奥氏体不锈钢管道氮气保护焊接技术VIP

材料与焊接 石 油 化 工 设 备 技 术 ， 2 0 1 2 ， 3 3 ( 6 ) 5 3 P e t r o Che mi c a l Equ i p m e nt Te c hn ol og y 奥氏体不锈钢管道氮气保护焊接技术 张 桂 红 ( 中国石化第十建设有 限公 司， 山东 淄博 2 5 5 4 3 8 ) 摘 要 ： 介绍 了奥 氏体 不锈钢 管道焊接 采 用氮气保护 的焊接 方法及 工艺 ； 对焊接 区 气体 保护 装置 的结 构、 气体纯度的检验及焊接后焊缝 色泽的合格标 准 ， 均进 行 了较详 细的 阐述 。工程 实践表 明， 该 焊接方 法用 于奥 氏体 不锈 钢管道的焊接 是可行的 ， 且 经济效益较 好。 关键 词： 不锈钢 管道焊接 氮气保护 奥氏体不锈钢管道单面焊接 时， 传统 的做法 是焊缝背面充氩气 ( 纯度 为 9 9 9 9 ) 保 护， 以保 证焊缝质量稳 定可靠。石 油化工行业 的管道标 准n 中规定 ： 奥 氏体不锈钢管道焊接 ， 单面焊焊缝 宜用 手工 钨极 氩 弧 焊 焊接 焊 缝 底 层 ， 管 内应 充 氩 气或氮气保护。石油化工行业的焊接标准乜 中也 有规定 ： 采用实芯焊丝或不填丝的钨极气体保护 焊焊接底层焊道时， 焊缝背面应 采取充氩或充氮 保护措施 。保护措施可采用整体或局部充氩 ( 或 氮) 方法。充氩气( 或氮气) 开始 时宜采用较大的 流量 ， 确保管内空气完全排除后方可施焊 ， 焊接时 背面保护用的氩气 ( 或氮气 ) 流量应适当降低 ， 避 免 出现 凹坑 。 标准既然规定了奥氏体不锈钢管道焊接时可 以采取充氮保护， 说明充氮保护在技术上是 可行 的。现场实践也证明， 奥氏体不锈钢管道的充氮 保护焊接是能够保证焊接质量、 经济可行的焊接 技 术 。 1 工 艺原 理 奥氏体不锈钢焊接时， 由于焊缝 中合金元素 含量高 ， 熔池流动性差 ， 易造成焊缝表面成形不 良， 主要表现在根部焊道背面成形不 良及盖 面焊 道 表 面粗糙 。焊 缝表 面成 形不 良对 焊缝 性能 的影 响在常温或高温工况下表现不 明显 ， 但在低温工 况下， 其成形不 良所造成的应力集中， 对焊缝低温 性能的影响不亚于焊缝内部缺陷的影响。 奥氏体不锈钢焊接时， 热影响区达到敏化温 度的区域晶界上容易析出铬的碳化物 ， 形成贫铬 的晶粒边界 ， 若与腐蚀介质接触则易产生 晶间腐 蚀D 】 。受 到 晶间腐 蚀 的不锈 钢在 表 面上没 有 明显 的变化， 但在受力时会沿晶界断裂 ， 几乎完全丧失 强 度 。 对 于焊 缝成 形不 良以及焊 接热影 响 区 的晶间 腐蚀问题 ， 可以通过焊接工艺来加 以解决。采用 惰性气体保护焊焊接底层焊道 ( 焊缝 背面使用惰 性气体保护措施 ) 、 较小 的焊接线能量 ， 减小热影 响区处于敏化温度 区间的范围， 以保证奥 氏体不 锈钢焊缝的焊接质量 。 使用惰性气体保护， 是因为惰性气体化学性 质很不活泼 ， 与其他元素之间几乎不会发生化学 反应。氮气虽然不是惰性气体， 但 纯氮气不能与 普 通金 属产 生 化 学 反应 。氮气 的这 种 特 性 ， 在 焊 接 加热 过程 中起 到 了保 护金 属表 面 的作用 。 2 焊接 2 1 焊 接 方法及 工 艺 奥氏体不锈钢 管道的焊接 常采 用手工 电弧 焊 、 惰性气体保护焊、 等离子弧焊等焊接方法 。惰 性气体保护 焊可分为钨极 氩弧焊 ( G TAw) 和熔 化极氩弧焊( GMAW) 。奥 氏体不锈钢焊接一般 不需预热和后热 ， 但应控制低 的层 间温度 以防止 热影 响 区晶粒 长大 及碳 化物 的析 出 。 奥氏体不锈钢管道的焊接主要工艺参数参见 表 1 。 2 2 焊接 区的气体保护 管道内充氮， 采用厚 1 0 0 mm 的海绵封堵焊 收稿 13期 ： 2 0 1 2 0 2 2 7 。 作者简 介： 张桂红 ， 女 ， 1 9 8 8年 毕业 于青 岛化工 学院化 工机 械专业 ， 工学学士 ， 长