固定式压力容器

       使用环境固定,不能移动。工作介质种类繁多,大多为有毒、易燃易爆和具有腐蚀性的各类化学危险品。如球形储罐、卧式储罐、各种换热器、合成塔、反应器、干燥器、分离器、管壳式余热锅炉、载人容器(如医用氧舱)等。

       02移动式压力容器

       主要是在移动中使用,作为某种介质的包装搭载在运输工具。工作介质许多都是易燃、易爆或有毒。如汽车与铁路罐车的罐体。

       03气瓶类压力容器

       作为压力容器的一种,社会拥有量非常之大,有高压气瓶(如氢、氧、氮气瓶)和低压气瓶(如民用液化石油气钢瓶),工作介质许多也是易燃、易爆或有毒物质。也有很强的移动性,既有运输过程中的长距离移动,也有在具体使用中的短距离移动。如液化石油气钢瓶、氧气瓶、氢气瓶、氮气瓶、二氧化碳气瓶、液氯钢瓶、液氨钢瓶和溶解乙炔气瓶等。

 

压力容器安全附件

       01安全阀

       安全阀的作用是当设备内的压力超过规定要求时自动开启,释放超过的压力,使设备回到正常工作压力状态。压力正常后,安全阀自动关闭。

       安全阀经校验后,严禁加重物、移动重锤、将阀瓣卡死等手段任意提高安全阀整定压力或使安全阀失效。

       02压力表

       压力表的量程应与设备工作压力相适应,通常为工作压力的1.5~3倍,最好为2倍。压力表刻度盘上应该划红线,指出最高允许工作压力。压力表的连接管不应有漏水、漏汽现象,否则会降低压力表指示值。

       03爆破片

       爆破片装置由爆破片和相应的夹持器组成。爆破片一般分为剪切型、弯曲型、正拱普通拉伸型、正拱开缝型、反拱型等几种。

       04测温仪器

       需要控制壁温的压力容器上,应当装设测试壁温的测温仪器(或者温度计)。

       05液位计

       压力容器用液位计应根据压力容器的介质、最大允许工作压力和温度选用。

       06减压阀

       压力容器工作压力低于压力源压力时,在通向压力容器进口的管道上应当装设减压阀,如因介质条件减压阀无法保证可靠工作时,可用调节阀代替减压阀。

       07紧急切断装置

       其作用是当管道及其附件发生破裂及误操作或罐车附近发生火灾事故时,可紧急关闭阀门迅速切断气源,防止事故蔓延扩大。

       08快开门式压力容器的安全联锁装置

       快开门安全联锁报警装置是防止快开门式压力容器发生操作事故的有效措施。其作用是:

       a.当快开门达到预定关闭部位方能升压运行的联锁控制功能;

       b.当压力容器的内部压力完全释放,安全联锁装置脱开后,方能打开快开门的联锁联动功能;

       c.具有与上述动作同步的报警功能。






                                   压力容器的主要制造工艺



制造工艺

       压力容器的制造工艺包括原材料的准备、划线、下料、弯曲、成形、边缘加工、装配、焊接、检验等。

 

原材料的准备

       钢材在划线前,首先要对钢材进行预处理。钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。

       净化处理主要是对钢板、管子和型钢在划线、切割、焊接加工之前和钢材经过切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的锈迹、氧化皮、油污和焊渣等。

       矫形是对钢材在运输、吊装或存放过程中所产生的变形进行矫正的过程。

       涂保护漆主要是为提高钢材的耐蚀性、防止氧化、延长零部件及装备的寿命,在表面涂上一层保护涂料。

 

划  线

       划线是压力容器制造过程的第一道工序,它直接决定了零件成形后的尺寸精度和几何形状精度,对以后的组对和焊接工序有着很大的影响。

       划线是在原材料或经初加工的坯料上划出下料线、加工线、各种位置线和检查线等,并打上(或写上)必要的标志、符号。

       划线工序通常包括对零件的展开、放样和打标记等环节。划线前应先确定坯料尺寸。坯料尺寸由零件展开尺寸和各种加工余量组成。

       确定零件展开尺寸的方法主要有以下几种:

       1)作图法:指用几何制图法将零件展开成平面图形。

       2)计算法:指按展开原理或压(拉)延变形前后面积不变原则推导出计算公式。

       3)试验法:指通过试验公式决定形状较复杂零件的坯料展开尺寸,这种方法简单、方便。

       4)综合法:指对过于复杂的零件,可对不同部位分别采用作图法、计算法来确定坯料展开尺寸,有时也可用试验法配合验证。

       制造容器的零件可分为两类:可展开零件和不可展开零件,如圆形筒体和椭圆形封头就分别属于可展开与不可展开零件。

 

切  割

       切割也称下料,是指在划过线的原材料上把需要的坯料分离下来的工序。切割方法有机械切割和热切割两种。

1、机械切割

       机械切割主要包括剪切、锯切、铣切和冲切等,其特点是在切割过程中机械力起主要作用。

(1)剪切

       剪切是将剪刀压入工件中,使剪切应力超过材料的抗剪强度而达到剪断的目的。这种方法效率高、切口精度高,只要材料硬度和尺寸合适均可采用,但距切口附近2-3mm的金属有明显硬化现象。按被剪切的平面形状,可分为直线剪切和曲线剪切。

       1)直线剪切

       利用直线形长剪刃进行剪切的剪床有两种,分别为平口剪床和斜口剪床。

       平口剪中,两直线切削刃平行,剪切过程沿切削刃长度同时进行,故剪切力大且冲击性强,适用于剪切厚而窄的条料。

       斜口剪中,两直线切削刃斜交成一定角度,剪切过程沿切削刃长度逐步进行,故剪切力比平口剪在剪相同厚度的工件时要小,冲击性降低,适用于剪切薄而宽的板料。

       在设备制造中,剪切直线形工件多采用龙门剪床。该剪床使用方便、送料简单、剪切速度快、精度高。

(2)锯切

       锯切属于切削加工,所用的设备有砂轮锯、圆盘锯等。锯切一般多用于管件和型材的切割。

2、氧气切割

       氧气切割简称气割,也称火焰切割。氧气切割属于热切割,切割时需要一个预热火焰,但只有火焰并不能实现切割,关键在于还要有高速纯氧气流。

3、等离子切割

       等离子是物质的一种状态,物质被全部电离成正、负离子。等离子切割是利用高温、高速等离子焰流来熔断材料以形成切口,它属于热切割中的高温熔化切断。它不受物性限制,可切割金属也可切割非金属,但主要用于切割不锈钢、铝、铜、镍及其合金。

 

成  形

筒体的成形

       筒体是由若干筒节通过环向焊缝焊接构成,筒节是通过板材卷圆和纵向焊缝焊接而成。这筒节的卷圆原理筒节卷圆也称滚圆或卷板,是筒节的基本制造方法。滚弯原理是利用卷板机对钢板施以连续均匀的塑性弯曲以获得圆柱面。

封头的成形

       封头成形的方法主要有冲压法、旋压法和爆炸成形法三种。目前常用的方法是冲压法和旋压法。

 

焊  接

       焊接是通过加热或加压,或两者兼用,使焊件达到原子间结合并形成永久接头的工艺过程。世界每年钢材消耗量的50%都有焊接工序的参与。

       焊接可分为三大类:熔焊、压焊和钎焊。

(1)熔焊

       将要焊接的工件局部加热至熔化,冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。熔焊是广泛采用的焊接方法,大多数的低碳钢、合金钢都采用熔焊方法焊接。特种熔焊还可以焊接陶瓷、玻璃等非金属。

(2)压焊

       焊接过程中必须要施加压力,可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化,靠施加压力使金属塑变,让原子接近到相互稳固吸引的距离,这一点与熔焊时的加热有本质的不同。压焊包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力焊。其特点是焊接变形小、裂纹少、易实现自动化等。

(3)钎焊

       将熔点比母材低的钎料加热至熔化,但加热温度低于母材的熔点,用熔化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。钎焊分两大类:硬钎焊和软钎焊。硬钎焊的加热温度大于450℃,抗拉强度大于200MPa,经常用银基、铜基钎料,适于工作应力大、环境温度高的场合,比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。软钎焊的加热温度小于450℃,抗拉强度小于70MPa,适于应力小、工作温度低的环境,比如电路的锡基钎焊。






                              各类不锈钢压力容器的焊接工艺要点



一、 压力容器用不锈钢及其焊接特点

       所谓不锈钢是指在钢中加进一定量的铬元素后,使钢处于钝化状态,具有不生锈的特性。为达到此目的,其铬含量必须在12%以上。为进步钢的钝化性,不锈钢中还往往需加进能使钢钝化的镍、钼等元素。一般所指的不锈钢实际上是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢并不一定耐酸,而耐酸钢一般均具有良好的不锈性能。

       不锈钢按其钢的组织不同可分为四类,即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢。

       下面为大家简单介绍一下各类不锈钢的焊接工艺要点。


1. 奥氏体不锈钢及其焊接特点

       奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢,以高Cr-Ni型最为普遍。目前奥氏体不锈钢大致可分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奥氏体不锈钢有以下焊接特点:

       ①焊接热裂纹 奥氏体不锈钢由于其热传导率小,线膨胀系数大,因此在焊接过程中,焊接接头部位的高温停留时间较长,焊缝易形成粗大的柱状晶组织,在凝固结晶过程中,若硫、磷、锡、锑、铌等杂质元素含量较高,就会在晶间形成低熔点共晶,在焊接接头承受较高的拉应力时,就易在焊缝中形成凝固裂纹,在热影响区形成液化裂纹,这都属于焊接热裂纹。防止热裂纹最有效的途径是降低钢及焊材中易产生低熔点共晶的杂质元素和使铬镍奥氏体不锈钢中含有4%~12%的铁素体组织。

       ②晶间腐蚀 根据贫铬理论,在晶间上析出碳化铬,造成晶界贫铬是产生晶间腐蚀的主要原因。为此,选择超低碳焊材或含有铌、钛等稳定化元素的焊材是防止晶间腐蚀的主要措施。

       ③应力腐蚀开裂 应力腐蚀开裂通常表现为脆性破坏,且发生破坏的过程时间短,因此危害严重。造成奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的主要原因是焊接残余应力。焊接接头的组织变化或应力集中的存在,局部腐蚀介质浓缩也是影响应力腐蚀开裂的原因。

       ④焊接接头的σ相脆化  σ相是一种脆硬的金属间化合物,主要析集于柱状晶的晶界。γ相和δ相都可发生σ相转变。比如对于Cr25Ni20型焊缝在800℃~900℃加热时,就会发生强烈的γ→δ转变。对于铬镍型奥氏体不锈钢,特别是铬镍钼型不锈钢,易发生δ→σ相转变,这主要是由于铬、钼元素具有明显的σ化作用,当焊缝中δ铁素体含量超过12%时,δ→σ的转变非常明显,造成焊缝金属的明显的脆化,这也就是为什么热壁加氢反应器内壁堆焊层将δ铁素体含量控制在3%~10%的原因。


2. 铁素体不锈钢及其焊接特点

       铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大类,其中普通铁素体不锈钢有Cr12~Cr14型,如00Cr12、0Cr13Al;Cr16~Cr18型,如1Cr17Mo;Cr25~30型。

       由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高,故加工成形及焊接都较困难,耐蚀性也难以保证,使用受到限制,在超纯铁素体不锈钢中严格控制了钢中的碳和氮总量,一般控制在0.035%~0.045%、0.030%、0.010%~0.015%三个层次,同时还加进必要的合金元素以进一步进步钢的耐腐蚀性和综合性能。与普通铁素体不锈钢相比,超纯高铬铁素体不锈钢具有很好的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能,较多的应用于石化设备中。铁素体不锈钢有以下焊接特点:

       ①焊接高温作用下,在加热温度达到1000℃以上的热影响区特别在近缝区的晶粒会急剧长大,焊后即使快速冷却,也无法避免因晶粒粗大化引起的韧性急剧下降及较高的晶间腐蚀倾向。

       ②铁素体钢本身含铬量较高,有害元素碳、氮、氧等也较多,脆性转变温度较高,缺口敏感性较强。因此,焊后脆化现象较为严重。

       ③在400℃~600℃长时间加热缓冷时,会出现475℃脆化,使常温韧性严重下降。在550℃~820℃长时间加热后,则轻易从铁素体中析出σ相,也明显降低其塑、韧性。


3. 马氏体不锈钢及其焊接特点

       马氏体不锈钢可分为Cr13型马氏体不锈钢、低碳马氏体不锈钢和超级马氏体不锈钢。Cr13型具有一般抗腐蚀性能,从Cr12为基的马氏体不锈钢,因加进镍、钼、钨、钒等合金元素,除具有一定的耐腐蚀性能,还具有较高的高温强度及抗高温氧化性能。

       马氏体不锈钢的焊接特点:Cr13型马氏体不锈钢焊缝和热影响区的淬硬倾向特别大,焊接接头在空冷条件下便可得到硬脆的马氏体,在焊接拘束应力和扩散氢的作用下,很轻易出现焊接冷裂纹。当冷却速度较小时,近缝区及焊缝金属会形成粗大铁素体及沿晶析出碳化物,使接头的塑、韧性明显降低。

低碳及超级马氏体不锈钢的焊缝和热影响区冷却后,固然全部转变为低碳马氏体,但没有明显的淬硬现象,具有良好的焊接性能。

 

二、 压力容器用不锈钢焊材选用

1. 奥氏体不锈钢焊材选用

       奥氏体不锈钢焊材的选择原则是在无裂纹的条件下,保证焊缝金属的耐蚀性能及力学性能与母材基本相当,或高于母材,一般要求其合金成分大致与母材成分匹配。对于耐蚀的奥氏体不锈钢,一般含一定量的铁素体,这样既能保证良好的抗裂性能,又能有很好的抗腐蚀性能。但在某些特殊介质中,如尿素设备的焊缝金属是不答应有铁素体存在的,否则就会降低其耐蚀性。对耐热用奥氏体钢,应考虑对焊缝金属内铁素体含量的控制。对于长期在高温运行的奥氏体钢焊件,焊缝金属内铁素体含量不应超过5%。读者可根据Schaeffler图,按焊缝金属中的铬当量和镍当量估计出相应的铁素体含量。


2. 铁素体不锈钢焊材选用

       铁素体不锈钢焊材基本上有三类:1)成分基本与母材匹配的焊材;2)奥氏体焊材;3)镍基合金焊材,由于其价格较高,故很少选用。

       铁素体不锈钢焊材可采用与母材相当的材料,但在拘束度大时,很轻易产生裂纹,焊后可采用热处理,恢复耐蚀性能,并改善接头塑性。采用奥氏体焊材可免除预热和焊后热处理,但对于不含稳定元素的各种钢,热影响区的敏化仍然存在,常用309型和310型铬镍奥氏体焊材。对于Cr17钢,也可用308型焊材,合金含量高的焊材有利于进步焊接接头塑性。奥氏体或奥氏体一铁素体焊缝金属基本与铁素体母材等强,但在某些腐蚀介质中,焊缝的耐蚀性可能与母材有很大的不同,这一点在选择焊材时要留意。


3. 马氏体不锈钢焊材选用

       在不锈钢中,马氏体不锈钢是可以利用热处理来调整性能的,因此,为了保证使用性能的要求,特别是耐热用马氏体不锈钢,焊缝成分应尽量接近母材的成分。为了防止冷裂纹,也可采用奥氏体焊材,这时的焊缝强度必然低于母材。

       焊缝成分同母材成分相近时,焊缝和热影响区将会同时硬化变脆,同时在热影响区中出现回火软化区。为了防止冷裂,厚度3mm以上的构件往往要进行预热,焊后也往往需要进行热处理,以进步接头性能,由于焊缝金属与母材的热膨胀系数基本一致,经热处理后有可能完全消除焊接应力。

       当工件不答应进行预热或热处理时,可选择奥氏体组织焊缝,由于焊缝具有较高的塑性和韧性,能松弛焊接应力,并且能较多地固溶氢,因而可降低接头的冷裂倾向,但这种材质不均匀的接头,由于热膨胀系数不同,在循环温度的工作环境下,在熔合区可能产生剪应力,而导致接头破坏。

       对于简单的Cr13型马氏体钢,不采用奥氏体组织的焊缝时,焊缝成分的调整余地未几,一般都和母材基体相同,但必须限制有害杂质S、P及Si等,Si在Cr13型马氏体钢焊缝中可促使形成粗大的马氏体。降低含C量,有利于减小淬硬性,焊缝中存在少量Ti、N或Al等元素,也可细化晶粒并降低淬硬性。

       对于多组元合金化的Cr12基马氏体热强钢,主要用途是耐热,通常不用奥氏体焊材,焊缝成分希看接近母材。在调整成分时,必须保证焊缝不致出现一次铁素体相,因它对性能十分有害,由于Cr13基马氏体热强钢的主要成分多为铁素体元素(如Mo、Nb、W、V等),为保证全部组织为均一的马氏体,必须用奥氏体元素加以平衡,也就是要有适当的C、Ni、Mn、N等元素。

       马氏体不锈钢具有相当高的冷裂倾向,因此必须严格保持低氢,甚至超低氢,在选择焊材时,必须要留意这一点。

 

三、 压力容器用不锈钢焊接要点

1. 奥氏体不锈钢焊接要点

       总的来说,奥氏体不锈钢具有优良的焊接性。几乎所有的熔化焊接方法均可用于焊接奥氏体不锈钢,奥氏体不锈钢的热物理性能和组织特点决定了其焊接工艺要点。

       ①由于奥氏体不锈钢导热系数小而热膨胀系数大,焊接时易于产生较大的变形和焊接应力,因此应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。

       ②由于奥氏体不锈钢导热系数小,在同样的电流下,可比低合金钢得到较大的熔深。同时又由于其电阻率大,在焊条电弧焊时,为了避免焊条发红,与同直径的碳钢或低合金钢焊条相比,焊接电流较小。

       ③焊接规范。一般不采用大线能量进行焊接。焊条电弧焊时,宜采用小直径焊条,快速多道焊,对于要求高的焊缝,甚至采用浇冷水的方法以加速冷却,对于纯奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢,由于热裂纹敏感性大,更应严格控制焊接线能量,防止焊缝晶粒严重长大与焊接热裂纹的发生。

       ④为进步焊缝的抗热裂性能和耐蚀性能,焊接时,要特别留意焊接区的清洁,避免有害元素渗透焊缝。

       ⑤奥氏体不锈钢焊接时一般不需要预热。为了防止焊缝和热影响区的晶粒长大及碳化物的析出,保证焊接接头的塑、韧性和耐蚀姓,应控制较低的层间温度,一般不超过150℃。


2. 铁素体不锈钢焊接要点

       铁素体不锈钢的铁素体形成元素相对较多,奥氏体形成元素相对较少,材料淬硬和冷裂倾向较小。铁素体不锈钢在焊接热循环的作用下,热影响区晶粒明显长大,接头的韧性和塑性急剧下降。热影响区晶粒长大的程度取决于焊接时所达到的最高温度及其保持时间,为此,在焊接铁素体不锈钢时,应尽量采用小的线能量,即采用能量集中的方法,如小电流TIG、小直径焊条手工焊等,同时尽可能采用窄间隙坡口、高的焊接速度和多层焊等措施,并严格控制层间温度。

       由于焊接热循环的作用,一般铁素体不锈钢在热影响区的高温区产生敏化,在某些介质中产生晶间腐蚀。焊后经700℃~850℃退火处理,使铬均匀化,可恢复其耐蚀性。

       普通高铬铁素体不锈钢可采用焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊焊等熔焊方法。由于高铬钢固有的低塑性,以及焊接热循环引起的热影响区晶粒长大和碳化物、氮化物在晶界集聚,焊接接头的塑性和韧性都很低。在采用与母材化学成分相似的焊材且拘束度大时,很易产生裂纹。为了防止裂纹,改善接头塑性和耐蚀性,以焊条电弧焊为例,可以采取下列工艺措施。

       ①预热100℃~150℃左右,使材料在富有韧性的状态下焊接。含铬越高,预热温度应越高。

       ②采用小的线能量、不摆动焊接。多层焊时,应控制层间温度不高于150℃,不宜连续施焊,以减小高温脆化和475℃脆性影响。

       ③焊后进行750℃~800℃退火处理,由于碳化物球化和铬分布均匀,可恢复耐蚀性,并改善接头塑性。退火后应快冷,防止出现σ相及475℃脆性。


3. 马氏体不锈钢焊接要点

       对于Cr13型马氏体不锈钢,当采用同材质焊条进行焊接时,为了降低冷裂纹敏感性,确保焊接接头塑、韧性,应选用低氢型焊条并同时采取下列措施:

       ①预热。预热温度随钢材含碳量的增加而进步,一般在100℃~350℃范围内。

       ②后热。对于含碳量较高或拘束度大的焊接接头,焊后采取后热措施,以防止焊接氢致裂纹。

       ③焊后热处理。为改善焊接接头塑、韧性和耐蚀性,焊后热处理温度一般为650℃~750℃,保温时间按1h/25mm计。

       对于超级及低碳马氏体不锈钢,一般可不采取预热措施,当拘束度大或焊缝中含氢量较高时,采取预热及后热措施,预热温度一般为100℃~150℃,焊后热处理温度为590℃~620℃。

       对于含碳量较高的马氏体钢。或在焊前预热、焊后热处理难以实施,以及接头拘束度较大的情况下,工程中也可用奥氏体型的焊材,以进步焊接接头的塑、韧性,防止产生裂纹。但此时焊缝金属为奥氏体组织或以奥氏体为主的组织时,与母材强度相比实为低强匹配,而且焊缝金属与母材在化学成分、金相组织、热物理性能、力学性能差别很大,焊接残余应力不可避免,轻易引发应力腐蚀或高温蠕变破坏。

 

四、 双相不锈钢的焊接

1. 双相不锈钢的类型

       双相不锈钢由于具有奥氏体+铁素体双相组织,且两个相组织的含量基本相当,故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。屈服强度可达400Mpa~550MPa,是普通奥氏体不锈钢的2倍。与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的韧性高,脆性转变温度低,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均明显进步;同时又保存了铁素体不锈钢的一些特点,如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小,具有超塑性及磁性等。与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的强度高,特别是屈服强度明显进步,且耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲惫等性能也有明显的改善。

       双相不锈钢按其化学成分分类,可分为Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型和Cr25型四类。对于Cr25型双相不锈钢又可分为普通型和超级双相不锈钢,其中近年来应用较多的是Cr22型和Cr25型。我国采用的双相不锈钢以瑞典产居多,具体牌号有:3RE60(Cr18型),SAF2304(Cr23型),SAF2205 (Cr22型),SAF2507(Cr25型)。


2. 双相不锈钢的焊接特点

       ①双相不锈钢具有良好的焊接性,它既不像铁素体不锈钢焊接时热影响区易脆化,也不像奥氏体不锈钢易产生焊接热裂纹,但由于它有大量的铁素体,当刚性较大或焊缝含氢量较高时,有可能产生氢致冷裂纹,因此严格控制氢的来源是非常重要的。

       ②为了保证双相钢的特点,确保焊接接头的组织中奥氏体及铁素体比例合适是这类钢焊接的关键所在。当焊后接头冷却速度较慢时,δ→γ的二次相变化较充分,因此到室温时可得到相比例比较合适的双相组织,这就要求在焊接时要有适当大的焊接热输人量,否则若焊后冷却速度较快时,会使δ铁素体相增多,导致接头塑韧性及耐蚀性严重下降。


3. 双相不锈钢焊材选用

       双相不锈钢用的焊材,其特点是焊缝组织为奥氏体占优的双相组织,主要耐蚀元素(铬、钼等)含量与母材相当,从而保证与母材相当的耐蚀性。为了保证焊缝中奥氏体的含量,通常是进步镍和氮的含量,也就是进步约2%~4%的镍当量。在双相不锈钢母材中,一般都有一定量的氮含量,在焊材中也希看有一定的含氮量,但一般不宜太高,否则会产生气孔。这样镍含量较高就成了焊材与母材的一个主要区别。

       根据耐腐蚀性、接头韧性的要求不同来选择与母材化学成分相匹配的焊条,如焊接Cr22型双相不锈钢,可选用Cr22Ni9Mo3型焊条,如E2209焊条。采用酸性焊条时脱渣优良,焊缝成形美观,但冲击韧性较低,当要求焊缝金属具有较高的冲击韧性,并需进行全位置焊接时,应采用碱性焊条。当根部封底焊时,通常采用碱性焊条。当对焊缝金属的耐腐蚀性能具有特殊要求时,还应采用超级双相钢成分的碱性焊条。

       对于实心气体保护焊焊丝,在保证焊缝金属具有良好耐腐蚀性与力学性能的同时,还应留意其焊接工艺性能,对于药芯焊丝,当要求焊缝成形美观时,可采用金红石型或钛钙型药芯焊丝,当要求较高的冲击韧度或在较大的拘束度条件下焊接时,宜采用碱度较高的药芯焊丝。

       对于埋弧焊宜采用直径较小的焊丝,实现中小焊接规范下的多层多道焊,以防止焊接热影响区及焊缝金属的脆化,并采用配套的碱性焊剂。


4. 双相不锈钢的焊接要点

       ①焊接热过程的控制焊接线能量、层间温度、预热及材料厚度等都会影响焊接时的冷却速度,从而影响到焊缝和热影响区的组织和性能。冷却速度太快和太慢都会影响到双相钢焊接接头的韧性和耐腐蚀性能。冷却速度太快时会引起过多的α相含量以及Cr2N的析出增加。过慢的冷却速度会引起晶粒严重粗大,甚至有可能析出一些脆性的金属间化合物,如σ相。表1列出了一些推荐的焊接线能量和层间温度的范围。在选择线能量时还应考虑到具体的材料厚度,表中线能量的上限适合于厚板,下限适合于薄板。在焊接合金含量高的ω(Cr)为25%的双相钢和超级不锈钢时,为获得最佳的焊缝金属性能,建议最高层间温度控制在100℃。当焊后要求热处理时可以不限制层间温度。

       ②焊后热处理 双相不锈钢焊后最好不进行热处理,但当焊态下α相含量超过了要求或析出了有害相,如σ相时,可采用焊后热处理来改善。所用的热处理方法是水淬。热处理时加热应尽可能快,在热处理温度下的保温时间为5~30min,应该足以恢复相的平衡。在热处理时金属的氧化非常严重,应考虑采用惰性气体保护。对于ω(Cr)为22%的双相钢应在1050~1100温度下进行热处理,而ω(Cr)为25%的双相钢和超级双相钢要求在1070~1120温度下进行热处理。

 

五、不锈钢压力容器焊接实例

       直径为800mm,壁厚为10mm的闪蒸罐,壳体材质为06Cr19Ni10不锈钢。

说明:

       ①筒体直径为800mm,焊工可以钻进筒体内焊接,故筒体纵、环缝采用焊条电弧焊进行双面焊。

       ②本设备无人孔,故合拢焊缝只能从外侧焊接。为保证焊接质量,采用TIG焊打底。但不锈钢氩弧焊焊接时背面金属会被氧化,以前只能通过采用背面充氩保护的方法,但是当设备较大或背面无法实施氩气保护时,将大量浪费氩气,且仍可能出现保护不好。为解决这一工艺困难,日本油脂公司焊接事业部开发制造了一种背面自保护不锈钢TIG焊丝,这是一种具有特殊涂层的焊丝,涂层(即药皮)熔化后会渗透到熔池背面,形成一层致密的保护层,相当于焊条药皮的作用。这用焊丝的使用方法与普通的TIG焊丝完全相同,涂层不会影响正面的电弧和熔池形态,大大降低了不锈钢氩弧焊的焊接本钱。本设备中,若采用背面氩气保护,氩气浪费严重,故采用了自保护焊丝。

       ③接管与平焊法兰角焊缝、接管与壳体角焊缝,鉴于此部位焊缝外形和焊接条件,一般选用焊条电弧焊。若接管直径太小,为了减少焊接难度,也可以采用TIG焊。

       ④支座与壳体焊接角焊缝属非承压焊缝,采用熔化极气体保护焊(保护气体为纯CO2),效率高,焊缝成形好。TFW-308L为焊材牌号,其焊材型号为E308LT1-1(AWS A5.22)。







                                                                                                                            买特材,找锐如!

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