9%Ni钢板焊接方案讲解

1.0焊接工艺的选择
1.1立缝焊条电弧焊
焊条采用ENiCrMo-6,直径为ф3.2mm、ф4.0mm。
1.2埋弧自动横焊
埋弧自动横焊采用的焊丝一般采用:ERNiCrMo一3Φ2.4,与之匹配的焊剂采用:A5&SFA5(AWS标准)。
分级授权由于大型LNG低温储罐的9%Ni钢内罐壁的钢板厚度12~26mm,在开坡口的时候,较薄的钢板采用单边V型坡口,较厚的钢板采用双面坡口,焊接时焊保持15~20°的拉角,焊丝伸出约20mm。
ext前端框架
焊接质量控制:严格遵循焊接工艺规程,减少人为造成的缺陷,保证焊缝一次合格。焊接缺陷部位一般只允许一次返修,保证低温韧性。1.3其它部位焊接
16×104m3LNG低温储罐外罐壁内侧有一层碳钢防潮板材质为16MnDR,采用SMAW,焊材为J507RH;罐内部悬挂在外罐顶部下方的铝吊顶材质为ASTM B209M ALLOY5083,采用GMAW,焊材为H5183;罐内部不锈钢管,材质为A240TP304L,采用GTAW+SMAW,焊材为H0Cr21Ni10+A102;附属构件材质为EN10025S275、EN10025S335与9%Ni 钢角焊缝,采用SMAW,焊材为ENiCrMo-6。
龙芯3b
不锈钢螺柱采用SMAW,焊材为A302;碳钢螺柱使用与直流电源连接的自动定时螺柱焊接设备进行焊接。
2.0焊接设备的选择:
设备名称数量
交直流焊机500型40台
埋弧横焊机YS AGW-LNG-Ⅰ型8台
交流氩弧焊机500型8台
螺柱焊机:Gun Model(HUA YUAN RSN-3150)4台
3.0焊接施工难点分析及采取措施
3.1工程材料材质多,焊接材料规格型号多,焊接方法多,质量检验方法多,焊接管理难度大。
3.2施工现场一般毗邻沿海,工程施工周期长,焊接环境复杂。
3.3工作量大:如一台16×104m3LNG低温储罐,9%Ni钢内罐壁的厚度从12~26.2mm不等,直径φ=80000mm,结构总重量约1850t,焊缝总长度约10000m,需相应焊材21t。
3.4焊接环境差:防潮板与内罐壁之间仅1米的距离,在焊接内罐壁的时候预应力混凝土外壁已经完成,并且9%Ni钢板的板幅一般都超过3m,因此对焊接设备的规格和性能以及焊接工艺提出了更高的要求。
3.59%Ni钢的焊接技术难点及对策
a.低温韧性降低
焊接材料的影响:焊缝金属及熔合区的化学成分与焊接材料有关,如果焊材的含碳量高,或焊缝金属里Ni与Cr当量搭配落在不锈钢组织图中含马氏体的区域内,都会引起低温韧性的下降。
焊接线能量的控制:焊接线能量不在允许范围内,将会影响焊接热循
环的峰值温度,从而影响热影响区的金相组织,导致奥氏体减少、粗大的贝氏体增加,因此低温韧性降低。小的线能量将增加焊接层数,能使后续焊道起到回火作用,在回火作用下焊缝能析出大约10%的分散逆转奥氏体,逆转奥氏体与残温奥氏体能吸收有害杂质,从而提高低温韧性。
焊接层间温度的控制:层间温度是指多道焊中第二焊道及后来的个焊道之前瞬间的焊接区域的材料的温度。采用较低的层间温度,以增大冷却速度减少焊接中的硫、磷偏析、聚集,9%Ni钢的焊接层间温度控制在100℃以下。
焊接质量控制:严格遵循焊接工艺规程,减少人为造成的缺陷,保证焊缝一次合格。焊接缺陷部位一般只允许一次返修,保证低温韧性。
b.热裂纹问题
焊接热裂纹的产生则与应力、杂质和化学成分有关。由于应力影响而产生的热裂纹主要为弧坑裂纹。在焊接时应尽量减小弧坑,弧坑越小,则弧坑裂纹越不容易产生,同时注意填满弧坑。在清根的时候,注意打磨成“U”型的,避免出现窄而深的“V”形坡口。
焊接热裂纹的产生还与焊缝金属结晶过程中的低熔点杂质偏析的数量和分布有关。液体金属结晶过程越长偏析越严重,避免的方法主要是选用熔化温度区间较小的,或偏析杂质不连续的焊接材料,如ERNiCrMo-3焊丝。
头部跟踪
c.冷裂纹问题
9%Ni钢具有良好的抗冷裂纹能力,在高氢的情况下,有一定的冷裂纹敏感性,特别是施焊第一层焊缝
时,由于根部附近冷却快,拘束应力较
大,如果焊接材料或环境潮湿,很可能出现冷裂纹。
焊接材料:选择含碳量小的焊接材料,如果含碳量比母材高,焊接时会因为熔合和扩散使熔合区含碳量增加而产生硬化层,产生组织应力而导致冷裂纹。
hmm事件控制氢的含量:氢在硬化层中积聚主要是由于焊缝坡口附近不洁(有水、油及有机物等)及焊丝扩散氢所致。因此要严格焊材管理和焊材烘焙制度。
控制焊接接头应力:主要从控制层间温度和线能量来控制热应力;合理的组装工艺和焊接顺序来减小拘束应力。
3.6现场施工时应注意的问题
现场的施工焊接,在严格执行焊接工艺规程的同时,还需根据实际施工的具体情况,采用合理的焊接顺序,采取有效的防变形措施来控制焊接变形,确保9%Ni钢的焊接质量。
3.6.1焊接工艺参数的控制
在9%Ni钢焊接时,为使焊接接头的低温性能与母材相当,以保证焊接接头的低温韧性,必须对焊接线能量加以控制,不宜过大。同时,可通过增加焊接层道数控制线能量,对板厚超过8mm的焊缝,一般均采用多层多道焊工艺。
3.6.2焊接变形量的控制
焊接过程中,为了保证9%Ni钢焊接后的几何尺寸符合规范要求,必须采取有效的防变形措施来控制焊接的变形量,具体措施如下:预留收缩余量:下料和加工时,应考虑焊件焊后纵向和横向的缩短,
通过对焊接收缩余量的估算,预留出余量。
采用合理的焊接程序:在焊接过程中,焊接程序的合理与否,直接影响焊接的变形量。在立焊缝的焊接施工中,应采用多名焊工均布,数条焊缝同时焊接的方法,以有效控制焊接变形量;在底板焊接时,应先焊短焊缝,后焊长焊缝,并采用分段退焊的方式。
采用刚性固定法:通过外加刚性拘束构件,来增加焊件的刚性,从而有效减小焊接接头的变形量。单面坡口的埋弧自动横焊施焊时,应采用装配工夹具将上下两块钢板强制固定,增加其刚性,以防止横焊的角变形量超标。角焊缝的施工可采用撑筋等紧固件来固定被焊工件的方式控制焊接变形。
4.0焊接施工措施
4.1根据16×104m3LNG储罐焊接施工需要,至少应进行如下焊接工艺评定:
序号试件材质试件厚度
(mm)
焊接位置焊接方法焊接材料
1A553Type1122G SAW ERNiCrMo一3 2A553Type120.12G SAW ERNiCrMo一3 3A553Type163G SMAW ENiCrMo一6 4A553Type126.2/16T型接头平焊SMAW ENiCrMo一6 5A553Type1103G SMAW ENiCrMo一6 6A553Type120.13G SMAW ENiCrMo一6 7A553Type1123G SMAW ENiCrMo一6 8B209M Alloy508383G GMAW H5183
9S235+C450+ASTM
SA516GR60
φ16
δ=10
1S ATS/
钢丝扣10TP304L+A553Type1103G SMAW A307

本文发布于:2024-09-24 22:32:56,感谢您对本站的认可!

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