打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
双相不锈钢特殊焊接工艺及无损检测要求

1.概述

双向不锈钢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-奥氏体双相不锈钢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,将双相不锈钢应用于公用水、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S32205双相不锈钢的焊接工艺,工艺评定焊接接头尺寸如图1所示。

(1)母材 双相不锈钢是在含C较低的情况下,C r含量在18%~28%,N i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。

S32205双相不锈钢中含碳量低于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。

图1 S32205 双相不锈钢焊接接头示意

注:a=70° b=3.91mm c=4.0mm d=0.8mm

表1 S32205双相不锈钢化学成分(质量分数) (%)

UNS 规定 C Mn P S Si Ni Cr Mo N S32205 0.030 2.00 0.030 0.020 1.00 4.5~6.5 22.0~23.0 3.0~3.5 0.14~0.20

表2 S32205双相不锈钢力学性能

UNS 规定 抗拉强度/MPa硬度HBW S32205 ≥655 ≥450 ≥25 ≤290屈服强度/MPa 2 in或 50mm下伸长率(%)

表3 ER2594焊材化学成分(质量分数) (%)

C Si Mn P S Cr Mo Ni W Cu N Nb 0.02 0.44 0.89 0.020 0.001 25.9 3.8 9.6 0.45 0.50 0.26 0.03

(3)预热、热输入与层间温度 双相不锈钢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,会降低双相不锈钢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℃。

抽屉里,除了一支老式钢笔——可能是从垃圾堆里拣回来的,一瓶新买的墨水,几粒感冒药,一双棉线手套,几张已经挥发得看不清人样的照片,什么也没有。一杭便有些失望。老太太留下了钢笔和墨水,其它的都扔进垃圾桶里了。老太太又打来一盆水,仔仔细细地将字台连同抽屉抹了一回。

例(9)中包含了动词、形容词等修饰语的“无灵主语”。句子的主干结构清晰。因此可以直接采用顺译法,以使译文简洁易懂。

国内方面,埃塞农户通常使用木材做薪材和烧木炭,随着森林过度砍伐,收集燃料占用了农民大量生产或休闲时间。使用竹子作为替代燃料(薪材、竹炭和炭饼),不仅保护森林及耕地,同时因其速生的特点,可以大量节约农户采集木材燃料的时间,大幅增加全社会在其他生产性劳动上的投入。埃塞竹产区有用竹子建造房屋、篱笆等的传统。

当下的现代词学研究更多地局限在词学学科的内部,尚未完全展现在现代学术发展的场域下现代词学与其时代学术背景变化之间的内在关系,尚未充分揭示作为现代文论一部分的现代词学研究与现代文学发展之间的复杂关系样态,未能深度探究词学现代转型背后的动力机制。因此,在“大文学”视域下,我们可以深入探究词学现代转型的四个不同面向作为现代词学研究的出发点,尝试以专题研究的模式重构现代词学研究框架,以此强化词学研究的理论维度,同时辅之以纵向学术史的梳理,揭示现代词学发展的理论复杂性,对于拓展现代词学研究的学术空间和理论深度,消除学科壁垒大有裨益。

(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。

(5)焊缝组织与力学性能S32205不锈钢焊后凝固过程,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。

综上所述,我国城市化进程的不断加快,极大地带动了我国建筑行业的发展。为了缓解城市交通压力,使我国地铁工程大力发展,地铁隧道工程施工也得到了越来越多人们的关注。本文通过对某市地铁施工工程进行分析,从超前支护技术、二次衬砌技术、隧道开挖技术、初期支护技术4个方面对地铁隧道施工技术进行了全面的分析,进而不断提高我国地铁隧道施工技术的应用水平,并且在此基础上不断创新,促进地铁施工技术的发展。

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858M P a,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)。

图2 焊接完成的焊口

图3 S32205双相不锈钢焊缝腐蚀试验结果焊缝组织

图4 PT检测

(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。

4.结语

S32205双相不锈钢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双相不锈钢焊接及无损检测的特殊要求,保证了现场焊接施工质量。

表4 S32205双相不锈钢焊接参数

焊层道 焊接方法焊接速度/mm∙min-1型号 ϕ/mm填充材料 电流形式 焊接电流/A电弧电压/V根部 GTAW ER2594 2.4 直流正接 70~100 10~14 40~65填充层 GTAW ER2594 1.6~2.4 直流正接 80~110 10~16 60~85盖面层 GTAW ER2594 1.6~2.4 直流正接 80~110 11~14 60~95

图5 铁素体含量测定

参考文献:

[1]吴玖.国内外双相不锈钢的发展[J].石油化工腐蚀与防护,1996,13(1): 6-8.

[2]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册 (第 二 卷):材料的焊接[M]. 北京:机械工业出版社,2001.

[3]吴 玖.双相不锈钢[M]. 北京:冶金工业出版社,2000.

[4] [美]利波尔德,科特基.不锈钢焊接冶金学及焊接性[M].陈剑宏,译. 北京:机械工业出版社,2008.

[5]程巨强,等. 2507超级双相不锈钢的组织、性能及其焊接工艺[J], Welding Technology Vol.43 No.3 Mar. 2014 :24-28.

[6]包镇回,侯胜昌.双相不锈钢的焊接性及其焊接材料[J].焊接技术,2004,33(1):40-42.

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
双向不锈钢的介绍及焊接工艺
超级双相不锈钢怎么焊?
双相不锈钢2205焊接工艺因注意那些
奥氏体不锈钢焊接的特点、缺陷及相应的解决手段
[焊工考试题]电焊工技师理论考试试题答案 焊工考试题
假如要焊材与母材匹配,如何选择焊材来焊接304不锈钢
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服