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sbf888胜博发手机版特殊焊接工艺及无损检测要求

发布时间:2020-01-03 12:54:00 点击:


1、概述

sbf888胜博发手机版是指金相组织具有铁素体与奥氏体双相组织的不锈钢种,在固溶组织中铁素体与奥氏体各占约50%的比例,一般较少相的含量也在30%以上。金相组织决定了铁素体-奥氏体sbf888胜博发手机版的性能介于铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢之间,兼具两种不锈钢的优点,不仅具有良好的塑性、韧性、耐腐蚀性和焊接性,而且具有更强于其他种类不锈钢的抗晶间腐蚀能力,因此在能源、化工、制药、造纸、海水淡化等领域有着广泛的应用。中电建核电沙特吉赞项目面对业主阿美石油公司的高标准、严要求,将sbf888胜博发手机版应用于公用水、消防水系统,使管道系统在服役环境差、抗腐蚀要求高的条件下得以长久工作。


2、S32205的焊接工艺


根据项目施工需求,依据ASME IX和ASME B31.3要求制定了S32205sbf888胜博发手机版的焊接工艺,工艺评定焊接接头尺寸如图1所示。


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图1   S32205 sbf888胜博发手机版焊接接头示意


注:a=70˚    b=3.91mm     c=4.0mm     d=0.8mm


(1)母材:sbf888胜博发手机版是在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素,本文介绍的工艺采用UNS S32205钢管,厚度3.91mm,管径2in(1in=25.4mm)。


其化学成分及力学性能根据ASTM A790规定如表1、表2所示。S32205sbf888胜博发手机版中含碳量低于0.03%属于超低碳不锈钢,超低的碳含量可以提高材料的焊接性,降低碳化物在晶界析出的倾向,使得晶间耐腐蚀性提高。氮元素的加入可以改善焊接后金属抗腐蚀能力,改善焊缝处力学性能,促进形成双相组织,平衡两相的比例,高含量的铬、钼元素可提高钢材抗腐蚀性。


(2)焊材选择:选取合适的焊材能控制焊后组织铁素体和奥氏体比例,使两相比例合理,且获得力学性能大于等于母材的焊接接头,经过对比焊材采用BOHLER公司ER2594焊丝,直径为1.6〜2.4mm。选用的主要原因是ER2594焊丝化学成分中镍元素含量较母材中含量相对提高,能在焊后快速冷却过程中促进奥氏体形成,稳定两相比例,若只选用与母材成分相同的焊材,则焊缝中铁素体含量较高。焊材化学成分如表3所示。


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(3)预热、热输入与层间温度:sbf888胜博发手机版靠着合理的双相比例而发挥性能,焊后应保证铁素体和奥氏体两相保持合理的比例,焊接一般选用小热输入、快速焊接的方法,容易使得焊缝冷却速度过快,高温铁素体向奥氏体转变时间过短,则焊缝和热影响区域会产生过多的铁素体组织,而奥氏体组织不足,会降低sbf888胜博发手机版的抗腐蚀性和焊接接头处的韧性。因此母材预热温度应≥10℃,在沙特吉赞项目常年高温环境下室温即可。若选用较大的热输入量,则冷却速度过慢会使得铁素体晶粒粗大,且会产生金属间相,同样降低接头韧性与抗腐蚀性。进行多道焊时,应当控制层间温度,层间温度过大会导致热量积累,受热区域增大,热影响区变宽,同时导致晶粒粗大,降低强度与韧性,需控制焊道层间温度不超过58℃。


(4)焊接工艺:采用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),保护气体采用98%Ar与2%N2的混合气体,使用纯氩气保护焊丝熔化产生熔池中的氮元素会形成氮气逸出,前文所述氮元素可以增加奥氏体相含量,平衡铁素体、奥氏体两相比例,加入1%~5%氮气的混合保护气体具有较好的工艺性,特别是根部焊缝,氮气保护尤为重要。当混合气体中氮气含量超过5%时钨极易烧损,造成电弧不稳定。因此选用98%Ar+2%N2混合保护气体钨极氩弧焊。焊接时保持背部持续充入保护气体,背部充入保护气体后氧气含量应低于0.05%。


采用焊接电流70~110A,电弧电压10~16V,焊接速度40~95mm/min,层间温度<58℃的工艺进行焊接。焊接接头根部焊道使用ϕ2.4mm的焊丝打底,填充及盖面层焊道使用ϕ1.6〜ϕ2.4mm的焊丝打底。热输入量要小,不得超越工艺规程中热输入量的要求,填充、盖面时的热输入量不得高于打底时的热输入量。


焊接参数如表4所示,焊接完成的焊口如图2所示。


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图2  焊接完成的焊口


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(5)焊缝组织与力学性能:S3sbf888胜博发客户端焊后凝固过程,铁素体组织先凝固,后随温度降低,部分铁素体在晶界处开始转变为奥氏体,并向铁素体晶内生长,焊后腐蚀试验组织如图3所示。


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图3  S32205sbf888胜博发手机版焊缝腐蚀试验结果焊缝组织


试验结果表明,铁素体相比例为42.5%±7%,组织比例满足要求。焊缝及热影响区处各项力学性能试验结果显示,最小抗拉强度858MPa,弯曲试验结果合格,最大硬度265.2HBW,冲击试验在-20℃下焊缝处KV=35~45J,热影响区KV=48~55J,力学性能都优于母材且符合标准。


3、无损检测特殊要求


(1)打底完成后需要进行PT检测,合格后进行填充层焊接(见图4)。

(2)铁素体含量测定应在已完成的焊缝中心30%~60%内测定(见图5)。

(3)对所有焊后的焊缝取20%进行焊缝区域和热影响区的硬度测试,硬度值不得超过285HBW。


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图4  PT检测


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图5  铁素体含量测定



4、结语
S32205sbf888胜博发手机版有着较好的焊接性和力学性能,能适用于电厂服役环境。本文制定了合理的焊接工艺,并提出了施工过程中对sbf888胜博发手机版焊接及无损检测的特殊要求,保证了现场焊接施工质量。


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