超级双相不锈钢的焊接

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, " #+
第三级分离罐 ## " *2
设计温度（ 3 ）
+’
#4’
#4’
最低设计金属温度（-5-6）（ 3 ）
#,
介质
78 9%$
材料
壳体、法兰、接缘 接管
$%!&’ ()$ $*!+,’ $%&+1 ()$ $*!+4’
筒体（封头）厚度（::）
#（’ #!）
#（1 !#）
*（& *+）
附件与
=7
容器壁间
注：=7 立焊位置
焊层
钨棒直径焊丝直径 （@@） （@@）
极性
,
)+*
) > * )+*
,+! KLF3
)
KLF3
表 ; 焊接规范参数（以 3BA CD 5 -) 为例）
电压 （I）
保护气
电流 喷嘴内径 焊速
（9） （@@） （J@ ? @’$） 流量 （/ ? @’$）
混合比
背面气体
可选择 的 焊 接 方 法 有 $-%F、96%F、$%F 等， 而可选用的焊接材料，但经筛选试验，满足本设备工
N
!’
3（,2OP）
侧向膨胀量
冲击平均值
!’"*2# ::（’"’#4AB）!#’’I；单个值!+4I
程标准要求的只有 $0BKLA? !4"#’"&" M 用于 96%F； $0BKLA? !4"#’"&" M N #4F 用于 $%F。其化学成分和
（)）表面着色：按 9"2F! 5 "附录 ; 对试板的
图 , 设备结构示意图
正反表面着色检查，未见有咬边，未焊透等缺陷。
表 : . 项焊接工艺评定试验参数
母材
组别号
厚度 （@@）
接头形式
焊接方法
焊接材料
焊接位置 应用范围
"9).- 5 GH""=):!- ,-C 5 , ! "9).- 5 GH""=):!- ,-C 5 , ,) "9).- 5 GH""=):!- ,-C 5 , ,<
压力容器
焊接方法
7891 "91
表 ! "#$%&’( )*+,-+.+ / 和 "#$%&’( )*+,-+.+ / 0 ,*1 焊缝金属的力学性能
焊缝金属
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（23#） （23#） （23#）
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· *’ ·万方数据
第 )- 卷第 ,, 期
9>20-1?0：.:7H C4C;@ H7<C>E 75I@AJB=;J HA<; JBC>;K HI475>;HH HI;;> =:;<7=4> ;LB7C<;5IH <45BM4=IB@;J NE AB@ OA@GH ，45J 84P; ;<C:4H7H IA 75I@AJB=; I:; O;>J758 C@A=;JB@; 45J I:; @;>4I758 5AI7=; C@A=;;J758H JB@758 I:; <45BM4=IB@; AM &’!$# ()& &*!+,# =A<C@;HHA@ A7> 2 84H H;C4@4IA@ A5 AMMH:A@; A7> C>4IMA@< Q .:7H C4C;@ 4>HA C@ACAH;J I:; G;E <;4HB@; MA@ 8B4@45I;; AM >AO I;<C;@4IB@; 7<C4=I IAB8:5;HH 45J -!& 2 9> 2 &99 @;H7HI45=; AM O;>J758 6A75I IA BH; <4I=: M7>>;@ <;I4> ，’@ 2 ) <7K;J H:7;>J758 84H 45J >AO;@ :;4I 75CBI Q @"A B(-$2：HBC;@ JBC>;K HI475>;HH HI;;>；O;>J758；H;C4@4IA@
. 工艺评定结果分析
3BA 编号
CD 5 -, CD 5 -) CD 5 -=
CD 5 -.
按照上述所制定的焊接工艺，在焊接过程中严
格控制层间温度、线能量和坡口清洁度，其工艺评定
结果如下： （以 3BA CD 5 -) 为例）：
（,）E 射线探伤：按 9"2F! 5 "附录 . 进行检 验，,--" 合格。
" 前言
双相不锈钢因具有较好的铁素体和奥氏体双相 的组合，所以有良好的耐多种介质腐蚀的性能，较高 的力学性能，并有与碳钢比较相近的热膨胀系数和 热传导特性。在石油、石油化工和其他工业领域中， 那些含有 氯 离 子、硫 化 氢 等 介 质 的 压 力 容 器、换 热 器、反应器等设备中，应力腐蚀使奥氏体不锈钢的应 用受到限制，而采用双相不锈钢，特别是近年发展起 来的超级双相不锈钢有其独特的优越性。
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总第 ,=) 期
冲击值（4）
室温
5 .- 6
,*-
,,!
<,
!.
= 焊接工艺评定
=+, 焊接工艺评定项目及焊接参数 根据设备材料厚度及接头形式，在产品焊接前
进行了 . 项焊接工艺评定试验（见表 :），其焊接规 范参数见表 ;。经过焊接分析，采用焊接线能量在 -+) > ,+* (4 ? @@，焊前不预热，层间温度控制 在 ! ,*- 6，焊后不进行热处理，盖面层加焊退火焊道， A8 合格后磨去。
流量 （/ ? @’$）
混合比
,, > ,= ,)- > ,.- ,< ,, > ,= ,)- > ,*- ,<
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9M 0 =N H)
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9M 0 =N H)
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表 < 焊缝化学成分 化学 成分 L "’ 2$ LM H’ 2O H " 3 焊缝 含量 -+-). -+)* -+;* ).+-- ;+-- .+-- -+)* -+--= -+-,*
!’ 3
J *’ 3
平均 单个 平均 单个
钢厂标准值
— ,2’ = 1’’ !&4’ !4’’ !!4
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实测值
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实测值
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* " 44
’ " !4
对接 对接 对接
7891 7891 7891
"#$%&’( )*+,-+.+ / "#$%&’( )*+,-+.+ / "#$%&’( )*+,-+.+ /
=7
受压焊缝
=7
受压焊缝
=7
受压焊缝
"9).- 5 GH""=):!- ,-C 5
0 "9).- 5 =-./
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,)
对接 7891
"#$%&’( )*+,-+.+ /
侧向膨胀量
冲击平均值
J *’ 3（ J !!OP）!’"*2# ::（’"’#4AB） !,’I；单个值!&’I
表 4 $0BKLA? !4"#’"&" M 和 $0BKLA? !4"#’"&" M N #4F 的熔敷金属化学成分
（! ）
焊接 方法
熔敷金属材料
8
$A
-B
/
焊缝金属
$
8C
)A
-D
)
铁素体
接பைடு நூலகம்规格范围
)/$;# < 4# = &4+，*’’#>
)/$;# < 4# = &4+，,’’#>
)/$;# < 4# = &4+，1’’#>
焊接材料厚度范围（::）
, = #!
, = !#
, = *+
设备台数
!
!
!
设备净重（?@）
#+’’
!,’’
&!’’
表 ! ()$ $*!+,’ 化学成分
（! ）
"33% 年，某厂承制了国外某工程公司承包的一 项海上石油钻井平台上 , 台压缩机油气分离罐。该 设备内含 介 质 碳 化 氢（ 石 油 气、天 然 气 等 碳 氢 化 合 物）气体，有较高的 -!& 和氯离子，海上作业环境中 盐分、氯、镁、溴等离子也较高；设备操作压力分别为 !T3$、,T"+、""T*% DU4，因此抗应力腐蚀是首要任务， 故其主体材料采用 &’!$# ()& &*!+,# 超级双相不 锈钢。
’ " 42
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项目
表 * ()$ $*!+,’ 力学性能
厚度
!"
!’"!
!#
"4
（::） （-/0） （-/0） （-/0） （! ）
7G8
H 冲击值（I）
某厂从 !# 世纪 +# 年代开始采用铁素体含量为 !#! 左右的 9@"+D5"$DA!)（’$）作为尿素合成塔的 内筒和衬里，取得了良好的效果。后来又采用 &(& *!3R"、##9@"%)70DA*&7!、&’S !!#0 等多种 双 相 不 锈
万方数据
钢制造成功许多不同用途的化工设备，至今运行正 常。
#2*
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24*
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!4
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!#2
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力学性能、耐蚀性能和金相组织都有严格的要求。 力学性能如表 4 和表 ,。
特别是焊接接头的冲击性能除符合 %$-. ! " KAL# 要求外，还应符合工程标准的要求（见表 &）。
试验温度
表 & 对焊接接头的要求
%$-. 规范要求
工程标准要求
（.）焊接接头的力学性能 焊接接头力学性能试验结果（以 3BACD 5 -) 为
例）见表 ,-，表明焊接接头与母材一致，塑性、韧性、 硬度均能满足要求，选用的焊接材料是合适的。
· =, ·
1*S@
超级双相不锈钢的焊接
STU4( V OT$$ 4((2
（!）焊接接头的金相组织检查
中图分类号：./#0" 文献标识码：1 文章编号："##" 2 $%*（+ !##*）"" 2 ##!3 2 #$
!"#$%&’ () *+,"- .+,#"/ *01%&#"22 *0""#2
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实践证明，超级双相不锈钢的加工性能与一般 的双相不锈钢基本相同，但其焊接和热处理的要求 更高。通过制作这批设备，初步摸索了一些经验，并 作一简单介绍。
· !3 ·
8/H6
超级双相不锈钢的焊接
HDQ!’ R )D## !’’*
! 设备结构和材料
!"! 壳体材料的化学成份与力学性能 $%!&’ ()$ $*!+,’ 双相不锈钢从国外采购，其
项目
厚度 8 $A -B
$
/
8C
)A
-D
)
8E
F
钢厂标准值 — ’"’* #"’ #"’ ’"’!4 ’"’*4 !4 = !+ ,"’ = 2"’ *"4 = &"’ ’"!4 = ’"*4 ’"4’ = #"’’ ’"4’ = #"’’
#’ :: ’"’#+ ’"*1 ’",* ’"’’’4 ’"’!& !4"!# +"##
!"# 设备的结构
化学成分见表 !，力学性能见表 *。
图 # 是海上平台上压缩机油气分离罐的结构示 !"* 焊接材料
意图，其设计参数见表 #。
由于该设备使用条件比较苛刻，对焊接接头的
设备名称 设计制造规范
设计压力（-/0）
表 # 压缩机油气分离罐设计参数
第一级分离罐
第二级分离罐
%$-. 规范!卷 # 册和工程标准
（=）化学成分分析及点蚀当量：对焊缝进行取样 分析（取自 3BACD 5 -) 试板），结果见表 <，从表中可
万方数据
以看出，各项指标均合格，其点蚀当量 3AF P（LM 0 =+=2O 0 ,!H）N P（).+-- 0 =+= Q .+-- 0 ,! Q -+)*）N P .,+)N R .-N 。
制造与安装
超级双相不锈钢的焊接
陈建俊，王 平，杨社教 （中国石化集团南化公司化机厂，江苏 南京 !"##$%）
摘 要：简要介绍了某厂采用双相不锈钢制造的一些化工设备，并重点介绍采用 &’!$# ()& &*!+,# 制作海上石油平台压缩机油气分离罐中的焊接工艺及有关注意事项，提出了采用相匹配的填充金 属、氩氮混合保护气体以及控制较低的热输入量是确保焊接接头的低温冲击韧性和抗 -!&、氯离子 应力腐蚀性能的关键措施。 关键词：超级双相不锈钢；焊接；分离罐