A508与309L异种钢焊接接头性能分析

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三代核电核岛主设备蒸汽发生器关键焊接技术

三代核电核岛主设备蒸汽发生器关键焊接技术

三代核电核岛主设备蒸汽发生器关键焊接技术罗成【期刊名称】《金属加工:热加工》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】4页(P28-31)【作者】罗成【作者单位】上海电气核电设备有限公司【正文语种】中文1.概述目前在建的广东台山核电站建设采用三代核电技术,该堆型是欧洲第三代先进压水堆核电站,采用4个环路,单台发电能力为1 600MW,单机容量大,在经济性上极具竞争力,是现今国际上最先进的核电堆型之一。

台山核电站采用RCC—M 2007规范设计建造,技术要求高,制造难度大。

蒸汽发生器是反应堆最关键部件之一,在核电站运行过程中,一方面是反应堆内载热剂的热量传递到二回路,使水成为饱和蒸汽,从而推动汽轮机发电;另一方面起着将带放射性的一回路系统与不带放射性的二回路系统隔离的作用。

三代核电蒸汽发生器零部件多、材料种类多、焊接工艺评定多,除了一些成熟的工艺以外,产品焊接采用了多项新技术。

2.蒸汽发生器主要结构及设计参数三代核电蒸汽发生器总长度23 260mm,上部筒体直径为5 170mm,下部筒体直径为3 800mm,总重量达488t。

主要包括下封头、管板、下部筒体组件、过渡锥筒体、套筒组件、管束组件、上封头、上部筒体组件及汽水分离器等部件。

结构简图如图1所示。

图1 蒸汽发生器结构1.下封头 2.管板 3.下部筒体 4.U形传热管5.锥筒体 6.上部筒体 7.上封头8.蒸汽出口接管 9.干燥器 10.汽水分离器11.套筒 12.水室隔板 13.一次侧接管14.一次侧接管安全端蒸汽发生器是核电站核岛的核心设备,三代蒸汽发生器的型号为79/19 TE型。

下封头与管板相连组成水室,管板另一侧与二次侧壳体相连。

由于一次侧的载热剂具有放射性,为了保证一次侧水中具有较高的耐腐蚀稳定性,管板一次侧表面需堆焊Inconel 690镍基合金,下封头内表面需堆焊不锈钢。

接管与下封头一起整体锻造成形,每个接管都装焊有经锻制而成的奥氏体不锈钢安全端。

309S(0Cr23Ni13)不锈钢无缝管简介

309S(0Cr23Ni13)不锈钢无缝管简介

309S(0Cr23Ni13)不锈钢无缝管简介
309S对应的中国牌号是0Cr23Ni13,美标S30908(美国AISI,ASTM)特性及用途:耐腐蚀性、耐热性均比0Cr19Ni9好。

用途:炉用材料。

特性:可承受 980 ℃以下反复加热,具有较高的高温强度及抗氧化性、抗渗碳性能。

309S 是含有硫的易切削不锈钢,用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。

309L 是碳含量较低的309不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。

较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少,而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀(焊接侵蚀)。

类似产品名称:0Cr23Ni13(309S)、0Cr25Ni20(310S)、0-1Cr25Ni20Si2、0-1Cr20Ni14Si2、S30815(253MA)等;
产品用途:广泛应用于锅炉、能源(核电、火电、燃料电池)、工业炉、焚烧炉、加热炉、化工、石化等重要领域
(本文有西安华久钢铁有限公司孟经理整理发布,如有转载请注明出处)。

万能异种钢焊接焊条

万能异种钢焊接焊条
抗拉强度
屈服强度
HB
460MPa
422MPa
180
万能异种金属间焊接焊条
品牌型号
用途及性能
焊缝金属机械性能
万能210
M210是以锡磷青铜为焊芯的铜合金焊条,有良好的塑性、耐冲击性、耐磨性及耐腐蚀性能。既可用ā于高强度青铜合金的焊接及纯铜与黄铜的对接,又可用于耐磨耐腐蚀工件的堆焊。还可用于不同金属的对接(白色金属除外),如铜和铸铁、铜和不锈钢、铸铁和不锈钢等。常用于阀门、轴承、齿轮、螺旋浆、推进器叶片等的焊接,也可用于铸铁的焊补与堆焊(DC)。详细资料下载
万能88C
M88C低温钎焊焊丝,主要用于医疗,食品行业。
抗拉强度
焊接温度
硬度
180MPa
220
万能75F
M75F是一种用途全面的通用气焊青铜合金,流动性、浸润性极佳,常用来焊接铸铁,除锌之类的白色金属外,对所有的金属都有很好的焊接效果。
抗拉强度
焊接温度
硬度
461MPa
760-871
85-115
万能77F
品牌型号
用途及性能
焊缝金属机械性能
MG210
用于连接与装配的高强度合金。几乎可以焊接所有铸铁。双金属焊蕊可防止过热,软性电弧使高抗裂焊缝极易加工。特别适用于球墨铸铁、铸铁和钢的焊接。常用于较厚的铸铁。
抗拉强度
屈服强度
硬度
520MPa
430MPa
200
万能770
可焊接所有的铸铁,完全可以进行机械加工,具有超长的强度,延伸性能至少为镍型焊条的两倍,具有不平常的药皮,可使它与脏的铸铁结合牢固,具有高的抗裂性,能将钢与铸铁焊接在一起,可成功地用于焊接厚的和薄的铸铁,颜色与铸铁颜色大体相同。

压力容器制造过程中的异种钢焊接

压力容器制造过程中的异种钢焊接

-5-技术广场密性。

4结束语预应力砼连续箱梁是一种受力合理、施工精度要求很高的结构。

对箱梁施工过程的每一步进行控制,确保箱梁的线形,是该型桥梁施工的关键和难点,也是保证箱梁安全受力的先决条件,需给予高度重视。

经西塘河大桥主桥变截面预应力混凝土连续箱梁施工实践总结,得出分段对称平衡施工,施工中必须持续观测,并根据施工监测数据及时修正立模高度,才能保证线形控制要求。

参考文献[1]徐建凯,苏康.变截面预应力砼连续梁0#块的施工[J].2002,16(4).[2]刘民,孙红锦.分段现浇连续箱梁预应力施工技术[J].西部探矿工程,2001,5.[3]朱永武,李百坤.后张法预应力砼箱梁的预制施工[J].广东公路交通,2004,5.[4]陈勇.连续箱梁的砼及预应力施工控制[J].中南公路工程,2001,26(1).[5]周亚军.悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁线形的施工控制[J].西部探矿工程,2005,1.责任编辑:杨春沂在压力容器的制造过程中,常常会遇到异钟种钢的焊接问题。

而异种钢的焊接分为金相组织相同仅合金化程度不同的异种钢焊接和金相组织不同的异种钢的焊接两种情况。

在这里,只简略的谈一下金相组织相同仅合金化程度不同的异种钢的焊接。

以Q235普通碳素钢与16MnR低合金钢的焊接为例,简述如下。

在一般的普通碳素钢结构设计上,或在某些资料中,对异种钢的焊接,一般原则是:选择焊接(或焊前预热、焊后热处理)工艺:是根据异种钢中合金化程度较高的钢(同时也是焊接性较差的钢);选择填充材料:是选择焊缝金属强度不低于异种钢中强度较低的钢的金属作填充材料,其化学成分接近异种钢中合金成分较少的那一种钢。

而对Q235普通碳素钢与16MnR低合金钢的焊接,根据本人的理解、经验和试验,应根据构件的结构和受力情况,选择焊缝金属填充材料。

具体分析如下:1异种钢在焊接过程中化学成分的变化及对机械性能的影响:以图1为例,按上述原则,焊接材料选择T426,论述如下:电弧焊是利用电弧放电时产生的热量,来熔化母材金属和填充金属,在电弧的作用下,被熔化的母材金属和被熔化的填充金属在焊缝部位形成熔池,熔池内温度很高,冶金反应激烈,使金属化学成分发生变化。

异种钢焊接接头的焊缝熔深的控制

异种钢焊接接头的焊缝熔深的控制

异种钢焊接接头的焊缝熔深的控制摘要:文章主要介绍了利用不锈钢材料的特殊性能,采用熔化极气体保护焊焊接方法,制作轨道交通部件工作试件过程中,如何选用焊接参数,控制焊接接头的焊缝熔深,将不锈钢材料与碳钢材料焊接在一起,达到实现产品特殊功能、降低产品成本、检验焊工的工作技能和产品结构合理性的目的。

关键词:焊接材料;焊接参数;焊接工艺;焊缝熔深中图分类号:TG456在产品设计中,设计者往往会根据需要将不锈钢材料与碳钢材料焊接在一起,这样既实现了产品的某种特殊功能,同时也降低了产品成本。

譬如,在电力机车的主变压器油箱里,主变压器油箱体是采用Q345E钢板,而主变压器的安装座则采用了1Cr18Ni9Ti不锈钢板;又如,电力机车机械间的各种设备柜和机车前头的排障器的接地座均是采用0Cr18Ni9的棒材,而柜体则是Q235B钢板。

如今,在各个领域中,利用不锈钢材料具有耐腐蚀性能、力学性能(屈服强度、抗拉强度、蠕变强度、高温强度、低温强度等)、物理性能(密度、比热容、线膨胀系数、导热系数、电阻率、磁导率、弹性系数等)、工艺性能(成形性能、焊接性能、切削性能等)以及金相(相组成、组织结构等)等特点越来越受到广泛的应用。

近年来,轨道车辆的焊接逐步推行了德国DIN 6700标准、欧洲EN 15085标准的焊接体系,一些非标准的焊接接头必须通过工作试件的形式来认可焊工的技能或者结构的合理性,因而,制作该类工作试件是必不可少的。

在众多焊接方法中,熔化极气体保护焊(简称MAG焊)因其电流密度大,热量集中,熔敷率高,焊接速度快、容易引弧等特点而广泛应用于桥梁、建筑、车辆的结构钢、低合金钢的焊接生产中,同时还适合于机器人化焊接生产,远远优于手工电弧焊、钨极氩弧焊等焊接方法,电力机车的设备柜的接地座与柜体的焊接(如图1)就是采用了熔化极气体保护焊,根据焊接冶金成分和材料强度选择原则,该类接头应选用不锈钢焊丝作为焊接材料,牌号为ER309L,焊接气体则选用98%Ar+2%O2。

309L 焊接材料(09-2009)

309L 焊接材料(09-2009)

本技术协议适用于永兴特钢供应的制造焊条和焊丝用的不锈钢热轧线材。

1.尺寸、外形、重量
1.1 供焊接用的不锈钢线材尺寸规格在合同中注明。

1.2 直径允许偏差和不圆度应符合GB/T 14981-2004中的B级精度。

经供需双方协商在合同中注明,可按协商精度供货。

1.3 盘条的重量应不小于480公斤。

2.技术要求
2.1牌号及化学成分应符合下表规定。

根据用户要求,也可供其他牌号的焊
2.2 线材成品化学成份验证偏差应符合GB/T 222 的规定,如合同注明时,供方可进行成品化学成份分析。

2.3 交货状态
热轧后酸洗状态交货
2.4 表面质量
2.4.1线材表面不允许存在裂纹、折迭、耳子、结疤、翘皮、分层、氧化色和较严重的擦伤凹坑和麻点。

2.4.2线材表面的上述缺陷可清除,清除深度从实际尺寸算起不大于公称直径公差之半,清除的宽度和长度均不小于深度的5倍。

2.4.3线材表面允许有深度不超过0.15mm的个别擦伤、麻点、凹坑存在。

3.试验方法、检验规则、包装标志和质量证明书均按照GB/4356-2002 规定。

供方需方
永兴特种不锈钢股份有限公司山东腾达不锈钢制品有限公司。

A508Ⅲ钢的不锈钢带极堆焊工艺

A508Ⅲ钢的不锈钢带极堆焊工艺

金属铸锻焊技;嘲Casting・Forging.Welding2009年9月S≤0.015.P≤0.020,Crl9.5~20.5,Ni9.5-10.5,N≤0.04,B≤0.003.Cu≤0.02,Co≤0.05。

(5)堆焊层铁索体含量为5%一12%。

(6)堆焊层表面往下2mln处无晶间腐蚀倾向。

2不锈钢堆焊工艺(1)堆焊前对A508一III钢板堆焊面进行目视及着色检验。

不允许有任何表面有超标缺陷;表面清洁,确保表面无任何污物、油渍,并干燥。

(2)焊接方法:采用自动带板埋弧焊,第一层为过渡层,第二、三层为面层。

(3)焊接设备:堆焊采用ZPGT.1000平特性电源,MUI一1000一I机头,自制简易磁控焊带给送装置,双管道式焊剂给送装置。

(4)焊接操作:图1所示为带极埋弧堆焊工作简图,焊接工艺参数见表2。

焊接过程为全自动表2焊接工艺参数图1带极埋弧堆焊工作简图焊接层焊缝焊剂焊带尺寸/mm焊接电流/A焊接电压/V焊接速度/(cm・rain。

1)电极伸出长度/一搭接量/ram1D309LSHD.20230×0.5750~80024~279~1030~405~102、3D308LSHD一20230x0.5750~80024~279~1030~405~lO控制,焊接参数严格按照焊接工艺执行。

A508.ⅡI钢板预热到150℃后先堆焊过渡层.堆焊时钢板温度不低于100℃;过渡层堆焊完成之后。

进行着色探伤.检验堆焊层有无缺陷。

超标缺陷应进行返修,然后才能堆焊不锈层;不锈层堆焊时不进行预热,但应控制层间温度及道间温度不大于150℃,堆焊丁艺参数与过渡层相同。

(5)焊后热处理:堆焊完成后应立刻进行消氢处理,消氢处理工艺参数见表3;之后进行最终热处理,最终热处理工艺参数见表4。

3堆焊层检测根据对堆焊层要求.对堆焊层进行PT/UT、晶表3消氢处理工艺参数焊接层数后热温度(min)后热温度(max)后热保温时问(rain)l、2、3250℃400℃4h表4最终热处理工艺参数起始温度加热速度保温温度保温时间冷却速度冷却至,℃/(℃・h1),℃/h/(℃・h,1)/℃350≤100605~62529≤60300间腐蚀监测,结果合格。

Q345R和S30408异种钢焊接接头组织与性能分析

Q345R和S30408异种钢焊接接头组织与性能分析

Q345R和S30408异种钢焊接接头组织与性能分析辛伟;张艳;魏礼运【摘要】异种钢焊接在各工程领域中应用广泛,但由于异种钢在冶金相容性、物理和化学牲能方面差异较大,接头组织不均匀,力学性能较差,因此有必要研究其组织及性能.选用A302焊条,采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345R和S30408异种钢进行焊接,并进行焊后热处理,利用微观金相组织观察,冲击、弯曲及拉伸等力学测试分析焊接接头的组织和力学性能.实验结果表明:Q345R和S30408异种钢焊接接头具有优良的力学性能,抗拉强度达到569 MPa以上,-20℃低温平均冲击功达到48 J以上,材料最佳热处理温度为550℃.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)011【总页数】4页(P131-134)【关键词】Q345R;S30408;焊接接头;热处理【作者】辛伟;张艳;魏礼运【作者单位】江苏省特种设备安全监督检验研究院张家港分院,江苏张家港215600;江苏科技大学冶金与材料工程学院,江苏张家港215600;江苏科技大学冶金与材料工程学院,江苏张家港215600【正文语种】中文【中图分类】TG457.11异种金属焊接既能满足耐高温、耐腐蚀和耐磨损的要求[1],又能节约贵重金属,降低成本,减轻质量,因此异种钢焊接在航空航天、石油石化、电站锅炉、机械等领域应用越来越多[2]。

但由于异种钢在化学成分、冶金相容性、物理和化学性能方面存在较大差异[3],导致接头的化学成分、金相组织不均匀,易出现焊接裂纹等问题[4]。

针对S30408和Q345R异种钢焊接接头,选择合适的焊接方法和焊接材料,并进行焊后热处理,分析异种钢焊接接头的组织和力学性能。

试件母材选用S30408和Q345钢板各一块,钢板尺寸650mm×110mm×38mm,加工成X型坡口,如图1所示;焊接材料选用奥氏体不锈钢焊条A302,焊条直径4mm,母材和焊材的化学成分如表1所示。

带极埋弧堆焊EQ309L的焊接工艺和接头性能

带极埋弧堆焊EQ309L的焊接工艺和接头性能
b o v e l n e a s u r e s e i l s u r e t h a t t h e r e s u l t s o f n o n d e s t uc r t i v e e x a mi n a t i o n b e n d i l l g,c he mi c a l c o nq  ̄ o s i t i o n t e s t s,ha r d .
t h e p l a s t i c i t y a l l d d u c t i l i t y o f s u f r a c i n g o u e l a y e r E Q 3 0 9 L s t r i p e l e c t r o d e u s i n g t i l e S A W m e e t t h e r e q u i r e me n t s ,

1 l e S S t e s t s,me t a l l o g r a p hi c e x a mi n a t i o l 1 a n d i n t e r g r a n u l a r c o r r o s i o n t e s t a r e q ua l i ie f d.Th e t e s t r e s u l t s S h O W t h a t
摘要 : 为了研 究堆焊单 一 E 3 0 9 I 熔 敷 金属 的焊接 工 艺 和接 头 性 能 , 采用 埋 弧 焊 ( S A W) 在1 4 C r l M o R基 体 上 堆焊 一层
E Q 3 0 9 L焊 带 , 焊 接 过 程 中 严 格 控 制 焊 接 热 输 入 和 采 用 有 效 的消 应 力 退 火 热 处 理 制 度 , 保 证 堆 焊 层 顺 利 通 过 无 损 检 测 以 及

Q345R和S30408异种钢焊接接头组织与性能分析

Q345R和S30408异种钢焊接接头组织与性能分析
佳 热处Q 3 4 5 R ; ¥ 3 0 4 0 8 ; 焊接接 头; 热处理
中图分类号 : T G 4 5 7 . 1 1
文献标志码 : A
文章编号 : 1 0 0 1 — 2 3 0 3 ( 2 0 1 6 ) 1 1 - 0 1 3 1 — 0 4
O 3 4 5 R和 ¥3 0 4 0 8 异 种 钢 焊 接 接 头 组 织 与 性 能 分 析
辛 伟 , 张 艳 , 魏 礼 运
( 1 . 江 苏 省特 种 设 备 安 全 监 督 检 验 研 究 院 张 家港 分 院 。 江 苏 张 家港 2 l 5 6 0 0 : 2 . 江 苏科技 大 学 冶金与材料工程 学院, 江苏 张家港 2 1 5 6 0 0 )
T e c h n o l o g y , Z h a n g j i a g a n g 2 1 5 6 0 0 , C h i n a )
Ab s t r a c t : D i s s i mi l a r s t e e l w e h l i n g i s w i d e l y u s e d i n v a r i o u s e n g i n e e r i n g i f e l d s . H o w e v e r , d u e t o t h e d i f f e r e n c e s i n m e t a l l u r g i c a l
p r o p e r t i e s a r e p o o r . I t i s n e c e s s a r y t o c a r r y o u t r e s e a r c h o n i t s o r g a n i z a t i o n a n d p e r f o r m a n c e . I n t h i s p a p e r , w e l d i n g o f Q 3 4 5 R a n d

A508309L异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂研究的开题报告

A508309L异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂研究的开题报告

A508309L异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂研究的开题报告题目:A508309L异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂研究一、研究背景随着工业的不断发展,焊接技术在工程领域中得到了广泛应用。

在焊接过程中,经常会使用异种钢焊接接头,这种接头由于不同材料之间的热膨胀系数不同,容易产生应力集中。

当环境中存在一定的腐蚀性介质时,就会加速接头的应力腐蚀开裂(SCC)的发生。

因此,对异种钢焊接接头进行应力腐蚀开裂研究具有重要的理论及工程意义。

二、研究目的本研究旨在通过实验及计算模拟的方法,探究A508309L异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂机理,为设计合理的异种钢焊接接头提供理论依据及工程指导。

三、研究内容及方法1. 搜集A508309L异种钢焊接接头的相关文献,分析其物理性质及化学成分。

2. 通过扫描电镜等方法,对自然腐蚀及人工诱导腐蚀下焊接接头的微观结构进行观察及分析。

3. 建立A508309L异种钢焊接接头的力学模型,应用有限元分析软件对接头的应力集中情况进行计算分析。

4. 基于实验、模拟分析,探讨异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂机理。

5. 提出改进异种钢焊接接头的方案并进行实验验证。

四、研究意义1. 对异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂机理有深入的认识,为进一步探究异种钢焊接接头的腐蚀行为及改进接头结构提供理论支持。

2. 为设计更加合理的异种钢焊接接头提供工程指导。

3. 对提高钢结构的耐腐蚀性及延长其使用寿命具有重要的工程应用价值。

五、预期成果1. 对A508309L异种钢焊接接头的应力腐蚀开裂机理进行分析,提出相应改进方案。

2. 通过实验验证,探讨改进方案的可行性及有效性。

3. 发表相关论文1-2篇。

常用异种钢焊接选用的焊接材料

常用异种钢焊接选用的焊接材料
20MnMoNb、07MnMoVR
E4315
E5015
(GB/T5118)
J427
J507
H08Mn2SiA
H10MnSi
(GB/T14957)
H08MnA
(GB/T14957)
HJ401—H08A
(GB/T5293)
HJ431
H08Mn2SiA
(GB/T14958)
Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与12CrMo、12CrMoG、15CrMo、15CrMoG、15CrMoR、14Cr1Mo、14Cr1MoR、12Cr1MoV、12Cr1MoVG
1Cr18Ni9Ti、00Cr19Ni10(304L)
E309—16
(GB/T983)
A302
H1Cr24Ni13
E310—16
E310—15
(GB/T983)
A402
A407
H1Cr26Ni21
1Cr5Mo与0Cr18Ni9(304)、0Cr18Ni10Ti(321)、
1Cr18Ni9Ti、00Cr19Ni10(304L)
H08Mn2SiA
(GB/T14958)
15MnVR、15MnNbR、20MnMo与13MnNiMoNbR、18MnMoNbR、20MnMoNb、07MnMoVR
E5015
(GB/T5118)
J507
H08Mn2SiA
(GB/T14957)
H10Mn2
H10MnSi
(GB/T14957)
HJ401—H08A
07MnNiCrMoVDR、10Ni3MoVD
E4315
J427
H10MnSi

焊后热处理对309L不锈钢焊缝金属性能的影响

焊后热处理对309L不锈钢焊缝金属性能的影响

焊后热处理对309L不锈钢焊缝金属性能的影响顾佳磊;张文杨;丁阳【摘要】研究焊后热处理(PWHT)对309L焊缝金属的力学性能及显微组织的影响.结果表明,焊后热处理的保温时间对309L焊缝金属的力学性能影响很大,特别是韧性和延性;随着焊后热处理的保温时间的增加,其显微组织中的σ相含量逐渐增加,铁素体的含量逐渐减少;本试验条件下,焊后热处理保温时间在24 h之内时,对309L 熔敷金属的断后伸长率没有明显的影响.%The effects of post-weld heat treatment(PWHT) on the mechanical properties and microstructure in 309L weld metals were studied.The results show that:The heat preservation time of PWHT has great influence on the mechanical properties of 309L weld metals,especially for toughness and ductility;The conte nt of σ phase in the microstructure increases with the increasing of the heat preservation time after heat treatment;Under this experiment condition,PWHT within 24 hours has no obvious effect on the elongation of the tensile test in 309L weld metals.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2017(034)007【总页数】6页(P5-10)【关键词】309L焊缝金属;焊后热处理;σ相【作者】顾佳磊;张文杨;丁阳【作者单位】上海电气核电设备有限公司,上海201306;上海核电装备焊接及检测工程技术研究中心,上海201306;上海电气核电设备有限公司,上海201306;上海核电装备焊接及检测工程技术研究中心,上海201306;上海电气核电设备有限公司,上海201306;上海核电装备焊接及检测工程技术研究中心,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TH49;TH142;TG113.26309L焊材是一种低碳奥氏体型不锈钢焊材,在核电领域应用广泛,主要用于蒸汽发生器、压力容器、稳压器、堆芯补水箱等核岛主设备的筒体内壁、接管内壁、下封头内壁和顶盖内壁不锈钢耐蚀层中过渡层的堆焊。

FCAW堆焊E309LMoT1-4的焊接工艺和接头性能研究

FCAW堆焊E309LMoT1-4的焊接工艺和接头性能研究

FCAW堆焊E309LMoT1-4的焊接工艺和接头性能研究刁旺战;马鸣;刘海;欧海燕【摘要】为了研究堆焊单一E309L M o T1-4熔敷金属的焊接工艺和接头性能,采用药芯焊丝气体保护焊(F C A W)在14C r1M o R基体上堆焊双层E309L M oT1-4焊丝,焊接过程中严格控制焊接热输入和采用有效的消应力退火热处理制度,保证堆焊层顺利通过无损检测、无损检测、力学性能和金相组织分析等理化性能检测.试验结果表明:采用药芯焊丝气体保护焊(F C A W)堆焊双层E309L M o T1-4焊丝时堆焊层的塑韧性能满足要求,但铁素体数量超过12,适合用在对耐蚀性要求不高的容器产品中.【期刊名称】《金属加工:热加工》【年(卷),期】2016(000)022【总页数】3页(P47-49)【关键词】药芯焊丝气保焊;堆焊;接头性能【作者】刁旺战;马鸣;刘海;欧海燕【作者单位】哈尔滨锅炉厂有限责任公司;哈尔滨锅炉厂有限责任公司;哈尔滨锅炉厂有限责任公司;哈尔滨锅炉厂有限责任公司【正文语种】中文目前,在很多石化容器、核能设备等厚壁压力容器设计时,往往综合考虑高温、高压、腐蚀性介质以及控制成本等影响因素,要求在容器内壁堆焊不锈钢复层。

根据腐蚀介质的工作温度和腐蚀特性以及抗裂因素,常见的不锈钢复层搭配有309L/308L、309L/316L和309L/347,其中堆焊首层309L(有的时候也用309LMo)主要是为了在基体与面层之间形成高韧性的过渡层,防止表面裂纹向母材扩展,同时为了补偿由于基材稀释所引起的合金元素(铬、镍)降低,使复层焊缝的合金成分保持应有的水平。

而面层308L、316L和347主要是起到防止腐蚀的作用。

而某石化容器产品的设计仅要求在14Cr1MoR的壳体内表面堆焊厚度≥3mm的309L堆焊层,这种设计要求在以往的容器产品中十分罕见。

对于接管及弯头等某些受尺寸和结构限制的部件,其内壁堆焊时往往无法采用带极埋弧焊施焊,而采用焊条电弧焊堆焊又存在效率低、连续性差的缺点,而药芯焊丝气保焊(FCAW)因其具有熔敷效率高、脱渣性能良好、飞溅小等优点而获得广泛的应用。

3098.1紧固件机械性能

3098.1紧固件机械性能

前言本标准等同采用国际标准第部分螺紧固件机械性能紧固件机械性能螺母粗牙螺纹紧固件机械性能紧定螺钉紧固件机械性能螺母细牙螺纹紧固件机械性能自攻螺钉紧固件机械性能紧固件机械性能自挤螺钉紧固件机械性能耐热用螺纹连接副紧固件机械性能有效力矩型钢六角锁紧螺母紧固件机械性能紧固件机械性能自钻自攻螺钉紧固件机械性能螺母锥形保证载荷试验紧固件机械性能螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径紧固件机械性能螺母扩孔试验紧固件机械性能不锈钢螺母紧固件机械性能不锈钢紧定螺钉紧固件机械性能检查氢脆用预载荷试验平行支承面法对螺柱的实物拉力试验与保证载荷试验未规定拧入机体端的予以规条和未规定方颈及带榫螺栓头部坚固性试验予以规未规定左旋螺纹的螺柱标志本标准予以规本标准是的修订仅规定在环境温度为紧固件在较高或较低温度物理性能可明确指出因头部几何尺寸造成头部剪切面积小于螺纹的应力截面积的紧固件可能达不到抗拉和扭矩的和圆柱明确本标准未规定耐剪切应力和耐疲劳的规对低碳硼合金钢规定了锰的中角注对用于级和级的合金钢规定了合金元素的中角注规定级的表面不允许有白色中角注用于级的合金钢给出的化学成分和回火温度尚在调查研究中角注破坏扭矩面等性能指标并调整部分硬度指中验收用试验调整为用或长度用长度取消并且长可采用最低硬度试验代替拉力试规定调整了进行头部坚固性试验的规中角注规不是必须进行的仅适用于有争议时的仲裁中角注物进行拉力试验与保证载荷试验时承受拉力载荷又未旋合的螺纹长度改为一倍规定度与理论的抗拉强能没有直接的载试验不适用于沉头条和明确规定和十字槽螺钉不使用标规定经销者使用了自己的识别标志视为制造者的识别标对小或受头部形状限制的定可符号标志性能等对头和六角花形头兰面有性能等级的产品标志是强规定螺柱应在无螺纹杆部标规定所有规格的所有包装上标志制造者的商标或识别标志和性能等级是强附录中增加了指导使用的文字说本标准自实本标准的附录是提示的本标准由国家机械工业局提本标准由全国紧固件标准化技术委员会归本标准由机械科学研究院负责西安标准件总海高强度螺栓海市紧固件和焊接材料技标准件工业集团公标准件海金马高强紧固件有限公司和深圳航空标准件有限公司参加起本标准由全国紧固件标准化技术委员会秘书处负前言化一个世界性的各国国家标准团成员团联合国际标准的制定工作通常是通过各个技术委员会进每个成员团体如对某一技术委员会所进行的项目感兴趣可参加该与有关的政府的和非政府的国际组织也可参加此项工与国际电电工标准化方面有着密切的联经技术委员会采纳的国际标准发给所有成员团体进行投票表正式出版需要至少成员团体投票赞国际标准由紧固件技术委员会紧固件机械性能分委员会第三版对第行了删改与技术性总名称为第部分第部分规定保证载荷值的螺母粗牙螺纹第部分紧定螺钉及类似的不受拉应力的螺纹紧固件第部分规定保证载荷值的螺母细牙螺纹第部分螺栓与螺钉的扭矩试验和最小扭矩公称直径本标准的附录是提示的中华人民共和国国家标准紧固件机械性能螺钉和螺柱代替国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定了由碳钢或为件下进行试验时该环境温度条件下判定为符合本标准的下机械和物理性能可附录的供了高温条件下定非比例伸长应示在低于该环境温度性能尤其是冲击韧性可能发生变用者应予注某些其头部几何尺寸造成头部剪切面积小于螺纹应力截面积可能达不到本标准关于抗拉或扭矩的和圆柱本标准适粗牙螺纹符合规定的普通螺纹符合规定的直径与螺距组符合规定的基本尺寸符合规定的公差与配合由碳钢或本标准不适用于紧定螺钉及类似的不受拉本标准未规定以下性能要求可焊耐腐蚀工作级为耐剪切应耐疲劳注大于本章规定的极限规要能符合性能等级的所有要求则可以使用本标准的标记制度引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条本标准出版版本均所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可普通螺纹基本牙型普通螺纹直径与螺距系普通螺纹基本普通螺纹公差与配金属拉伸试验方金属夏比缺口冲击试验方和金属洛氏硬度试验方法金属布氏硬度试验方法紧固件机械性能螺母紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能螺栓与螺钉的扭矩试验和破坏扭矩公称直径金属维氏硬度试验第部分试验方紧固件螺栓和螺钉通紧固件表面缺陷一般紧固件表面缺陷特殊标记制度级的标记制度如表横坐标表示公称抗拉强度值而纵坐标表示最小断后伸长率性能等级的标记两部分数字组成第一部分数字表示公称抗拉强度的和第二部分数字表示公称公称规定非比例伸长应抗拉强强这两部分数字的乘积为公称屈服点的最小定非比例伸长应最小抗拉强于或大于其公称材料表规定了各性能等级的钢种和回火材料的化学成分应符合有关材料标准的规机械或物理性能在环境温度下按第章规定的方法进行试验应符合表规定的机械或物理性机械和物理性能的试验项目用第章规定的方按表和表规定的类或类项目进行机械和物理无论选择哪类试验均应符合表规定的全部类项目应尽量对拉力载荷小于或不适用类项目的产品必须类项目适用于机械加工试件和螺杆上无螺纹部分的截面积小于螺纹的应力截面积表坐标表示的标记制度表材料表物理性能表试验项目引面强度表验收用类和类试验项目程序适用于机械性能而不适用于化学类方法力试验度试验力试验力试验力试验力试验冲击试验碳试验再回火试验缺陷试验拉力试验和不能拉力试验或扭矩试验的的影响行试验争议以维氏硬度螺钉和螺柱力试验的螺栓和螺钉头型的螺栓和螺钉不进行的螺栓螺钉和螺柱太短允许进楔负载试验的螺栓和螺钉的仲裁最小拉力载荷和保证载荷最小拉力载荷和保证载荷按表规表最小拉力载荷粗牙螺纹表保证载荷粗牙螺纹表最小拉力载荷细牙螺纹表保证载荷细牙螺纹表试验方法机械加工试件的拉力试验按图及对机械加工试件进行拉力试验检验以下性能抗拉强度屈服点或规定非比例伸长应力断后伸长率断面收缩率如果由于螺栓长度较短而不能确定断后伸长率时则断面收缩率应按进行测对经热处理当加工试件时其杆部直径的减小量不应超过试件原有直径的面积约为对和成进行实物拉小螺纹长测量长度用于确定断后伸用于确定断面收缩率线部分的长长终测量长度力试验前的横截面的横截面圆角半图拉力试验的机械加工试件物拉力试验物应进行与机械加工同的拉力试验以确定其抗拉强应按螺纹的应力截面积计算抗拉强度式中中径的基本小径的基本螺纹原始三角形原始三角形周率物拉力试验的载荷在表物进行试验受拉力载荷又未旋合的螺纹长度应大于等于一倍螺纹直径对螺柱的拧入机体端应拧紧在专用夹具当试验拉力达到表或表规定的拉力载荷得断裂载荷大于该值直至拉断断裂应发生在杆部或未旋合的螺纹长度不应发生在头与杆的交接为避免试件承受横向试验机的夹头应能自动定试验时夹头的移动速度不应超过扭矩试验扭矩试验见该试验适用于于长度太短而不能实施拉力试验的螺栓和螺钉硬度试验常规检查在去除试件的镀层或其他涂层并经适当处理后进硬度应在头末端或杆部进行测对所有性能等果超出最高硬应在距末端一个螺纹直径的截面半径处再次进行试验其硬度值不得超过最高硬验收时如有争议应以维氏硬度为仲裁表面硬度应在末端或六角平面上测为保证测定的准确及保持材料表层的原始部位应经过研磨或表面硬度应以维氏硬度试验为仲裁的表面硬度值应与同样试件的芯部硬度值进行比确定其实际的对照允许表面硬度高于芯部硬差值最大为个维氏硬度则表示已渗为判断或螺柱表面渗碳情况应以级芯部硬度与表面硬度的差值为硬度与理论的抗拉强度可能没有直接的大硬度值的确考虑理论的最大抗拉强度外还需考虑其他脆注应当注意区分硬度的增加是由于渗碳还是热处理或表面冷作硬化而引起的维氏硬度试验维氏硬度试验按规布氏硬度试验布氏硬度试验按规洛氏硬度试验洛氏硬度试验按规物的保证载荷试验保证载荷试验由两个主要程序组施加一个规测量由保证载荷引起的永久伸长按表或表给出的保证载荷在拉力试验机上对试件施加轴向保持承受载荷又未旋合的螺纹长度应为一倍对全螺纹试件承受载荷又未旋合的螺纹长度应接近实际的一倍对螺柱进行试验时应将拧入机等长双头螺柱的任一紧在专用夹具为测量永久伸长每端应进行适当加图施加保证载荷将试件装入带球面测头的台架式测应使用手套或钳子使测量误差减少为符合保证载荷试验要求施加载荷后螺钉或螺柱的长度应与加载前的相其误差允许的测量误为避免试件承受横向试验机的夹头应能自动定试验时夹头的移动速度不应超过受某些不确定因素如直线度和螺纹对中大测量误影响第一次施加保证载荷时可能导致紧固件产生明显的伸在这种情况下可使用比规定值增大进行第二次保证载荷试如果施加这种载荷后与加载前的长度相差以应认为符合测头与紧固件末端的中心孔应为球对中等装配系列的规图对紧固件实物施加保证载荷试验物的楔负载试验楔负载试验不适用于沉头使用图的楔垫按的规定进行拉从螺栓和螺钉的螺纹收尾到夹具的螺母支承面的最小距离为一倍符合表和表并经淬硬的楔垫应置于螺栓或螺钉头拉力试验应持续到发生断裂应在杆部或未旋合的螺纹长度不应发生在头部和头杆交接进行楔负载试验的过程中螺栓或螺钉试件断裂前应能达到相应性能等级规定的最小拉全螺纹的螺栓或断裂自未旋合的螺纹部分起始即使在拉断前已延伸或扩展到头下圆角或头部仍应视为符合本试验级产品楔垫圆角按下式计算式中下圆角半下圆角半径的最大值渡圆螺纹杆对中等装配系规定硬度圆角或图物楔负载试验表楔负载试验用孔径表楔垫尺寸头部支承面直径超过通过楔负载试验要求的将头部加工到并按表规定的楔垫再次进此头部支承面直径超过的产品可将楔垫角小为机械加工试件的冲击试验冲击试验按规试件应沿螺杆纵向尽量靠近或螺柱的表面并按图规定的缺口深度为的标准夏比型缺口冲击试样截试件无刻槽的一边应靠近螺杆表仅对螺纹直径的产品进行该项对度太短而不能进行楔负载试验的螺栓和螺钉实物的头部坚固性试验头部坚固性试验按图和表的规用锤打击数次使螺栓或螺钉的头部弯曲角在头杆部过渡圆大倍用目测得发现任何裂全螺纹的螺栓或使在第一扣螺纹上出现裂要头部未完全断掉仍应视为符合本试验注表试验板厚图头部紧固性试验表角数值脱碳试验表面碳势评定用适当的测量方条或螺纹纵向截面上进确定基体金属区的全脱碳层的深否在规定的极限的最大值和的最小值均应符合表规脱碳完全脱碳径体金属大实体条件下外螺纹的牙型高度图脱碳层分布图定义基体金属硬度恰好在显示渗碳或脱碳造成的硬度增加或减少之前最接近表面的硬试时沿芯部向外径横脱碳通常指黑色金属面碳的不完全脱碳由于碳的损耗已使回火马氏体轻度变色且硬度明显地比相邻基体硬度低的脱全脱碳由于碳全部损耗在金相检查中只能看到铁素体组织的脱增碳使基体金属表面增加碳含量的测量方法金相法本方法可同时测定值和对已完成热处理工序或螺柱从距离末端约半个位沿螺纹中心线截取一纵向截为进行研磨和抛光可将试件安装在夹具中或最好嵌入塑料安装后对表面进行研磨和抛光直到可进行金相入硝酸乙醇腐蚀缩硝酸与乙醇混合显示由于脱碳而造成的金相结构的变除非与用户另有协则应放大倍进如果显微镜带有毛玻璃屏则可藉助刻度直接测量脱碳的程如用目镜测应使用带十字准线或刻度硬度完全脱碳的仲裁方硬度测量方法仅适用于螺距在图所示的个点上测定维氏硬值按表规采用载荷应为量径线图脱碳层试验的硬度测量法表和的数值第点的硬度应在螺纹中径线上并在测定第点和第点硬度相邻的牙上进行测第点的维氏硬度值应等于或大于第点硬度值减去个维氏硬度单此时未脱碳层的高度应符合表的规第点的维氏硬度值应等于或小于第点硬度值加上个维氏硬度单高于个维氏硬度单位表示已渗不允许全脱碳层达到表规定的最大值则不能采用硬度注应当注意区分硬度的增加是由于渗碳还是热处理或表面冷作硬化而引起的再回火试验测定同一或螺柱试件上再回火试验三点硬平均值之差不应大于个维氏硬度再回火温度应比表规定的最低回火温度低保温表面缺陷检查表面缺陷检查见或进行类试验项目的试件应在机械加工前进行表面缺陷标志按本标准要求根据条的规定进行标只有符合本标准的所有技术要求紧固件产品才能按第章的标记制度进行标志除非在产品标准中另有规则头部顶面的凸字标志高度不应包括在头部高度尺寸范围开槽和十字槽使用标制造者的识别标志在要求标志性能等级的所有者的识别标志应在整个制造过程中显不要求标志性能等级的推荐标志制造者的识别标经销者使用了自己的识别标志的紧固件应视为制造者的识别标性能等级的标志性能等级的标志代号见表表标志代号对小或头部形状不允许按表的规定标志时可按表给出符号标志性能等表性能等级位置参照标志应标志制造者的识别标志或者标志一个圆点长划线或两个长划线标志对级用一个圆点标志识别六角头和六角花形头螺栓和螺钉六角头和六角花形头螺栓和螺钉包括法兰面产品应标志制造者的识别标志和表给出的性能等级标志代号对所有性能等级的产品标志是强制性的并最好在头部顶面用凸字或凹字标志或在头部侧面用凹字标对带法兰面的螺栓或螺钉应在法兰上标志因其制造工艺不允许在头部顶面标志对公称直径的六角和六角花形头螺栓和螺钉要求标志制造者的识别标志性能等图六角和六角花形头螺栓和螺钉标志示例内六角和内六角花形圆柱头螺钉内六角和内六角花形圆柱头螺钉应标志制造者的识别标志和表给出的性能等级的标志对性能等级为及其以上的志是强好在头部顶面用凸字或凹字标志或在头部侧面用凹字标对公称直径的内六角和内六角花形圆柱头螺钉要求标制造者的识别标志性能等图内六角圆柱头螺钉标志示例圆头方颈螺栓圆头方颈螺栓应标志制造者的识别标志和表给出的性能等级的标志对性能等级为及其以上的志是强部顶面用凸字或凹字标对公称直径的圆头方颈螺栓要求标制造者的识别标志性能等图圆头方颈螺栓标志示例螺柱螺柱应标志制造者的识别标志和表给出的性能等级的标志对公称直径级为及其以上的产品要求标螺柱无螺纹杆部用凹字标如在无螺纹杆部不可能标在螺柱拧入螺母端允许仅标志性能等对过盈配合的螺柱应在拧入螺母端只标志制造者的识别标有可能制造者的识别标志图螺柱标志示例允许采用表给出的性能等级的标志表可选用的螺柱标志代号其他类型的螺栓和螺钉根据有关协议本章以上规定的标志制度也可用于其他类型的螺栓和螺钉以及专左旋螺纹的标志左旋螺纹的螺栓螺钉和螺柱应按图规定的符号进行标志螺栓和螺钉在头部顶面或末端标志螺柱应在拧入螺母端标图可选用的左旋螺纹的标志对公称直径螺钉和螺柱要求标志六角头螺栓和螺钉亦可选用图规定的左旋螺纹的标图可选用的左旋螺纹的标志标志的选择在条中规定允许选用的或非强制性的标由制造者选包装标识所有规格的所有包装上标志制造者的商标或识别标志和性能等级是强附录的高温下的屈服点或规定非比例伸长应力表仅是指导从经验得到的屈服点或规定非比例伸长应力降低情况的近似表这些数据不能作为试验技术表高温下的屈服点或规定非比例伸长应力在持续高温服役条件下可能造成明显的应力役的典型条于屈服应力的降低将使初始夹紧载荷的减少超过其。

er309遵循标准

er309遵循标准

ER309是一种常用的不锈钢电极,广泛应用于焊接工艺中。

它遵循一系列标准,确保焊接质量和可靠性。

本文将介绍ER309的标准要求以及其在焊接工艺中的应用。

首先,ER309的标准要求包括化学成分、机械性能和焊接性能。

化学成分方面,ER309要求含有一定比例的铬、镍和钼等元素,以提高其耐腐蚀性和抗氧化性。

机械性能方面,ER309要求具有一定的屈服强度、抗拉强度和延伸率,以确保焊接接头的强度和可靠性。

焊接性能方面,ER309要求具有良好的热稳定性、耐热裂纹性和抗气孔性,以适应各种焊接条件。

其次,ER309在焊接工艺中有着广泛的应用。

它主要用于焊接不锈钢与碳钢之间的接头,以及不锈钢与低合金钢之间的接头。

ER309的焊接接头具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性和机械性能,能够满足工程要求。

此外,ER309还常用于焊接高温设备、热交换器和化工容器等应用场景,以提高其耐高温和耐腐蚀性能。

为了保证焊接质量,使用ER309时需要遵循一系列的操作规程。

首先,选择合适的焊接电流和电压,以确保焊接过程中的热输入和热控制。

其次,正确选择焊接材料和辅助材料,以保证焊接接头的化学成分和机械性能。

此外,还需要进行预热和后热处理,以降低焊接接头的应力和提高其耐腐蚀性能。

最后,进行焊接后的检测和评估,以确保焊接接头的质量符合标准要求。

综上所述,ER309作为一种常用的不锈钢电极,在焊接工艺中有着重要的应用。

它遵循一系列标准要求,以确保焊接质量和可靠性。

使用ER309时,需要遵循相应的操作规程,以保证焊接接头的质量和性能。

通过正确的选择和使用,ER309能够满足各种焊接需求,并在工程领域中发挥重要作用。

er309焊丝标准

er309焊丝标准

er309焊丝标准ER309焊丝是一种不锈钢焊丝,通常用于对不锈钢进行焊接。

它具有良好的耐腐蚀性能和机械性能,因此在船舶、化工、食品加工等行业得到广泛应用。

ER309焊丝的标准对于保证焊接质量和安全非常重要,下面将对ER309焊丝的标准进行介绍。

首先,ER309焊丝的标准应符合国家标准和行业标准。

国家标准是对焊接材料的质量、性能、规格等方面进行规定的标准,而行业标准则是在国家标准的基础上,根据特定行业的需求和实际情况进行制定的标准。

ER309焊丝的标准应当符合这些标准的要求,以确保焊接质量和安全。

其次,ER309焊丝的标准应包括化学成分、机械性能、焊接性能等方面的要求。

化学成分是指焊丝中各种元素的含量,包括铬、镍、钼等元素的含量要求,这直接影响到焊接后不锈钢的耐腐蚀性能。

机械性能是指焊丝在拉伸、弯曲等力学性能方面的要求,这直接关系到焊接接头的强度和韧性。

焊接性能是指焊丝在焊接过程中的熔滴过渡性、抗裂性等性能要求,这直接关系到焊接工艺的稳定性和焊接质量。

另外,ER309焊丝的标准还应包括规格、包装、标识等方面的要求。

规格是指焊丝的直径、长度等尺寸方面的要求,这直接关系到焊接工艺的选择和操作。

包装是指焊丝的包装方式和包装质量要求,这直接关系到焊丝的贮存和运输。

标识是指焊丝上应标注的信息,包括生产厂家、牌号、生产日期等,这直接关系到焊丝的追溯和使用。

总之,ER309焊丝的标准对于保证焊接质量和安全至关重要。

只有严格按照标准要求进行生产、质检和使用,才能确保焊接质量和安全。

因此,对于生产厂家和使用单位来说,都应当重视ER309焊丝的标准,确保其符合要求,以保证不锈钢焊接的质量和安全。

液化天然气项目低温碳钢与304不锈钢管线相连的异种钢焊接工艺

液化天然气项目低温碳钢与304不锈钢管线相连的异种钢焊接工艺

液化天然气项目低温碳钢与304不锈钢管线相连的异种钢焊接工艺发布时间:2021-10-25T01:27:42.987Z 来源:《城镇建设》2021年6月16期作者:侯宇徐光耀何雷唐仰彬肖建军[导读] 北美大型LNG项目涉及到一部分管线异种钢焊接,对应异种钢材质为低温碳钢ASTM A333 Grade 6与304不锈钢侯宇徐光耀何雷唐仰彬肖建军海洋石油工程(青岛)有限公司山东青岛 266520摘要:某北美大型LNG项目涉及到一部分管线异种钢焊接,对应异种钢材质为低温碳钢ASTM A333 Grade 6与304不锈钢,焊接工艺和焊工资质执行ASME IX和ASME B31.3以及壳牌企业标准。

针对项目的实际情况,分别设计了包含焊后热处理和非焊后热处理条件下的异种钢焊接工艺,在经过各方面的焊工艺条件设计之后开展了异种钢焊接工艺评定,最终获得了熔合良好的焊接接头,各方面综合的理化性能满足标准的相关要求,获得了符合项目要求的异种钢焊接工艺。

关键词:低温碳钢;304不锈钢;异种钢焊接;焊接工艺;综合的理化性能;一背景304不锈钢由于具有较高的强度,在低温条件下优异的韧性以及良好的焊接性,常用于LNG模块的低温服役管线。

某北美大型LNG项目设计图纸中出现了一部分304不锈钢管线与ASTM A333 Grade 6低温碳钢管线相连的异种钢焊接工作。

经过梳理相关标准要求,确定了以壁厚20mm为界限,分别开发包含焊后热处理的焊接工艺和无焊后热处理的焊接工艺。

为了保证焊接接头的性能,焊接工艺参数和施工顺序、焊后热处理等方面均经过了精心控制,在焊接工程师和焊接技师的共同努力下,焊接工艺评定阶段所获得的焊接接头满足相关标准的要求,获得了合格的异种钢焊接工艺。

二焊接工艺设计根据项目的设计意图和异种钢管线连接处两侧母材的材质,对这种类型的异种钢接头而言,力学强度匹配不是主要因素,应该以保证焊接接头的金相组织为优先考虑,因此选择合适的焊接材料和焊后热处理工艺对保证焊接接头的组织以及综合的理化性能十分关键。

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异种金属焊接在世界上广泛应 用在压水堆核电站中。
奥氏体不锈钢 和镍基合金以 高耐蚀性等优 点用于制造管 道、控制棒驱 动机构和仪表 管等。
低合金钢以强 度高、价格低 廉等优点用于 制造反应堆压 力容器、蒸汽 发生器的壳体 和加压器等。
意 义

第1章 绪论
合金钢/不锈钢异种钢焊接的应用
第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究 实验结果
Cl (pp m) ) 0.1 200 10 100 0.1 250 10 100 0.1 300 10 100
温度 (℃)
最大应力 (MPa) ) 430 476 473 412 476 446 425 465 446
时间 (h) ) 92 96 79 99 110 82 101 94 87
压力容器接管一 般和容器一起铸 造,其材料和压 力容器相同,是 低合金钢。
安全端的 材料与管 道相同, 是不锈钢
先在低合金钢侧进行预堆 边焊,然后进行对接焊。 为了防止低合金钢的硼酸 腐蚀,压力容器接管表面 堆焊309L/308L不锈钢。
接头 结构

第1章 绪论
浓度为100ppm SEM分析 100ppm时 250℃时 250℃时CI―浓度为100ppm时SEM分析

第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究
实验结果
300℃时 浓度为0.1ppm SEM分析 0.1ppm时 300℃时CI―浓度为0.1ppm时SEM分析
300℃时 浓度为10ppm SEM分析 10ppm时 浓度为lOOppm SEM分析 lOOppm时 300℃时,CI―浓度为10ppm时SEM分析 CI―浓度为lOOppm时SEM分析

第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究 实验内容
b、实验溶液:实验溶液模拟核电一 回路高纯冷却水,在超纯水中添加 2000ppm硼酸,2ppm氢氧化锂,同 时在研究不同氯离子浓度应力腐蚀 开裂实验中,添加不同含量的NaCl。


第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究 实验内容
a、试样制备:加工材料是 低合金钢A508,填充金属 为 309L/308L 不 锈 钢 与 304L,采用的焊接方法为 埋弧自动焊,U型全焊透坡 口,在590-620℃进行焊后 热处理消除残余应力。
试样标距部分取在 A508—309L/308L 界面处
延伸率 (%) 33.7% % 34.5% 5 26.6% 6 37.5% % 40.5% % 29.2% % 35.0% % 34.5% % 33.4% %
断裂位置 L低合金钢侧 低合金钢侧 L L L L L L L L
断裂类型
机械拉伸 机械拉伸 应力腐蚀 机械拉伸 应力腐蚀 应力腐蚀 机械拉伸 应力腐蚀 应力腐蚀
第2章
焊接接头工作应力数值模拟
焊接技术,又称连接工程(Materials Joining Engineering),是一种重要的材料加工工艺。 它广泛地应用于石油、电力、航天航空、海洋 工程、核动力工程、桥梁、船舶,以及各种金 属结构等工业部门。但焊接是一个涉及到电弧 物理、冶金、传热和力学的复杂过程。焊接现 象包括焊接时的电磁、传热过程、金属的熔化 和凝固、焊接应力和变形、冷却时的相变等。
焊 接 技 术 简 介
其中焊接变形预测方法大多基于有限元分析。 有限元分析

第2章
焊接接头工作应力数值模拟
简化 的接 头模 型
采用简化的二 维焊接接头模 型来分析其力 学性能
实 体 模 型
选 用 ANSYS 作 分 析工具,并选其中 的耦合场分析单元 PLANEl3 , 来 计 算 异种钢接头的温度 场和热应力场
典 型 的 P W R 主 冷 却 剂 回 路
反应堆压力容器、稳压器的容器和蒸汽发生器本体都是 低合金钢,而主冷却剂管道、喷淋管、波动管、稳压器 泄压管线等管道都是奥氏体不锈钢,因此这些容器与管 道的连接都存在异种金属焊接的接头。

第1章 绪论
异种金属接头的特征
1、碳迁移 2、焊后热处理的影响 、 3、热膨胀系数的差异导 、 致焊接残余应力 4、腐蚀问题 、 5、焊缝金属对接头性能 、 的影响

第1章 设备使用期间典 型的边界条件
2
对异种钢接头在 核电站的使用情 况调研,确定主 要材料类型和使 用环境参数
浓度为1OOppm SEM分析 1OOppm时 cI-浓度为1OOppm时SEM分析

第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究 实验结果
250℃时 浓度为0.1ppm SEM分析 0.1ppm时 250℃时Cl―浓度为0.1ppm时SEM分析
250℃时 浓度为10ppm SEM分析 10ppm时 250℃时CI―浓度为10ppm时SEM分析
影响因素
1)组装 2)焊接材料的选择 3)焊接工艺 4)焊后消除应力处理 5)表面改质

第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究
将拉伸试样放在特定的腐蚀介 质中。通过慢拉伸速率拉伸实验机, 用一个恒定 缓慢 恒定而缓慢 恒定 缓慢的应变速率进行 抽伸实验,直到试样断裂。慢应变 速率实验法通常采用圆柱形试样, 也可以采用板状或丝状试样。 最大的特点是:因为实验机本 身的构成特点,故保持应变速率恒 定不变。由于慢应变速率拉伸实验 机是通过拉杆上升而使试样伸长, 实验机设计时能保证机器的刚度远 比试样的刚度要大,而且夹具和试 样之间没有相对滑动。
P% % 0.045
S% % 0.03
Si% % 0.75
Cr% % 22.0-24.0
Ni% % 12.0-15.0
Fe% % 剩余部分

第2章 焊接接头工作应力数值模拟
A508的物理参数 的物理参数
温度t 温度 20 100 200 300 400

比热c 比热 J/(kg·K) 262.79 274.74 298.63 317.74 346.4

第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究
定义
应力腐 蚀裂纹
焊接结构一般都存在不同程度的残 余应力,在腐蚀介质条件下工作极 易产生应力腐蚀裂纹(Stress Corrosion Cracking,简称SCC)
机理
1)电化学应力腐蚀开裂机理(活性通道) 2)膜破裂应力腐蚀开裂机理

第2章
焊接接头工作应力数值模拟
NS/RRA工况下温度场及应力场 NS/RRA工况下温度场及应力场
从图可知: 从图可知 : 1) 接头 的温度场成层状分布, 的温度场成层状分布 , 并且有下到上逐渐升 高 , 且内外壁温差为 左右。 3℃左右。2)根据强度 理论可以发现, 理论可以发现 , A508 与 309L的界面处容易 的界面处容易 产生应力集中, 产生应力集中 , 一旦 工作应力继续增大, 工作应力继续增大 , 这里就很容易产生裂 最后导致失效。 纹 , 最后导致失效 。 而且当结构出现裂纹 时 , 传统的强度理论 将不再适用, 将不再适用 , 必须采 用断裂力学的校核标 准。

第2章 焊接接头工作应力数值模拟
A508的化学成分 的化学成分
C% % 0.19
Mn% % 1.26
p% % 0.009
S% % 0.006
Si% % 0.22
Mo% % 0.6
Fe% % 剩余部分
309L的化学成分 的化学成分
C% % 0.20
Mn% % 2.0
形状改变比能理论 第四强度理论
σ 理论强度条件为:
2 1
+ σ 2 + σ 3 − σ 1σ 2 − σ 1σ 3 − σ 2σ 3
2 2

第2章
焊接接头工作应力数值模拟
RCS工况下温度场及应力 工况下温度场及应力 场
从图可知: ) 从图可知: 1)接 头的温度场成层状 分布, 分布,并且有下到 上逐渐升高。 ) 上逐渐升高。 2)按 照强度理论判断, 照强度理论判断, A508与309L的界面 与 的界面 处属于应力集中容 易发生的部位, 易发生的部位,一 旦工作应力继续增 大,这里就很容易 产生裂纹, 产生裂纹,在后续 分析中将在这里预 制一条裂纹来分析 当有裂纹出现时, 当有裂纹出现时, 结构的安全性。 结构的安全性。

第2章
焊接接头工作应力数值模拟
通过有限元软件对异种钢焊接接头 在两种主要运行工况下的运行结果可 知,接头温度场变化不大,利用直接法 对接头在这两种工况下的应力计算发 现:接头上不同金属的界面是最危险 的,也是最容易失效的。例如低合金钢 A 5 0 8与不锈钢3 0 9 L焊缝处产生应力集 中,故焊接接头此部位处断裂敏感性最 高。

第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究 实验结果分析
异种钢焊接接头显微 异种钢焊接接头显微组织
用金相显微镜观察 接 头 原始组 接头 原 始组 织 , 在 低 合 金 钢与不 合金 钢 与不 锈钢 焊缝 线附近存在 熔 合 线 附近 存在 一个 线附近 窄 小 但显微 窄小 但 显微 组织 和成 份显著变化的过渡区。 份显著变化的过渡区 。
1
3
针对异种钢焊 接接头在各工 况下的受力状 态,确定其应 力分布情况和 接头区域危险 界面
研究 内容
4
高温下,对异种钢 接头进行应力腐蚀 开裂慢拉伸实验, 通过改变温度和C1 一浓度,确定接头 在各种环境下的断 裂规律

通过慢拉伸实验和有限 5 元计算,确定异种钢焊 接接头在模拟核电一回 路水环境下的高温性能。
第3章 焊接接头力腐蚀开裂实验研究
实验过程
1)测量试样的原始尺寸,并作记录 测量试样的原始尺寸,
2)配置溶液,模拟一回路水 配置溶液,
3)实验温度:200℃、250℃、300℃ )实验温度: ℃ ℃ ℃
4)实验步骤(6步) 实验步骤( 步骤
5)清洗试样,观察断口形貌 清洗试样,

热膨胀系数α 热膨胀系数 10-6/℃ ℃ 18.2 17.3
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