科技信息2008年第27期
循环冷却水处理SCIENCE &TECHNO LO GY INFORMATION 1.前言
随着我国现代石化工业的发展，石油化工装置中采用复合钢板的设备越来越多，其复层和工作介质相接触，保证了材料的耐腐蚀性能，强度主要靠基层获得，成本较低，尤其是带减压装置、催化装置中的常压塔、减压塔、分馏塔、汽提塔等壳体，大都采用复合钢板，然而由于不锈钢复合板是由不锈钢和低碳钢或合金钢两种材料经爆炸、轧制或爆炸轧制而形成的，而两种组合之间的热物理性能、化学成分和组织上存在较大的差别，焊接操作不当会造成焊缝裂纹等，这些缺陷直接影响制造加工正常进行，针对这一情况，根据有关资料和生产实践经验进行了总结以供参考。 2.不锈钢复合板的焊接性
不锈钢复合板的焊接分三部分进行，基层的焊接、复层的焊接及过渡层的焊接。基层的焊接和复层的焊接属于同种材料的焊接，工艺比较成熟；过渡层的焊接则是异种材料的焊接，是不锈钢复合板焊接
长线驱动器质量的关键，也是复合板焊接难度较大的区域，焊接过程中存在以下几个问题。
2.1由于复层中的Cr 、Ni 元素部分被烧伤损和基层焊缝的稀释作用，使焊缝中的Cr 、Ni 含量降低，增加复层焊缝的含碳量，易导致复层焊缝中产生马氏体组织，从而降低焊接接头的塑性和韧性，并影响复层
铁氧体电感焊缝耐腐蚀性。马氏体组织易在焊接或设备运行中导致裂纹，使接头过早失效。
2.2基层焊接时易于熔化不锈钢复层，使得合金元素掺入而导致碳钢基层焊缝金属严重硬化和脆化，使过渡层硬化带的厚度可达2.5m m，该硬化带对冷裂纹极为敏感并易于产生裂纹。
2.3由于不锈钢复层具有低的热导率(仅为基层的1/2)和较大的线膨胀系数(为基层的1.3倍)，因而焊接过渡层时会产生较大焊接变形及应力，导致焊接裂纹的产生。
3.制作加工过程中裂纹产生的情况
val-031
3.1筒体冷加工过程纵缝出现裂纹：在某厂汽提塔的筒体制造中(筒体直径800mm，板厚10+3mm，材质16M nR+316L )坡口型式采用剥离复层的方法，纵缝在基层和过渡层焊接完成后，在三辊滚板机进行筒体矫圆后，纵缝外侧热影响区有肉眼可见的裂纹，而且大部分集中在筒体的两端。
3.2封头拼接焊缝冷成形加工时焊缝出现裂纹：某厂委托制造减压塔，其封头采用旋压成型，规格为直径3200m m，板厚12+3mm ，设计材质16M nR+405，胚料中由三块板拼接而成，其中2块弓形板，共2道拼接焊缝。将基层、过渡层、复层焊接完成后进行RT 检验和表面渗透检验，合格后进行旋压成型，成型后经复验发现焊缝两侧热影响区和封头靠近边缘处出现了较多的裂纹。
3.3焊后焊缝表面出现裂纹：在复合板设备的制造过程中，在基层和过渡层焊完后进行射线检验和渗透检验，对过渡层和复层表面渗透检验时常出现裂纹。
4.原因分析
从焊接的角度来说，主要有以下几个方面的影响因素:
4.1由于国内生产的复合钢板存在着复合层厚度不均匀的现象，有的局部不均匀性比较严重，达到1.5mm 以上的偏差，因此在加工坡口剥离复层时，易存在残余复合层的情况，在这种情况下，基层焊接时，残余的不锈钢将被熔化，致使焊缝中的合金元素增加，导致焊缝变得硬而脆，容易产生裂纹。
同时，在焊接基层时，应对复层表面加以保护，防止在焊接过程中基层焊接材料的飞溅物粘在复层上，对基层焊缝的高度也要严格控制，若基层焊缝过高，也将削减过渡层和复层焊缝的厚度，改变其焊缝
中合金元素的成分，也会有裂纹产生。
4.2基层与复层之间的过渡层的作用主要是为解决基层与复层直接焊在一起时，复层焊缝稀释的矛盾，因此焊接过渡层时，熔合比要控制好，过渡层的熔焊在基层处的厚度以1.5～2.5m m 为宜，复层处厚度以0.5～1.0mm 为宜，要按照工艺评定要求，用小线能量、反极性、快速焊、多层多道焊接，焊条
不允许做横向摆动，这样可避免基层金属对过渡层的稀释，减少马氏体组织的形成，防止裂纹的产生。
4.3碳钢、低合金钢与不锈钢焊接性能的差异：不锈钢复合板焊接时要考虑基层与复层焊接性能的差异，碳钢、低合金钢是钢材中焊接
性能较好的，只是在焊接线能量过大时，热影响区的晶粒过于粗大，从而降低冲击韧性。不锈钢一般情况下比较容易焊接，但由于其线膨胀系数大而导热率小，其焊接接头内有较大的残余应力，另外，在不锈钢熔化焊时，熔合线附近由于过热，大部分碳化物被熔解，当再次加热到500～800℃(或多层焊)时，容易沿晶界析出铬的碳化物，产生贫铬现象，由此引起晶间腐蚀和焊接接头易产生裂纹。
4.4物理性能的影响
复层钢材和基层钢材在物理性能上的差别也很大，常见的复层材质多为:0Cr18Ni9、316L ，常见的基层材质多为:Q235-B 、20R 、16M nR 、15CrM oR 等，一般情况下，不锈钢的导热率为碳钢的1/3，线膨胀系数也比碳钢大得多，随着温度的升高，膨胀量度的差值也相应地增加，由此可见两种材料物理性能的差异较大，复合板在基层、过渡层、复层的多层、多道焊接过程中，多次热循环会使得沿基层厚度方向上产生很大的残余应力，这种残余应力在复层表面上形成拉伸应力，造成了复合钢板焊接时复层表面易产生裂纹。
募捐箱
uwb人员定位
5.采取的措施
5.1对筒体矫圆前采用的制造工艺流程为：坡口加工→纵缝拼接→基层焊接→基层射线检验→堆焊过渡层→表面渗透检验→堆焊复层→检测→矫圆成型→检测，这样既可方便基层返修，又可防止过渡层漏检，还能保证复层的表面质量，所有焊接工作全部完成并将复层焊缝磨平后进行机械矫圆。
5.2封头拼接焊缝，焊接时要求用小规范电流，快速焊，以减少焊缝内应力，焊缝检验合格后，施压前根据不同的基层和复层组合的钢板，选用边加热边旋压的方法，以减少塑性变形时的应力急剧增加情况。
图1
5.3坡口建议采用下图1所示的坡口型式,A 适用于板厚(8～12)+3m m 的材质,B 适用于(12～24)+3mm 的材质，图1坡口型式弥补了常规坡口型式在焊接基层过程中，容易将熔敷金属熔化在复层上，从而造成复层焊缝根部的含碳量增加，脆性提高，容易产生(下转第3页)
不锈钢复合钢板的焊接缺陷及解决方法
石丽敏石晨辉
(石家庄市东方石油化工机械厂河北
石家庄
050000)
【摘要】复合钢板是一种由基层钢板和复层钢板复合而成的双层金属钢板。本文从不锈钢复合板的焊接性分析了焊接接头出现裂纹缺陷的原因，并且从加工顺序、焊接工艺、坡口形式等方面分析了原因，并提出了解决的办法。
【
关键词】不锈钢复合板；焊接缺陷；原因;
解决办法○科教前沿○36797
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议