304不銹鋼圓管壓力容器的焊接工藝要點

作者：不銹鋼管  日期：2020-3-13 11:15:17  ;來源：不銹鋼管廠家  關注：

一、 壓力容器用304不銹鋼圓管及其焊接特點

所謂304不銹鋼圓管是指在鋼中加進一定量的鉻元素后,使鋼處于鈍化狀態,具有不生銹的特性。為達到此目的,其鉻含量在12%以上。為進步鋼的鈍化性,304不銹鋼圓管中還往往需加進能使鋼鈍化的鎳、鉬等元素。一般所指的304不銹鋼圓管實際上是304不銹鋼圓管和耐酸鋼的總稱。304不銹鋼圓管并不一定耐酸,而耐酸鋼一般均具有良好的不銹性能。

304不銹鋼圓管按其鋼的組織不同可分為四類,即奧氏體304不銹鋼圓管、鐵素體304不銹鋼圓管、馬氏體304不銹鋼圓管、奧氏體-鐵素體雙相304不銹鋼圓管。

1. 奧氏體304不銹鋼圓管及其焊接特點

奧氏體304不銹鋼圓管是應用廣泛的304不銹鋼圓管,以高Cr-Ni型為普遍。目前奧氏體304不銹鋼圓管大致可分為Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奧氏體304不銹鋼圓管有以下焊接特點:

① 焊接熱裂紋 奧氏體304不銹鋼圓管由于其熱傳導率小,線膨脹系數大,因此在焊接過程中,焊接接頭部位的高溫停留時間較長,焊縫易形成粗大的柱狀晶組織,在凝固結晶過程中,若硫、磷、錫、銻、鈮等雜質元素含量較高,就會在晶間形成低熔點共晶,在焊接接頭承受較高的拉應力時,就易在焊縫中形成凝固裂紋,在熱影響區形成液化裂紋,這都屬于焊接熱裂紋。防止熱裂紋最有效的途徑是降低鋼及焊材中易產生低熔點共晶的雜質元素和使鉻鎳奧氏體304不銹鋼圓管中含有4% ~ 12%的鐵素體組織。

② 晶間腐蝕 根據貧鉻理論,在晶間上析出碳化鉻,造成晶界貧鉻是產生晶間腐蝕的主要原因。為此,選擇超低碳焊材或含有鈮、鈦等穩定化元素的焊材是防止晶間腐蝕的主要措施。

③ 應力腐蝕開裂 應力腐蝕開裂通常表現為脆性破壞,且發生破壞的過程時間短,因此危害嚴重。造成奧氏體304不銹鋼圓管應力腐蝕開裂的主要原因是焊接殘余應力。焊接接頭的組織變化或應力集中的存在,局部腐蝕介質濃縮也是影響應力腐蝕開裂的原因。

④ 焊接接頭的σ相脆化 σ相是一種脆硬的金屬間化合物,主要析集于柱狀晶的晶界。γ相和δ相都可發生σ相轉變。比如對于Cr25Ni20型焊縫在800℃ ~ 900℃加熱時,就會發生強烈的γ→δ轉變。對于鉻鎳型奧氏體304不銹鋼圓管,特別是鉻鎳鉬型304不銹鋼圓管,易發生δ→σ相轉變,這主要是由于鉻、鉬元素具有明顯的σ化作用,當焊縫中δ鐵素體含量超過12%時,δ→σ的轉變非常明顯,造成焊縫金屬的明顯的脆化,這也就是為什么熱壁加氫反應器內壁堆焊層將δ鐵素體含量控制在3%~10%的原因。