304L不銹鋼氬弧焊接工藝特點及常見缺陷的防治措施.

1、第34卷第3期陳連山，陳兵輝，安金平（中國石油天然氣管道三公司，河南中牟451450摘要:304L不銹鋼（ASTM標準為奧氏體不銹鋼,屬于超低碳級不銹鋼,具有 良好的綜合性能，是目前工業(yè)上應用最廣泛的不銹鋼。文章通過現場實際操作，研究總結了 304L不銹鋼焊接的工藝特點，針對晶間腐蝕、層間未熔合、引弧夾鎢、收弧縮孔等問題提出了具體的解決辦法和 注意事項，有效地解決了焊接質量問題。 關鍵詞: 奧氏體不銹鋼；晶間腐蝕；危險溫度區(qū)；焊接線能量中圖分類號:TG444.74TG457.11 文獻標識碼:B 文章編號：1001-2206(2008 03-0049-02304L不銹鋼氬弧焊接工藝特點及常見缺

2、陷的防治措施!"!"IIII西氣東輸管 道增輸工程 壓縮機（組中的潤滑油系統(tǒng)、干氣密封系統(tǒng)和前置加熱系統(tǒng)的工藝管道均為不銹鋼管，材 質為304L不銹鋼（美國ASTM標準,主要管道規(guī)格為D60mm X6mm ;本文主要以D60mm X6mm管道為例，分析奧氏體不銹鋼管道焊接中易發(fā)生的缺陷，并介紹采取的預防措施。1304L不銹鋼的特性和焊接工藝參數奧氏體不銹鋼304L對應我國的標準是00Cr19Ni10,其主要化學成分和機械性能見表1。304L不銹鋼的熱導率較低,約為碳鋼的1/3,電阻率約為碳鋼的5倍,線膨脹系 數比碳鋼約大50%,密度大于碳鋼。由于不銹鋼存在眾多與碳鋼不同的特

3、性，其焊接工藝規(guī)范也與碳鋼有所不同，對于304L不銹鋼鋼 管（D60mm X6mm我們采用的焊絲為ER308L ,焊接工藝參數見表2。2304L不銹鋼焊接工藝特點2.1晶間腐蝕及應對措施晶間腐蝕是在腐蝕介質作用下，起源于金屬表面的晶界并且沿晶粒邊界深入 金屬內部產生在晶粒之間的一種腐蝕。晶間腐蝕是奧 氏體不銹鋼 常見的焊接缺陷。Cr是奧氏體不銹鋼中具有耐腐蝕性的基本元素,當Cr含量低于12%時,就不再具有耐腐蝕性 了。304L不銹鋼在焊接過程 中存在焊接危險溫度 區(qū)間（為450- 850 r ,見圖1。當溫度達到這一范圍時，奧氏體中過飽和的碳向晶界處迅速擴 散并在晶粒邊界析出，析出 的碳和鉻形

4、成碳化鉻（Cr 23C 6。因為鉻在奧氏體中的擴散速度很慢,來不及向晶界擴散,這樣就大量消耗了晶界處的鉻,使晶界處含鉻量降低到小于12%,這 時晶界就失 去了耐腐蝕能力。如果溫度低于 450C ,則奧氏體 中的碳擴散速度不 快，不能在晶界處擴 散析出而形成碳化鉻,所以沒有晶間腐蝕現象。如果溫度 高60 ±于850C ,這時不僅碳在奧氏體中的擴散速度極 快，而且鉻在奧氏體中的擴散速度 也很快，故不能造成晶粒邊界處貧鉻,因而也不會發(fā)生 晶間腐蝕。為防止304L不銹鋼在焊接過程中耐腐蝕性能 下降，可以采取以下幾點措施：表1304L不銹鋼的化學成分和機械性能 化學成分及含量/%機械性能C C

5、r Ni屈服強度/MPa抗拉強度/MPa硬度HB< 0.03018.0 20.09.0 13.0 > 205> 520表2304L不銹鋼的焊接工藝參數焊層焊絲直徑/mm電流/A電壓N焊接速度/(mm/min根焊2.09Cn 95810605填充蓋帽2.4110 12010 12注：焊接坡口角度為75°5°石油工程建設49石油工程建設2008年6月(1焊接時在管 道內部進行 充氬施工，并且確保根焊時充氬濃度達到92%以 上。在填充、蓋帽焊時，也要進行充氬，防止焊縫金屬在高溫時進行氧化反應，造 成晶間腐蝕。(2焊接時采用 小電流，快速焊，降低焊接 線能量，縮短

6、奧氏體不銹鋼在危險溫度區(qū)間(450850r的停留時間,防止晶間腐蝕。(3對有條件進行熱處理的焊縫，在焊接后可以進行快速冷卻，使焊縫溫度低 于450°C ,防止晶間腐蝕。2.2層間未熔合的解決方法相對于碳鋼，不銹鋼在熔化后黏度大，流動性差，容易形成層間未熔合等缺陷。為此在 焊接時相應地增大焊縫坡口角度， 便于熔敷金屬流動，通常坡口角度為75 °5。另外在根焊中盡量采用 小直徑焊絲, 小電流，降低焊接線能量，提高熔敷金屬的流動性。2.3采用專用氬弧焊機,克服引弧夾鎢和收弧縮孔不銹鋼焊接 易產生引弧 夾鎢 和收弧縮孔，需要配備具有高頻引弧和電流衰減特性的專用氬弧焊機，高頻引弧可以

7、減少焊接 夾鎢,電流衰減可以減少收弧縮孔。2.4采用單側連續(xù)送絲方式不銹鋼焊接 中，對于焊口組對間隙較 大的焊縫,采用單側連續(xù)送絲方式（見圖2 ,焊槍連續(xù)擺動，焊絲只在一側徐徐送入， 靠液態(tài)金屬流動性與另一側熔化母材結合，這樣可以防止根焊內 部的單側咬邊問 題，改善內部成型。2.5采用多層焊接方式由于不銹鋼 焊接存在危 險溫度區(qū)間，在焊接過程中盡量采用多層焊接，每層熔敷金屬盡量薄，在前一層焊縫冷卻后再進行 下一層焊接（冷卻溫度應低于60C。焊縫盡可能一次焊完，少中斷，少接頭，收弧要衰減。蓋面以 焊縫外觀黃、紅為宜，若出現金屬黑則表示焊接線能量過大。2.6采用小熱量輸入、小電流快速焊不銹鋼焊接中

8、采用小熱量輸入、小電流快速焊。焊絲不做橫向擺動，焊道宜窄不宜寬，最好不超過焊絲直徑的3倍, 這樣焊縫冷卻速度快，在危險溫度區(qū)間停留時間短，有利于防止晶間 腐蝕。小 熱量輸入時，焊接應力小，有利于防止應力腐蝕和熱裂紋，而且焊接變形小。3注意事項（1焊接前要檢查氬氣濃度。不銹鋼氬弧焊的氬氣濃度需達到99.9%以上，這 樣可以起到保護作用，防止出現焊接缺陷。(2在焊接前要 確定管道內充氬的濃度。不銹鋼焊接前管道內需要充氬，且充 氬濃度需達到92%以上,充氬濃度可以通過儀器檢測或者在管道焊口引弧確定。(3焊接后要對 焊縫表面和 內部進行酸 洗鈍化處理。經過鈍化處理的焊縫表 面呈銀白色，具有較高的耐腐蝕

9、性。4結束語通過現場實踐和多次改進,很好地解決了304L不銹鋼焊接中常出現的缺陷問題，焊接一次合格率達到98%以上。參考文獻：1 中國石油天然氣集團公司人事服務中心.電焊工M.東營：中國石油大學出版社,2007.2 高忠民.電焊工基本技術M.北京：金盾出版社,2000.3 中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊M.北京：機械工業(yè)出版社,2003.作者簡介：陳連山(1963-,男,遼寧葫蘆島人,高級工程師,畢業(yè)于中國石油大 學，從事油氣管道項目 及技術管理工作。收稿日期：2007-11-05850C危險溫度上限450C危險溫度下限喪失抗晶間腐蝕能力的區(qū)域加熱溫度保溫時間加熱溫度和保溫時間對18-8鋼

10、抗晶間腐蝕能力的影響單側連續(xù)送絲方式焊槍不銹鋼焊絲焊件1焊件250(41 Force An alysis and Calculatio n of Steel Frame Used as Hoist ing Assista neeMO Jin-yong (Maomi ng Southwest Petrochemical Engin eeri ng Con structi on Co.Ltd., Maomi ng 525011, Chi naAbstract:The first rege nerator of a catalytic unit was difficult to be hoisted

11、 because of its large mass over 800t. Through comparing several hoisti ng sce narios, an ingenious soluti on was chose n, that was tak ing the stair frame n ear the gen erator as a support and fixing a small mast on it to carry out the gen erator hoist ing op-erati on with its subsecti ons.This pape

12、r gives the an alysis and calculati on methods of the forces acti ng on the stairframe that is the key structure to this hoist ing op erati on. This method has a p ractical value to similar hoisti ng work.Key words:eq uipment hoisti ng; frame structure; fin ite eleme nt method; force an alysis and c

13、alculatio n (46 Desig n and App licati on of 500t Level Non-ecce ntricHoist ing BeamLI Gua n-xu (C NPC No.1Co nstruction Co., Luoya ng 471023, Chi na , ZHANG Jing- biao , YANG Sen , et al. Abstract:I n large equipment hoisti ng op eratio ns, hoisti ng beam is ofte n used as an imp orta nt con struc-

14、tio n tool. Its reas on able desig n and app licati on are directly related to the safety, economy and efficie ncy of hoist ing op erati on. A desig n method and its app lied in sta nee of a non-ecce ntric hoist ing beam are illustrated. With this desig n method, the structure of the hoisti ng beam

15、can be more reas on able with remarkably decreased added weight, low manu facture cost and reduced hoisti ng difficulty.Key words:hoist ing; non-ecce ntricity; hoist ing beam; desig n? WELDING TECHNOLOGY ?(49 Tech nological Features of 304L Stai niess Steel Argo n Arc Weldi ng and DefectPreve ntion

16、Measures CHEN Lan-shan (CPP No.3Co mpany, Zho ngmu 451450, Chi na ,CHEN Bin g-hui , AN Jin-ping Abstract:304L stai niess steel (ASTM sta ndard , as an auste nitic stai niess steel with ultra-low carb on, has excelle nt syn thetic fun cti ons and is the most widely app lied sta ini ess steel in the w

17、orld. Based on the site p ractice and research work, this paper summarizes the tech no logical features of 304L sta in less steel weld ing, and p uts forward con crete methods and matters for atte nti on to resolve weldi ng p roblems such as in tergra nu lar corrosi on, in terlam inar non-fusi on, t

18、un gste n in clusi on while strik ing arc and shri nkage cavity while arc sup-p ressi on. So that, the weld ing quality is effectively imp roved.Key words:auste nitic stai nl ess steel; in tergra nu lar corrosi on; dan gerous temp erature zone; weldi ng lin ear en ergy(51 Failure An alysis of Furn a

19、ce Tube Joint in Thermal Recovery BoilerYUE Feng (SIN OPEC She ngli Oilfield Gudao P etroleum P roduction P la nt.Don gyi ng 257231, China , HE Yan-li ng , HE Cha ng , et al.Abstract:Several furn ace tube joi nts in a thermal recovery boiler failed shortly after being put into use. Failure an alysis

20、 was carried out using microsc opy, SEM and chemical comp ositi on an alysis in strume nt together with test ing the distributi on of hard ness in welded joi nts. The results show that there are overla ps on back bead and overheated structure such as Widma nstate n structure in the zone n ear the weld, and cracks prop agate a-l ong the fusi on zone or overheated zone. The distributi on of hard ness across back ing bead is non -uniform comparing with that across other beads. Therefore, it can be con