低温合金的焊接:
当今,世界各国对天然气的需求日益进增,在天然气的开发和利用中,越来越认识到天然气的优越性,所以,我国各地和沿海地区也规划和建设了多个大型的液化天然气接受站,然而天然气却需要经过-196摄氏度的低温液化后才能储存,因此,无论是海上的液化天然气运输船还是陆地上的天然气储存,的需要采用低温性能优良的材料进行建造,具体而言,就是材料在-196摄氏度的工作条件下应当具有优良的韧性及高强度指标,在低温钢中,显然有Ni的质量分数为9%的Ni钢(后面就用9%的Ni钢标示)具有优良的高低温韧性和高强度的性能,因此,国际上油气长输管线及液化天然气的输送与储存设施工程迫切需要低温钢材料及其焊接技术。
1、低温合金的焊接性能:
目前大型液化天然气储罐的内罐国际上大多采用合金钢板:ASTM A353、ASTM A553 TYPEI、4X8Ni9等统称为9%Ni钢。
9%Ni钢的焊接技术难点有三个:易产生裂纹、焊接过程受磁场影响产生偏吹,焊接后低温韧性下降,因此其焊接工艺的关键就是最大限度的防止焊接裂纹和减少产生磁偏吹的可能性,采取有效措施保证焊接接头的低温韧性。
焊接裂纹:
焊接时,当采用镍基、Fe-Ni基或Ni-Cr奥氏体不锈钢焊接材料时,都有产生焊接裂纹的可能性,当采用Ni13-Cr16焊接材料时,还有可能产生弧坑裂纹,而且焊件设计的坡口越窄,产生裂纹的几率越大,当增宽坡口,或减少收缩应力时,列我能产生的几率下降,裂纹产生倾向与焊接位置也有密切关系,实践证明,平焊、横焊时的裂纹倾向较小,仰焊和立焊时的裂纹倾向较大。
为了消除热裂纹、低温钢焊接中最重要的措施之一就是减少金属中的S、p杂质的含量,同时采用正确的运条方式及熄弧手法。
焊接冷裂纹:
9%Ni钢与同等强度水平的其它高合金钢相比,它具有较高的抗冷裂纹性能,在滴氢的条件下焊接,通常不会产生冷裂纹,但焊接时,若熔入焊接接头的氢含量很高或焊接参数选择不适当时,也会在熔合区或火热区产生焊接冷裂纹,因此,在焊接过程中应制定合理的焊接工艺规程,选择合适的焊接参数,同时,还应注意根据焊条、焊剂的不同类型选择正确的烘干温度。
磁偏吹:
9%Ni钢属于强磁性材料,所以焊接时受磁场分布影响容易产生磁偏吹现象,为了避免偏吹给焊接质量带来影响,通常采用交流焊接方法及采用封闭式地线接线法。
焊接接头的低温韧性:
9%Ni钢的焊接接头中的焊缝、熔合区及粗晶区在焊接后都有产生低温韧性降低的倾向,焊缝金属的低温韧性与采用的焊接材料的类型及成分有关,InconeI型、Ni基及Fe-Ni基焊接材料的低温韧性优良,焊缝金属的线胀系数与9%Ni钢母体的相近,但是焊接成本较高,强度偏低,Ni13-Cr16型奥氏体焊接材料强度稍高,但低温韧性不好,线胀系数与9%Ni钢母材的线胀系数相差很大,而且在熔合区易出现脆性的板条状马氏体组织。
--沈阳威克创新焊接设备有限公司
|