不锈钢的焊接工艺性及焊接工艺研究

1绪论随着工业技术的日益发展，一般奥氏体不锈钢难以满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。为此，冶金工作者进行了大量研究，研制出奥氏体—铁素体型不锈钢，即双相不锈钢。传统的奥氏体不锈钢在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足，尤其是应力腐蚀引起的断裂，其危害性极大。双相不锈钢是近二十年来开发的新钢种。通过正确控制各合金元素比例和热处理工艺使其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％，从而将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。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。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢（3RE60、Uranus50等），但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后，其发展经历了3代历程。1.1我国双相不锈钢的应用双相不锈钢是根据石油化工中强酸强碱造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象，一般不锈钢难以胜任的容器、管道以及零部件等而研制的，但由于双相不锈钢除具有很强的各类抗腐蚀性能之外，还具有很好的强度和韧性，为此，在一般民用工程和能源交通方面也逐步得到越来越多的应用，如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。1.1.1石油和天然气工业

这是国外应用双相不锈钢的主要领域之一，目前铺设的油气输送管线已有1000km。国内只有南海油田少量使用，全部进口。另外，西气东输工程西起塔里木盆地的集气管线考虑要用双相不锈钢焊管，国内已有条件生产和制造。

炼油工业是最早使用国产双相不锈钢的部门，在南京，镇海，天津，济南等炼化公司多集中用在常减压蒸馏塔的塔顶衬里（或复合板）、塔内构件、空冷器和水冷器等，最长的已使用20年。镇海炼化公司是我国最大的炼油基地，加工能力为1600万t，进入世界百强，冷凝冷却系统中多套设备使用双相不锈钢。这一领域涉及的范围很宽，工况情况复杂，介质多种多样，也是使用双相不锈钢较早和较多的领域。甲醇是重要的能源化工原料，2002年国内产量210万t，进口量与此相当，国产缺口很大，当然也有少量（数千吨）出口韩国，目前20万t的大型和多套10万t以下的中小型的甲醇合成反应器的触媒管都是采用双相不锈钢，大中型装置采用2205钢管，使用进口管较多，小型装置多采用18－5Mo型国产钢管。齐鲁石化公司氯乙烯装置的氧氯化反应器中的冷却蛇管的介质条件（HCI，水蒸气）苛刻，目前已使用进口的2205双相不锈钢，使用结果有待观察。

上海石化公司乙烯装置的催化剂再生冷却器采用国产类似DP3钢的00C25Ni7Mo3WCuN双相不锈钢做海水冷却器管，海水出口温度40℃，至今已间歇使用15年，效果很好。

1.1.2化肥工业

尿素工业也是最早使用国产双相不锈钢的部门，装置中含氯离子水的换热设备使用得较多，例如尿素装置中CO2压缩机三段冷却器原使用304L奥氏体不锈钢管束，l个月后即因应力腐蚀破裂而泄漏，双相不锈钢可用5年以上，随后一、二段冷却器也都换用了18－5Mo或2205双相不锈钢。由于双相不锈钢在尿素介质中有良好的抗腐蚀疲劳性能，很适合制造尿素生产的关键设备——甲按泵泵体。国产的00Cr25Ni6Mo2N钢可以通过Huey法的晶间腐蚀倾向检验，己用于黑龙江化肥厂、洞庭氮肥厂（五柱塞式）等大型化肥厂。国内中小化肥厂的甲按泵泵体基本上采用18－5Mo钢制造，也有数十家采用的是高铬含铅双相不锈钢。此外这种钢的泵阀锻件通过了日本JIS

G0573、G0591硝酸法和硫酸法的检验，批量出口日本，价格要比日本当地生产的便宜。此外，采用国产OCr25Ni6Mo3CuN时效强化双相不锈钢，利用其耐磨损腐蚀性能，用于尿素装置主工艺管路多种规格的高压截止阀的内件等，效果不错。1.1.3运输业

最近几年海上化学品运输船行业是国外最大的双相不锈钢用户，消费量约占热轧板的50％。化学品船装载的液体货物多种多样，包括化学和石化产品，食品等，要求船舱材料既能耐腐蚀，又有高的强度。如今2205双相不锈钢已代替316L和317L奥氏体不锈钢，成为海上化学品船的标准用材。国内在这方面刚刚起步，中国长江航运集团青山船厂采用欧洲建造标准，使用进口的2205钢板，自行制造成功第一艘18500t化学品船，钢板消耗量约1200t，己出口比利时。实现了我国用双相不锈钢建造化学品船零的突破，该厂已形成规模生产能力。1.1.4造纸和制盐轻工业由于双相不锈钢在中性氯化物溶液中有较好的耐孔蚀和缝隙腐蚀的能力，利用这一特点，国内开发了该钢在真空制盐和盐硝联产装置上的应用，20万-30万t制盐厂的大型盐水和芒硝蒸发罐采用了双相不锈钢的衬里和复合板，解决了设备结盐垢和腐蚀问题，最长的已有10年的使用历史。双相不锈钢用于大型真空制盐装置，国内已有成熟的经验。在制纸浆和造纸业领域，国内几乎是空白，硫酸盐蒸煮法仍多采用低碳钢制造的蒸煮锅，而国外早已普及使用双相不锈钢的蒸煮、漂白等设备，目前国内也有引进，但数量极少。综上所述，可以看出国内双相不锈钢的使用是有一定局限性的，像国外大量使用双相不锈钢的诸如纸浆和造纸工业、油气工业、运输业、甚至建筑业几个大的领域我们涉及得不多，有的还只是刚刚开始。根据国情，利用双相不锈钢的性能优势，今后除继续扩大在化工和石化等领域的应用外，结合纸浆和造纸工业的技术改造需要开发在这一领域中的应用，至于油气管线目前很难推广，双相不锈钢的价格是太高了但是制造有关油气田需要的耐氯离子和硫化氢的装置像集气管线和换热设备等还是可以采用双相不锈钢，甚至超级双相不锈钢的。海上运输业的发展，化学品船制造业方兴未艾，需要大量大张的钢板，这一缺口有待填平补齐。至于在建筑业方面的应用，至今还完全未涉及，其实滨海的城市雕塑景观和开发2304钢用于民用热水器方面完全可代替304和316奥氏体不锈钢。 1.2双相不锈钢的优势及应用1.2.1与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。表1-2部分双相不锈钢的牌号及化学成分(质量分数％）钢号国别CCrNiMoMnSi其他第1代3RE60瑞典0.0318.54.92.7≤2.0——Uranus50芬兰0.0421.56.51.5——Cu:1.0-2.0第2代SAF2205瑞典0.0322.05.53.0≤2.0≤0.8—DP-3日本0.0325.06.53.5W:0.4-Cu:0.20-0.8008X21H6M2T俄罗斯≤0.0821.07.52.0——Ti:0.2-0.40Cr21Ni5Ti中国0.0622.05.8-≤0.8≤0.8Ti:5第3代SAF2507瑞典0.0325.57.04.5——Cu:0.50DP-3W日本0.0325.07.63.0W:0.4—Cu:0.800Cr26Ni5Mo3中国≤0.0826.55.03.0≤1.5≤1.0—2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。1.2.2与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下1）综合力学性尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。4）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。5）应用范围较铁素体不锈钢宽。2SAF2205双相钢接头的基本要求及达到要求的措施2.1基本要求焊接接头不存在超过质量标准规定的缺陷，同时力学性能满足焊接结构预期的使用性能要求。不出现焊接热裂纹和冷裂纹，应力腐蚀，点蚀，δ相脆化现象的出现2.2防止措施1）双相不锈钢具有良好的焊接性，一般选用与母材成分相同或相近的焊接材料，由于含碳量对抗腐蚀性有很大的影响，因此熔敷金属含碳量不用高于母材。腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备，可选用含Ti或Nb等稳定化元素或超低碳焊接材料。对于耐酸腐蚀性能较高的工件，常选用含Mo的焊接材料。选用适合的焊接材料不会发生焊接热裂纹和冷裂纹，如选用焊条型号E309MoL-16焊条牌号A042氩弧焊焊丝H00Cr18Ni14Mo2。2）合理设计焊接接头。避免腐蚀介质在焊接接头部位聚集，降低或消除应力集中，消除或降低焊接接头残余应力，用常用工艺措施，加热温度在800-900℃3）采用小的热输入，即小电流，大的焊接速度，减少横向摆动，待前一道焊缝冷却到预热温度后，再焊下一道焊缝，焊后进行750-800℃退火处理，退火后应快冷，防止出现δ相和4753.1SAF2205双相钢的焊接性3.1.1SAF2205双相钢的性能特点1）含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18-8型奥氏体不锈钢在600℃2）含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值（PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%）时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI

316L相当。含25%Cr的，尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI

316L。

3）具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于制作泵、阀等动力设备。

4）综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%，韧性值AK（V型槽口）在100J以上。5）可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。

6）含低铬（18%Cr）的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽，抗力小，可不经过锻造，直接轧制开坯生产钢板。含高铬（25%Cr）的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难，可以生产板、管和丝等产品。

7）冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大，在管、板承受变形初期，需施加较大应力才能变形。8）与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小，适合用作设备的衬里和生产复合板。也适合制作热交换器的管芯，换热效率比奥氏体不锈钢高。

9）仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，不宜用在高于3000C的工作条件。双相不锈钢中含铬量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。3.1.2SAF2205双相钢的组织特点目前双相不锈钢由于冶炼质量要求高，价格较贵，故产量不高，约占世界不锈钢产量的1％，但上世纪90年代以后增加较快，1990年产量约10万t，1999年已达11万t，2000年约为20万t。我国在上世纪60年代开始研究双相不锈钢，主要有低铬（Cr18）、中铬（Cr22）和高铬（Cr25）3种，主要产品是管、板和复合板，产量都不大，约2000t，2001年双相不锈钢的消费量约4000t，有1/2随工程进口。双相不锈钢的组织，根据W(Ni)eq，W(Cr)eq和Schaeffer图，一般奥氏体（A）和铁素体（F）的比例约为60％:40％，但实际上由于化学成分和固溶处理的温度偏差，可能出现;A或F≥70％，对性能会有一定影响，因此，最好控制在各为50％。表3-2不表同组织类别不锈钢的力学性能组织类型钢种热处理状态力学性能硬度σs/MPaσb/Mpaδ5(％)奥氏体0Cr18Ni9920-1150。C固溶、快冷205-300520-580≥40200奥氏体+铁素体SAF2205950-1100。C固溶、水冷或快冷550-580750-78030220DP-3W560-590760-780202700Cr26Ni5Mo2400-450620-65020250铁素体00Cr18Mo2800-1050。C退火、快冷250-270420-45030200双相不锈钢具有很强的抗局部孔蚀、点蚀和缝隙孔穴式腐蚀的能力，主要是由化学成分中的Mo，N等元素起的作用。经多年研究，建立了一个抗孔蚀当量指数PREN（PREN=ωCr+3.3ωMo+16ωN）来评价，其值越高，抗局部孔蚀的能力越强。双相钢的一个显著特点就是其双相组织。除此之外,还常伴有其他相组织的产生,这些次生相也或多或少的影响钢材的性能。对双相钢来说,特殊的合金元素组成是保证构成双相及各相比例的基础,通过主要元素的含量,可以预测金相组的相比例。目前,国际上使用较多的是美国焊接研究会WRC提出的WRC一92组织图(见图3-1)表3-3部分奥氏体钢及双相不锈钢的成分及PREN值组织钢种化学成分（质量分数）%）PRENCCrNiMoN奥氏体308L0.032010——20316L0.0318122—25双相不锈钢22050.0322530.15342550.0325630.203825070.0325740.2542A一奥氏体;AF一奥氏体一铁素体;FA一铁素体一奥氏体;F一铁素体;Creq=Cr％+Mo％+0.7×Nb％Nieq=Ni％+35×C％+20×N％+0.25×Cu％从图3-1可看出,铬、铂、妮是主要的铁素体相形成元素,而镍、碳、氮、铜是主要的奥氏体相形成元素。改变这些元素的含量,即可改变固溶组织中的相比例。除了不同元素的组成及比例影响相比例外,热处理也将在一定程度上影响相的比例。双相钢在高温下(1300℃以上),呈现单一的高温铁素体组织,即δ相。但冷却过程中粗大的δ相阿会转变成常温铁素体相(α相)和奥氏体相(γ相)。由于α相与γ相的生成条件、速度不同,因而不同的冷却起点温度及冷却方式速度会使α相与γ相有不同的最终比例,而且其组织特征也不同。其实,热处理对相比例的影响是有限的,常用的双相钢常会在冷却过程中出现二次相。主要的二次相有二次奥氏体、碳化物、δ相、χ相、R相等。1)二次奥氏体(γ2)。双相钢冷却时会在铁素体相中析出γ2。γ2相具有一定的奥氏体相特征,会促进σ相的生产。2)碳化物(M23C6)的存在不利于钢材的耐蚀性。快速冷却可避免M23C3)δ相硬而脆,可显著降低钢材的塑性和韧性。δ相富含铬,使其周围因铬而耐腐蚀性降低。鉴于此,δ相是一种危害最大的二次相。以急冷方式快速通过该温度区间,可有效避免δ相的产生。4)χ相、R相、都是在一定的温度区间(550℃-750℃)析出的金属间相,富铬和钼,硬而脆,易降低钢材的耐腐蚀性。但与δ相相比,析出的量较少3.1.3耐腐蚀性能开发双相钢就是解决奥氏体不锈钢腐蚀开裂性能的问题,并同时获得高强度。(1)均匀腐蚀。一般来讲,双相组织并不利于钢材耐电化学腐蚀,因为可能出现电偶腐蚀。在某些强氧化性酸和强还原性酸中,其耐腐蚀性有时不如奥氏体,但有时比奥氏体还好。在有机酸中,它和奥氏体不锈钢一样都具有良好的耐腐蚀性。在碱液中,其耐腐蚀性相对较差些。(2)孔蚀是一种局部腐蚀,也是不锈钢最有害的腐蚀型式之一,它往往成为应力腐蚀开裂和疲劳腐蚀开裂的根源。目前比较流行的是通过孔蚀指数(PREN)来评价钢材的耐孔蚀性能。即将耐孔蚀的几个主要元素折合成铬含量的当量,通过铬含量的当量(PREN)来判断钢材的耐孔蚀性能:PREN=Cr％+3.3xMo％+16xN％因此,对于钢材的抗孔蚀性能,除了考虑其值外,还要在生产过程中力求避免相的生成,减少金属夹杂物。(3)晶间腐蚀。双相钢几乎不发生晶间腐蚀敏化,即使是在焊后空冷条件下。(4)应力腐蚀。双相组织的存在,使得双相钢抗应力腐蚀开裂的性能要优于奥氏体不锈钢及铁素体钢。总的说来,双相钢的抗均匀腐蚀性能、抗孔蚀性能、抗缝隙腐蚀性能与奥氏体不锈钢相比并没有优越太多,但其抗晶间腐蚀性能、抗应力腐蚀性能则明显优于奥氏体不锈钢。3.1.4力学性能1)强度。在双相钢中,由于铁素体相约占二分之一,故其强度明显高于奥氏体不锈钢。双相钢的强度比奥氏体不锈钢高约三分之一。2)塑性和韧性。在双相钢中,由于奥氏体相约占二分之一,故其塑性和韧性优于铁素体不锈钢。另外由于奥氏体相的存在,使得容易产生脆性化合物的碳、氮等在铁素体相中溶解度降低,从而降低了脆性相的发生。同时,因两相同时存在,可阻止或缓解高温下晶粒的长大,也可阻止或缓解裂纹的扩展,从而提高了钢材的塑性和韧性。但与奥氏体不锈钢相比,由于铁素体相的存在,使得其塑性和韧性相对较低,尤其是铁素体相中易产生δ相、χ相、R相、∏相等脆性相,如果处理不当,会严重影响钢材的塑性和韧性。3.1.5加工性能工程上应用较多的加工方法有冶炼、铸造、热变形加工、冷变形加工、机加工、热处理、焊接等。1)冶炼。双相钢的冶炼比奥氏体或铁素体钢的难度大,控制要求高。目前,双相钢最低要求应采用或进行精炼的。2)铸造。基于与冶炼同样的道理,铸造难度也大于一般奥氏体和铁素体钢材,而且难度比冶炼更大。除此之外,由于两相组织的原因,在浇铸时还要采取有效的措施,以避免比奥氏体钢更容易出现的铸造裂纹两相凝固差别的原因、气孔加氮的原因等问题。3)热变形加工。双相钢具有的两相组织使其热变形加工的难度要远大于奥氏体不锈钢。冷变形加工。双相钢的冷变形加工的难度要远大于奥氏体不锈钢。4)机加工。就常用的工程材料而言,都不存在较大的加工难度,双相钢也不例外。热处理。热处理对双相钢性能还有一些特殊影响。①不同的热处理参数,可得到不同的相比例,直接影响钢材性能②通过热处理,可以改变加工过程中的元素分配比例,改善甚至消除加工过程中次生相带来的不利影响,从而影响到钢材的最终机械性能和耐腐蚀性能等③热处理过程也会使钢材产生新的次生相,也会导致元素在各相中的重新分配。因此,不恰当的热处理会使钢材的性能恶化最早限制双相钢应用的主要原因就是焊接问题,而工程上又往往不可避免焊接过程。双相钢焊接的难点就在于其焊接接头是否仍能获得与母材相同或相近的两相组织,这也是保证焊接接头是否具有与母材同样性能(包括力学性能和耐腐蚀性能)等的关键所在。这里所说的焊接接头包括焊缝熔合区、高温热影响区(HTHAZ)和低温热影响区(LTHAZ)。1)焊缝熔合区。该区域的两相组织相对容易控制即通过选择合适的焊接材料就能做到.2)高温热影响区。它是指具有约1250℃熔点这一温度特征的区域。这一区域很窄,却是其相组织最难控制的一个区域。因为母材的成分不能因其而有过多的奥氏体形成元素,而该区域的温度特征又使其高温铁素体在冷却过程中部分得不到向奥氏体转化。应采用较大的焊接线量,使焊缝冷却速度降低,使高温铁素体有一定的时间向奥氏体转化,3)低温热影响区。由于该区域的温度较低,不足以引起基本相的变化,但可能会发生二次相的产生。因此,采用合适的焊接线量并控制层间温度是防止低温热影响区性能变坏的主要手段。值得一提的是,双相钢一般不进行焊后热处理双相不锈钢的焊接性兼有奥氏体钢和铁素体钢各自的优点，并减少了其各自的不足之处。1)热裂纹的敏感性比奥氏体钢小得多。2)冷裂纹的敏感性比一般低合金高强钢也小得多。3)双相不锈钢焊接时主要问题不在焊缝，而在热影响区，因为在焊接热循环作用下，热影响区处于快冷非平衡态，冷却后总是保留更多的铁素体，从而增大了腐蚀倾向和氢致裂纹（脆化）的敏感性。4)双相不锈钢焊接接头有析出%相脆化的可能，δ相是Cr和Fe的金属间化合物，它的形成温度范围600-1000.C，不同钢种形成δ相的温度不同，如00Cr18Ni5Mo3Si2钢在800-900.C，而双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3CuN的在800-900.C，8500.C时最敏感。形成%δ相需经一定的时间，一般1-2min萌生1-2minδ相增多并长大，因此，焊接时应采用小热输入，快速冷却，消应力处理时应采用较低的温度，如550-600.C为宜。5)双相不锈钢含有50%的铁素体，同样也存在475.C脆性，但不如铁素体不锈钢那样敏感，双相钢中的铁素体在300-525.C之间长期保温会析出高铬α，相，而在475.C最敏感，使双相钢发生脆化，由于α，相析出时间较长，故对一般焊接影响不大，但应限制双相不锈钢的工作温度不高于250.C。双相不锈钢的焊接件，由于工艺不当，一旦产生δ相或析出α，相引起475.C脆性，则可采用固溶处理使之消除。双相不锈钢的扩散氢含量不及奥氏体不锈钢，因此焊材中或周围环境中氢的质量浓度较高时，则会在焊接双相不锈钢时出现氢致裂纹和脆化。3.2焊接中可能存在的问题1）SAF2205双相钢的δ相脆化在Fe-Cr二元合金中，δ相中含Cr约为25%，形成温度为520-820℃，有很多合金元素可置换δ相中的Fe和Cr原子，从而使δ相生成于稳定的温度区间和几率增大。δ相析出主要在相中进行，如果δ相含有较多的Mo时，即可提高δ稳定存在温度区，又能加速δ相的析出过程。高铬双相不锈钢容易产生δ表3-1双相不锈钢固溶处理及σ相和475.C脆性的温度范围内容2205双相钢及2507等超级双相钢00Cr25Ni7Mo3CuN等固溶处理温度/。C10401025-1100在空气中加热起皮温度/。C10001000δ相形成温度/。C600-1000600-1000475.C脆化温度/。C300-525300-5252）焊接接头的氢脆和氢致裂纹双相不锈钢凝固结晶为单相铁素体，但是一般的拘束条件下，焊缝金属的热裂纹很小。当δ/γ适当时，冷裂纹敏感性也较低，但双相不锈钢中毕竟含有较高的δ相，当拘束度较大及焊缝金属含氢量较高时，还存在氢致裂纹的危险。通过对模拟焊接热影响区的试棒研究了双相不锈钢的氢脆与显微组织之间的关系，并采用断裂应变评定了氢脆敏感性，结果表明氢脆主要发生于δ相，而且氢脆的敏感性随峰值温度的升高而增加。3）焊接接头的应力腐蚀开裂从双相不锈钢应力与断裂时间的延迟破坏之间的关系可知，母材的临界应力达到破坏应力的90%，氢脆应力腐蚀开裂的敏感性很低，焊缝金属的临界应力为破坏应力的70%，相当于δ0.2的95%，由于焊缝周围的残余应力可以超过δ0.2，因此焊接接头容易产生腐蚀开裂。4）焊接接头的点蚀由于冷却速度对点蚀点位的影响较为显著，因此，同样的含N量在冷却速度不同的条件下点蚀电位相差很大。由此可见，含N量较低的双相不锈钢的点蚀电位对冷却速度很敏感，在焊接含N量较低的双相不锈钢时对冷却速度的控制要求更严。42205双相钢的焊接工艺为了取得良好的焊接质量,焊接人员应掌握双相钢的焊接特点和注意事项,另外从腐蚀的角度来看,焊接接头总是不锈钢结构的最薄弱环节,实际上管道最终的耐蚀水平是由焊工决定的,为了尽可能的取得良好的结果,焊接操作过程应当遵守一些基本规则。总结出的SAF2205DSS一些关键技术如下。1)焊前准备采用机加工制备试板坡口，用不锈钢专用砂轮片打磨坡口及坡口两侧各30mm范围，并用丙酮清洗，以除去氧化膜、油污。2)焊接方法一般的焊接方法,如焊条电弧焊、钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊埋弧焊等,都可用于双相不锈钢的焊接。焊条电弧焊时最常用的焊接工艺方法，其特点灵活方便，并可实现全位置焊接，因此焊条电弧焊时焊接修复的常用工艺方法。钨极氩弧焊的特点时焊接质量优良，自动化的焊接效率也较高，因此广泛用于管道的封底焊缝及薄壁管道的焊接。钨极氩弧焊的保护气体通常采用纯Ar，当进行管道封底焊时，应采用Ar+2%N2或Ar+5%N2保护气体，同时还应采用纯Ar或高纯N进行焊缝背面保护，以防止根部焊道的铁素体化。熔化极气体保护焊的特点时较高的熔敷效率，即可采用较灵活的半自动焊，也可实现自动焊。3)焊材的选择对于焊条电弧焊，根据耐腐蚀性，接头韧性的要求即焊接位置，可选用酸性或碱性焊条。采用酸性焊条时，脱渣优良，焊缝光滑，接头成形美观，但是焊缝金属的冲击韧性较低，于此同时，为了防止焊接气孔及焊接氢致裂纹需严格控制焊条中的含氢量。当要求焊缝金属具有较高的冲击韧度，并需进行全位置焊接时，应采用碱性焊条。另外，在根部封底焊时，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。对于实芯气体保护焊焊丝，在保证焊接金属具有良好的耐腐蚀性与力学性能的同时，还应注意其焊接工艺性能。对于药芯焊丝，当要求焊缝光滑，接头成形美观时，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条件下焊接时，宜采用碱度较高的药芯焊丝。对于埋弧焊焊丝，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的脆化，与此同时，应采用配套的碱性焊剂，以防止焊接氢致裂纹。焊接材料要选用比母材含镍量高的双相钢焊材,确保焊缝中奥氏体相占优势,焊缝铁素体含量控制在30%～45%为宜。4)焊接工艺参数的选择焊接线能量太大或太小都不好,一般控制在0.5～2.5kJ/cm范围,其具体大小要根据焊件厚度选择。一般焊接时不需要预热,但焊件壁厚过大或环境温度过低时,为防止冷速过快造成焊缝和热影响区铁素体含量过高,必要时要采取预热措施。为避免冷却速度过低而引起析出相的产生,多层/多道焊的层间温度要控制。5)焊接熔池及背面的保护气体保护焊时保护气体中加氮可以提高焊缝的耐蚀性。有效的背面气体保护是保证焊接质量的前提,保护气体的纯度应满足工艺要求,应采取有效的背面保护工装,开始焊接时要对焊缝背面的氧含量进行检测,满足工艺要求后才能开始焊接。6)定位焊缝定位焊缝焊接时,如果长度过短,焊接未建立起平衡过程即结束,焊缝冷却会很快,可能导致铁素体含量过高、低韧性并因氮化物析出而降低耐腐蚀性能。因此,如采用定位焊,对定位焊缝的最短长度应进行规定,且应采用较大热输入规范参数。7)焊接过程材料的保护材料表面的弧击和起弧,是一个瞬间的高温过程,冷却速度很快,表面显微组织中铁素体含量很高,这种组织对裂纹和腐蚀很敏感,应尽力避免,如果产生必须用细砂轮打磨去除。现场焊接过程中材料的保护非常重要,应避免碳钢、铜、低熔点金属或其它杂质对不锈钢的污染,可能情况下,不锈钢和碳钢管应分开存放和焊接。焊接和切割过程中应采取措施防止飞溅、弧击、渗碳、局部过热等。5焊接工艺评定5.1SAF2205双相不锈钢管焊接工艺指导书SAF2205双相不锈钢管焊接工艺指导书单位名称西安航空职业技术学院焊接工艺指导书编号GY001日期4月22日焊接工艺评定报告编号PD001焊接方法手工TIG焊+焊条电弧焊机械化程度半自动化焊接接头：坡口形式Y型坡口衬垫（材料及规格）——其他——简图：母材：SAF2205与SAF2205相焊厚度范围：母材：对接焊缝8mm角焊缝——管子直径、壁厚范围：对接焊缝——角焊缝——焊缝金属厚度范围：对接焊缝—其他————焊接材料:焊材类别焊丝焊材标准——填充金属尺寸Φ2.0焊材型号/焊材牌号H00Cr18Ni14Mo2其他——耐蚀堆焊金属化学成分(%)CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他:焊接位置对接焊缝位置：_平焊焊接方向：（向上、向下角焊缝位置______焊接方向：（向上、向下）焊后热处理：温度范围（℃）——保温时间（h）——预热:预热(℃)(允许最低值)___100℃_层间温度(oC)(允许最高值)_——_保持预热时间___2h加热方式_氧乙炔_保护气体:气体种类混合比流量(L/min)保护气__氩气_＞99.9%18～24尾部保护气——————背面保护气__——__——__——_电特性:电流种类:直流极性:反接焊接电流范围:(A)280～320电弧电压(V):26～30(按所焊位置和厚度,分别列出电流电压范围,记入下表)焊道/焊层焊接方法填充材料焊接电源电弧电压焊接速度(cm/min)线能量(kJ/cm)牌号直径极性电流(A)1手工TIG焊H00Cr18Ni14Mo22.0mm反接280274011.342焊条电弧焊A0423.2mm/3003045123焊条电弧焊A0423.2/320304712.2钨极类型及直径:铈钨极喷嘴直径(mm):Φ5mm熔滴过渡形式:射流过渡焊丝送进速度(cm/min):40～47技术措施:摆动焊或不摆动焊:不摆动摆动参数:——焊前清理和层间清理:——背面清根方法:机械清根单道焊或多道焊（每面）:正二反一单丝焊或多丝焊：单丝焊导电嘴至工件距离(mm)3～5锤击:——其他：——编制日期4月22日审核日期批准日期焊接工艺评定报告单位名称:西安航空职业技术学院焊接工艺评定报告编号.:PD001焊接工艺指导书编号:GY001焊接方法:手工TIG焊+焊条电弧焊机械化程度:半自动化接头简图：母材:材料标准:类、组别号:SAF2205与类、组别号:SAF2205相焊厚度:8mm直径:——其他:——焊后热处理:热处理温度(℃):——保温时间(h):——保护气体:气体种类混合比流量(L/min)保护气体氩气≥99.9%18～24尾部保护气——背面保护气——填充金属:焊材标准焊材牌号：H00Cr18Ni14Mo2焊材规格:Φ2.0mm焊缝金属厚度;——其他:——电特性:电流种类:直流极性:反接钨极尺寸:铈钨极Φ5mm焊接电流(A):280～320电弧电压(V):26～30其他:——焊接位置:对接焊缝位置:——方向(向上,向下)角焊缝位置:——方向(向上,向下)技术措施:焊接速度(cm/min):40～47摆动或不摆动:不摆动摆动参数:——多道焊或单道焊（每面）:正二反一多丝焊或单丝焊:单丝焊其他:——预热:预热温度(℃):100层间温度(℃):——其他：——拉伸试验:试验报告编号:LS001试样编号试样宽度(mm)试样厚度(mm)横截面积(mm2)断裂载菏(kN)抗拉强度(Mpa)断裂部位和特征LS001-181512060500焊缝区LS001-2101515082.5550熔合区弯曲试验试验报告编号:WQ001试样编号试样类型试样厚度(mm)弯心直径(mm)弯曲角度(o)试验结果WQ001-1面弯156018022%WQ001-2面弯104018020%试样编号试样类型试样厚度(mm)弯心直径(mm)弯曲角度(o)试验结果WQ001-3背弯156018023%WQ001-4背弯156018022%WQ001-5侧弯156018020%WQ001-6侧弯156018021%冲击试验试验报告编号.:CJ001试样编号试样尺寸缺口类型缺口位置试验温度(℃)冲击吸收功(J)备注CJ001-115热影响区2028合格CJ001-215热影响区2029合格CJ001-315热影响区2026合格CJ001-415焊缝区2030合格CJ001-515焊缝区2027合格CJ001-615焊缝区2025合格金相检验（角焊缝）:根部:(焊透、未焊透)焊透焊缝:(熔合、未熔合)熔合焊缝、热影响：（有裂纹、无裂纹）:无裂纹检验截面IIIIIIVV焊脚差(mm)——————————无损检验:RT:100%UT:——MT:——PT:100%其他:——耐蚀堆焊金属化学成分（重量%)CMnSiPSCrNiMoVTiNb分析表面或取样开始表面至熔合线的距离(mm):——附加说明:结论:本评定按JB4708—2000规定焊接试件、检验试样、测定性能，确认试验记录正确评定结果:(合格、不合格)合格5.2确定SAF2205双相不锈钢管焊接工艺SAF2205双相不锈钢是现代双相不锈钢中的一种,用途广泛,具有优良的力学性能、耐蚀性能,以及良好的焊接性,在石油天然气输送、海洋工程、化学工业等行业具有广阔的应用前景。石油和天然气工业目前采用双相不锈钢材料铺设的油气输送管线长度已超过850km,绝大部分为2205DSS[1]。西气东输某气源工程由于输送天然气介质的腐蚀性强,高压管道采用2205双相不锈钢材料。双相不锈钢优良的性能是靠适当比例的两相组织来保证的,焊接工艺参数对焊缝的组织有很大的影响,合适的焊接工艺参数和一定的技术措施相结合才能保证焊缝及热影响区的组织和性能。钢管制作焊接是关键工序之一;天然气管道的现场施工,焊接是最主要、最关键的工作之一。本文对D508×1519mm规格钢管制管纵缝和现场环焊缝焊接工艺评定进行介绍。5.2.1工艺评定试件的焊接钢管纵缝和环缝工艺评定试件分别采用Outo2kumpu公司(原瑞典Avesta)生产的1519mm厚平板和D508×1519mm钢管,其主要合金元素是Cr、Ni、Mo和N,其重量百分比分别为:22%Cr、5%Ni、3%Mo和1.5%N,其显微组织为具有大约50%的铁素体和大约50%的奥氏体双相组织表5-1工艺评定试件母材的力学性能(横向)抗拉强度Rm/MPa屈服强度Rp012/MPa延伸率A/%夏比冲击功Akv/J硬度PHB76159926276(-20℃290钢管纵缝焊接在钢管制造厂进行,工艺评定试件焊接采用双面埋弧焊方法,采用瑞典Sandvik公司生产的埋弧焊和焊剂,焊接位置为45°固定,由于钢管产品焊缝最终要进行固溶处理,因此,工艺评定试件也进行相应的焊后固溶处理(加热1050～1100℃,水淬)。钢管环缝焊接在现场进行,工艺评定试件焊接采用单面焊,采用钨极氩弧焊(TIG)打底+焊条电弧焊(SMAW)填充和盖面方法,使用瑞典Avesta公司生产的氩弧焊丝和焊条,焊接位置为45°固定,试件焊后不进行热处理。焊接规范采用适中的工艺参数。焊接工艺评定试件焊接主要条件见表5-2。5.2.2工艺评定性能试验结果及其分析工艺评定性能按工程技术条件进行。试验项目包括常规的接头拉伸、导向弯曲和低温(-40℃)与奥氏体不锈钢相比,2205DSS材料导热系数线膨胀系数小,又包含两种组织,因此热裂倾向和变形小;与低合金高强钢相比,因组织中含有约50%的奥氏体,因此冷裂纹倾向小。总之,2205DSS可焊性良好。双相不锈钢优良的性能是靠适当比例的两相组织来保证的。焊接工艺参数对焊缝的组织有很大的影响。焊接过程采用的线能量过低,工件冷却速度过快,焊缝及热影响区会产生过多的铁素体和氮化物,从而降低焊接接头的腐蚀抗力和韧性。另一方面,焊接过程采用的线能量过高,工件的冷却速度过慢,焊缝及热影响区可能析出金属间相,也会使焊接接头的腐蚀抗力和韧性降低。可见,合适的焊接工艺参数和一定的技术措施相结合才能保证焊缝及热影响区的组织和性能。表5-2焊接工艺评定主要焊接条件评定焊接方法焊材牌号坡口形式保护气体焊接位置焊接线能量E/(kJ·cm-1)层间温度/℃纵缝工艺SAWSandvik221X平焊(1G)7～21<150环缝工艺TIG+SMAWAVESTA2205AVESTA22052-PW单面V焊枪Ar+1.5%N245°固定焊(6G)8～18<150焊缝背面Ar+5%N2从表5-3工艺评定试验结果可以看出,焊接接头的抗拉强度远高于母材标准的下限要求(≥620MPa),接头拉伸性能不存在问题。接头弯曲180°后受拉面完好,表明接头的延塑性良好。焊接及热影响区在-40℃低温下的夏比冲击功,不但满足一般≥27J的要求,且满足ASTMA923标准≥34J的要求。按ASTMG48标准在6%FeCl3溶液进行的点蚀试验表明,焊接接头具有良好的耐氯离子局部腐蚀性能。焊缝和热影响区均为铁素体和奥氏体双相组织,近缝区没有出现单相铁素体,也没有发现金属间析出相的产生。焊接热影响区近缝区的铁素体含量最高为65%,满足技术条件要求,可以保证塑韧性和耐蚀性。焊缝和热影响区其他部位中的铁素体含量为35%～50%,奥氏体相相对较多,对塑韧性和耐蚀性有利。由此可以看出,拟定的焊接工艺评定工艺规程正确,焊接工艺参数适当,评定结果满足相关标准要求,表5-3工艺评定主要性能试验结果评定抗拉强度Rm/MPa导向弯曲(弯轴直径6T铁素体含量P%点蚀试验(ASTMA923C法)焊缝热影响区试验温度/℃试验时间Ph失量/(mg.m-2h)纵缝工艺760775面弯180°,完好背弯180°,完好35～4340～5022242.3环缝工艺765;750760;775侧弯180°,完好30～4540～6522246.36结论2205双相不锈钢具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,应用前景广阔。该材料的焊接有许多特点,掌握材料的焊接性能特点,采用适当的焊接工艺,保证了焊接工艺评定试件的性能。在生产过程中,根据工艺评定结果,通过制定详细的工艺规程和工艺纪律,并在焊接施工过程中严格执行,才能保证工程的焊接质量(l)奥氏体化元素Ni和N在得到合理两相比的方面，具有明显的作用。(2)合金元素、焊接热循环和焊接工艺参数等都会对奥氏体和铁素体两相区产生影响，通过合理控制，可以获得最佳的两相组织。有害析出相通常是形成腐蚀失效的地方，需严格控制其析出形成。氢脆决定于焊接热输人的峰值温度和周围环境，通过合理控制可减小其发生的可能性。(3)Dss焊接接头的腐蚀性能是其应用的关键，与腐蚀电位、两相比和冷却速度等因素有关，通过合金元素和工艺参数控制，可以获得较好的耐腐蚀性能。总结出焊接此类钢应注意以下几点：（1）合理选择焊接材料，保证熔敷金属的化学成分与母材相近，焊接时控制焊接热输入，可保证焊接接头的耐蚀性能不会明显降低。（2）采用较小的焊接电流、多层多道焊接，控制焊接热输入，获得的焊接接头的力学性能与母材相近。（3）控制道间温度，焊接前不需要预热，焊后材料可以不进行热处理而保证接头的物理和化学性能。通过本次毕业设计,我学会了把很多专业知识有机统一地结合联系起来,同时也对我今后的学习和工作起到了很大的帮助和指导作用。谢词由于本人专业理论知识和能力有限,以及生产实践的缺乏,在本论文的设计和制作完成中查阅了大量的标准和参考文献资料。同时也得到了有关老师和一些同学的大力帮助。首先感谢我的导师张凌云老师，本课题在选题及研究过程中得到张凌云老师的悉心指导。张凌云老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。张凌云老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。对张凌云老师的感激之情是无法用言语表达的，在这里我向张老师表示真诚的感谢。感谢母校——西安航空职业技术学院的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。感谢江苏润扬重工有限公司,在我毕业实习期间,给我提供了大量的技术资料及实践机会,使我把学校中的理论知识在现实生产中得以应用。最后，我非常庆幸在五年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助！参考文献[1]吴玖,姜世振,韩俊媛,等.双相不锈钢[M].北京:冶金工业出版社,1999[2]中国机械工程学会焊接学会编.材料的焊接,焊接手册[M].北京:机械工业出版社.1992[3]张文钺,侯胜昌.双相不锈钢的焊接性及其焊接材料.2001.9[4]史耀武主编.焊接技术手册.福建科学技术出版社.2004.9[4]方伟秉.铁素体2奥氏体型双相不锈钢的焊接性[J].化工装备技术.2004[5]杨秀倬双相不锈钢论文集[M].北京：冶金工业出版社.2001[6]昊玖等双相不锈钢论文集[M].北京：冶金工业出版社.1996[7]陆世英等不锈钢[M].北京：原子能出版社.2002

附录资料：不需要的可以在删除安全生产设备管理方案第一章生产设备的安全机器是现代生产的核心。然而，随着生产率的提高，机器又给生产现场带来危险。传统认为，对机器危险做适当控制既花钱又影响生产效率。另外，工人在操作机器或在机器周围工作时可能拆掉防护装置或拒绝使用个人防护用具，再有，许多企业根本不重视机器的安全。本章将阐述对机器安全方面的许多消极态度的不合理性。消除机器危险，同时增加产量完全是有可能的。即便是要安装防护装置，也不一定就意味着花钱多或降低生产率。在某些特别的位置确实存在着机器危险情况，比如：作业点、机器动力传输点或移动加工件周围。本章重点阐述作业点的危险，因为这个位置的防护措施通常比较困难，但又与生产效率有密切关系。其他危险当然也不能忽视。一、对机器进行生产效率检查：在工厂里转一转，观察下面的情况：有没有某个机器造成生产的迟缓或阻塞有没有由于填料或退料装置造成机器运作缓慢有没有由于机器或生产过程的危险造成害怕或踌躇的现象有没有机器防护装置被改动、拆掉或毁坏的现象如果上述任何一个问题的回答是“是”，那么下面的指导则有助于处理机器生产率和安全的问题。消除危险，安装保护装置，使用个人保护用具，一定要按这个顺序做：发生事故不仅会带来经济损失，还会给人带来痛苦。然而，在存在许多危险因素的车间做到避免事故发生并非易事。这需要有一个良好的策略。其中最好的办法莫过于完全消除危险。这是否听起来不大可能？本文有许多彻底消除危险又能提高生产效率的办法。如果不能消除危险，那么就在周围安装防护装置。但防护装置必须要认真设计，否则将会起妨碍作用。把个人保护用具的使用作为最后办法，如果必须要使用个人保护用具，那么就要保证时常监督用具的正确使用：用危险小的机器或生产过程取代危险机器在危险区周围设立防护设施在危险未消除或未设防护设施之前，提供个人保护用具购买安全的机器：当订购新机器时，要特别注意强调机器结构的安全性。危险加工件应该处于不会伤害工人的位置，特别是操作点必须没有危险。自动化和机械化的填料和退料装置不仅能够消除危险，而且会大大提高生产效率。要考虑订购带有这样装置的机器，因为这些装置相对整个机器的成本来讲并不昂贵，但有与没有在提高生产效率方面大不一样。采用填料和退料装置提高生产率，减少机器的危险：许多机器（特别是冲压机）的生产效率受限于加工部件填入机器和从作业点退料的速度。在不采用填料和退料装置的情况下，生产速度将受工人操作的速度、工作的复杂性、防护装置的种类和必要的安全措施的影响。如果没有自动化和机械化的填料和退料装置，工人就会摆放冲压件，然后让手躲开机器的循环运转，之后把冲压件拿开，最后从机器上取出冲压成品。实际上，只有20%的时间用于机器生产。这还没有考虑在不是自动化的情况下作业点防护装置的拆卸和替换。有填料和退料装置，生产效率就会大大提高。然而，填料和退料方式也要考虑安全措施。在进行设备安装的过程中，在安装和调试填料和退料系统时，在清除填料故障和做润滑和保养的过程中，都要极度小心。另外对新的填料和退料装置进行评估时，也要非常仔细认真。有很多不同种类的填料和退料装置，如下：手工填料的基本办法就是不让操作工人的手进入危险区域这种填料装置最简单的形式就是推滑板（如图3-1）。推滑板上有一个模孔，工人在冲压点外部把冲压件放在模槽内。当推滑板推进冲压点时，机器就做冲压循环。转盘填料装置（3-2）根据同样原理，可以同样大大提高冲压操作工人的生产效率。如图，填料板有一个自动退料和收集冲压成品的装置。自由落体填料桶（3-3）可以结合到滑板装置上，这样省去了每一工作循环放入新的被冲压件。显而异见，采用滑板加装填料比手工填塞被冲压件要节省很多时间。还有许多从“自由”重力获益的其他办法。如图（3-4），简单的倾斜坡面填料装置可以用来把被冲压件送到默子里。注意：图中防护网把工人与冲压点隔开。图3-5，这个容易制作的重力填料装置可以使研磨作业的生产效率提高一倍。填料和退料系统的形式多种多样，从非常简单的到非常复杂的。有些容易设计和安装的是采用半自动化，以及采用斜面、转盘和滑板。退料作业可以采用机械装置、压缩气体或是填料系统整体的一部分装置。采用正确的防护种类：机器的运动形式不同，生产要求也不一样。同样，也存在不同种类的危险。转轴、轮子、滚轮、滑轮及齿轮会卷衣服和皮肤，也会毫不含糊的把工人拉进机器里。如果一部分与另一部分相对旋转（3-6），就会产生一个“夹点”，而这个夹点就可能抓住工人的手或衣服。机器来回移动，往复运动、移动的机器或毛坯与固定物体之间部分就可能抓住工人。直接进行切割、冲压、裁剪和板金操作也会导致严重事故发生。因此，根据机器要求或针对具体的危险特点配置相应的防护措施。1机器防护的种类：固定的防护装置比较简单，它直接固定在机器上或一稳固面上，比如墙壁或地面。制作它们的材料应该结实，可以起抵御飞削的作用。作业点固定防护装置应该与填料与退料系统相结合，从而不妨碍生产。固定防护装置应该只能用工具拆卸。互锁定防护装置要不时的与固定防护装置和防护盖结合使用。当防护装置或防护盖打开或移走时，这种装置就断开机器的供电或机器的工作（3-7）。它们还可以在机器工作周期之前挡住进入作业点（3-8），但必须特别当心的是：当作业过程有惯性时，要等机器停下以后再打开护盖。可调式防护装置可以调整同送入作业点的加工件尺寸相吻合，同时又有很好的保护作用（3-9、3-10）。双手控制。事故发生的原因往往是工人在用一只手填料加工件的同时，另一只手在操作开关，如果双手在时间上配合不当，那么当一只手还在机器里时，机器就开始工作了。一个可能的解决办法时，把控制机关设计成两个开关或搬动杆必须用两只手同时操作才有效。这样，工人的手必须移出机器后机器才能工作。但是，设计不用一只手操作的控制按钮或机关并不容易，当有粘连或卡住的情况时，要用漆盖顶住或采取防护机器继续运转的措施。因此，非常有必要监督这些装置使用是否使用恰当。2设计机器防护装置：制作防护装置的前提条件通常是低成本，有助于设计和制作防护装置的要点如下：完全封闭的防护要优于部分封闭的防护。应该避免部分防护防护装置尽可能的装在危险区域。但要当心：移动的皮带同固定的防护装置产生摩擦不仅会损坏皮带，而且还可能产生火花的潜在危险防护装置在可能的情况下要与填料和退料系统相结合为了不降低生产效率，防护装置在做简单维修时必须能快速打开和关上设计用来断开作业的合叶式防护如果打开进行维修的话，建议在重新作业之前更换新的防护装置应该保证作业区清晰可见任何妨碍生产效率的防护装置应该设计适当的维修机器：即便装了防护装置，机器维护不良同样会造成危险。他还会产生较多的停机和质量问题。适当的维护并非损失生产时间，而是一种提高生产率、降低修理费用的投入。维护应该包括防护装置。工人通常把护板拆下来清理机器，更换模具，或者进行维修加油。再有，防护板还常常由于降低了工人监督作业区产品质量的视线而被拆卸下来。这些防护装置应该检查、清洗、甚至更换，如果必要，应该重新设计。由合格人员对机器进行维护保养将会减少修理的频率，减少工人拆卸防护装置的次数。维护项目还包括必要监督质量的视线部分进行日常清洗。当对机器进行修理或保养时，机器的控制开关必须锁上，并贴上标签说明“危险勿动！”如果没有其他保护措施，采用个人保护用具：如果不能消除危险，也没有适当的防护装置保护工人，那么最后的办法就是采用个人防护用具。但有时危险在于个人防护用具会日益磨损老化。如果必须使用个人保护设备，那么只能根据具体危险情况采用国家认定的符合标准的用具。个人防护用具也必须根据根据的说明进行维护保养，当损坏或破旧时必须更换。使机器更安全，更有效的规则对机器进行效率检查消除危险或安装防护或在别无办法的情况下使用个人保护用具，一定要按这个顺序进行购买安全的机器采用填料或退料装置以提高生产率，减少机器的危险使用正确种类的防护装置适当的维修机器如果没有其他防护措施，使用个人保护用具第二章危险品的控制在中小企业里随处可见各种各样的危险品。对于大多数危险问题进行控制的方法既简单又廉价，改进后既可节约成本又可提高生产率。污染的环境往往对生产不利。大量的尘埃、油料、油漆和其他涂料都会影响生产效率、增加监测和清洁工作，还会污染原料和产品。因此，控制危险品对提高生产率和产品质量有很大潜力。大量化学物质的暴露会导致疲倦、头痛、头晕，并会对眼睛和呼吸道产生刺激，从而引起生产率和产品质量以及工人出勤率的下降。如果条件得到改善，劳动生产率就会大大提高。许多化学品危害问题不用花很多钱便可得到解决，同时还可以减少原材料和能源的消耗。用危险小的物品代替危险大的物品：很多企业用有机溶剂清晰金属和其他材料。有机溶剂既危险又昂贵。可以用危险小的物品取代有机溶剂，比如清洁油污一般用皂类清洁剂。含量为5-10%的肥皂水比有机溶剂既便宜又安全（4-1）。用碱性物质如氢氧化钠或氢氧化钙可以更彻底的去除油污。用这种办法清洗金属表面一般比较彻底，再上油漆不成问题。为防止生锈，洗净后的每一个加工件要干燥后分别保存。用类和碱类物质进行清洁和出垢比用有机溶剂更安全、更节省，而且不需要更多通风设备和氧化。但在碱性物质时要用防护眼睛或手套。用盖子、容器和隔离措施控制危害，减少损失：物质从开口的容器里蒸发或泄漏的容器或管道流失会导致直接损失、增加成本，且危害工人的身体。有机溶剂、油漆或胶的烟雾可用特殊盖子防止有害物质和废物的蒸发（4-2）。加盖隔离可减少机器如车床、刨床、磨床或搅拌器产生的污染。机器保养不善也会导致不必要的危险和损失。车床或其他机器的漏油滴在工人的皮肤和衣服上可导致湿疹和皮癌。这样的泄漏也浪费昂贵的机油。把某些工序限制在隔离的房间或空间可有效地减少危险。对少数接触污染物的工人应加以特别保护。节约用于加热化学物品的能源：高温液体蒸发可能会在空气中形成密集的危险物质。在装有有机溶剂、碱和酸的容器加热清洗或去除油垢时，胶质或带有涂层材料熔化时，在进行电镀时都有可能出现这样的问题。做这些工作往往不了解最高温度限制。温度过高增加了工人接触危险化学物品的机会，同时意味着在蒸发过程浪费更多的能源。使用恒温器可以获得最低的适当温度（4-3），如果没有恒温器，可用电流表加人工温度控制。正确地进行清洁，不要散落尘削：尘削来自磨、锯、钻、包装、搅拌和其他生产过程。尘削颗粒的大小及其危险程度各不相同。尘削增加对机器的磨损，从而增加对保养的要求，同时还可能影响原材料和成品的质量。尘削进入呼吸系统还会对工人的肺部造成危害。有些尘削还会通过皮肤吸收而导致疾病。尘削必须经常打扫。多数尘削须在产生时用排风装置彻底清除（如在磨床和圆形锯床接口处）。残留的尘削必须每天清除，除此之外还须定期对墙壁、储藏架和其他容易积尘的地方进行