锆合金哈氏合金管道焊接

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锆及锆合金的焊接

（一）错及错合金的焊接1、一般规定<1>本章适用于错及错合金管道的焊接施工。

<2>本章适用于鸨极惰性气体保护电弧焊方法。

2、焊前准备<1>焊接材料的选用应符合下列要求：<1.1>焊缝金属的力学性能不应小于相应母材退火状态标准规定的下限值，焊接工艺性能应良好，焊缝的使用性能应符合相关标准和设计文件的规定。

<L2>保护气体应选用氤气、氨气或氨和氮的混合气。

<2>焊件坡口制备应符合下列规定：<2.1>焊件切割及坡口加工应采用机械方法，加工速度应适当，应防止过热氧化。

当采用等离子切割管子时，应采取防止管子内外表面被污染的措施，并应采用机械方法去除污染层。

<2.2>对坡口及其边缘20mm范围内的金属表面应进行机械清理，并应使其露出金属光泽。

<2.3>坡口表面及两侧20mm范围内外表面及焊丝表面应采用无水酒精或丙酮等溶剂清除油脂、水分、灰尘等杂物，不得采用含氯的溶剂清洗焊件。

<2.4>清理好的焊件应立即施焊。

当清理超过4小时未焊时，且无有效的保护措施，则焊接前应重新清理。

<3>管道对接焊件组对时，内壁错边量不应大于接头母材厚度的10%,且不应大于1mm。

<4>定位焊应符合下列规定：<4.1>定位焊的焊接工艺应与正式焊接相同，并应由合格焊工施焊。

<4.2>定位焊缝应均匀分布，焊缝高度不得超过管壁厚的2/3o<4.3>定位焊缝不得有裂纹、气孔或不允许存在的氧化变色等缺陷。

3、焊接工艺要求<1>错及错合金焊接应采用直流电源、正接法。

焊接位置宜采用转动平焊。

<2>宜选用偏大的焊接电流和较快的焊接速度，层间温度应低于IOO0Co<3>错及错合金内外表面的焊接区域均应采取有效的气体保护措施，且应符合下列规定：<3.1>应采用大直径的焊炬喷嘴保护熔池,焊炬喷嘴直径宜为12mm-20mm,喷出的氨气应保持稳定的层流状态；<3.2>当采用焊炬拖罩保护热态焊缝和热影响区的外表面时，焊炬拖罩的形状和尺寸应根据焊件尺寸和接头型式确定，应采用导热性能较好的材料制作。

锆材焊接施工新技术

锆材焊接施工新技术1 前言我公司在承建镇化醋酸装置工程中，首次遇到稀贵金属锆（Zr）702材质管道的焊接工作，工程锆、哈氏合金管道焊接量较大，约5000多DIN，管径1/4—24″不等，各种管径规格、尺寸、形状不等的焊缝均有。

目前，锆材的焊接对我公司来讲尚属受次，国外也仅有几家公司接触过，国外相关的焊接技术资料报道也少见。

我公司通过与合肥通用机械研究所合作，经过4个月的焊接理论实践的培训，对锆材的焊接工艺及特点有了部分了解，本文对锆材702工艺管道的焊接作如下论述。

2 锆及锆合金焊接性锆在元素周期表中属Ⅳ副族金属，在地壳中蕴藏量仅为0.025%，是一种银白色金属，其主要物理性能见表1所示：程，锆在许多有机酸、无机酸、强碱和熔融盐中具有优异的耐蚀性和良好的导热性，因此，锆及其合金也是化工工程中最好的耐腐蚀结构材料。

锆702属非合金级工业纯锆，其化学成份和机械性能见表2，表3所示：锆与锆合金焊接性良好，锆的热膨胀系数小，因此焊接变形小，锆的弹性模量小，因此焊接残余应力也小，锆对焊接裂纹敏感性低，液态锆流动性很好，但是，锆在高温下化学活性大，极易与大气发生反应，200℃开始吸氧，300℃开始吸氢，400℃开始吸氮，温度越高反应越加剧烈，这些元素存在焊缝中，使得焊缝金属中脆性的针状组织增加，此外，锆在400℃以上与碳或碳的化合物反应形成碳化物，使得焊缝疏松、变脆和易于晶间腐蚀。

因此，焊前应清理焊接接头附近的油、脂及其它碳氢化合物，并用高纯度的惰性气体对焊接接头进行保护。

锆材的工艺管道焊接接头质量好坏，可根据焊缝及热影响区表面颜色来判断，效果的好到坏的颜色依次为：银白色→微黄色→褐色→兰色→灰白色。

因此，锆材在焊接前，对保护气体的纯度、保护气流量大小、主喷嘴直径大小、尾部拖罩、侧保护罩的保护效果，均应反复试验直至达到良好的保护效果。

由于锆的熔点高，热溶量小，导热性差，因此焊接熔池积累的热量多，熔池尺寸大。

哈氏合金焊接工艺技术措施

哈氏合金焊接工艺技术措施1.1哈氏合金焊接的主要特点：（1）概况：由我公司承建的新疆乌石化7.5吨/年PTA装置中，曾施焊过哈氏合金（其材质为Hastelloy、c - 276、规格“152X7.1mm（英国进口）管线的焊接，我们采用焊接方法：鸨极氩弧焊（TIG焊）十手工电弧焊，管内充氩保护，我们先后培训多名焊工，经外国专家考核后，取得上岗的资格，为了确保该管线焊接接头达至标准的要求，我们公司又做焊接工艺评定（编号95 — 32）,按JB4708-92标准，评定为合格。

（2）特点：根据我们的施工经验，哈氏合金焊接具有以下特点：A.因为合金中，0、S、P等杂质能与Ni形成低熔点共晶，富集于晶界，在焊接应力作用下，容易产生热裂纹，特别是显微裂纹。

B.哈氏合金焊接时容易产生冷、O2、N2、CO及蒸汽气孔。

与、O2、CO在液态镍中（哈氏合金为银基材料），熔解度相当大，而在固态镍中熔解度大大降低，且由于银的流动性差，在焊缝金属凝固前，气体来不及逸出而形成气孔。

C.哈氏合金导热性差，容易发生过热，引起晶粒，大大降低接头性能。

D不合理的接头设计，错边及装配不良，都会引起较大焊接应力，导致裂纹的产生。

1.2焊接施工措施如果该管线交付我公司施工，我们将采取以下措施，来保证该管线的焊接质量。

哈氏合金焊接工艺技术措施(1)焊接材料A.母材的化学成份:B.我公司做焊接工艺评定HastelleyC276,规格8251X7.1焊接材料，ERC- 276/EC276,焊接方法：TIG+SMAW (手工电弧焊)；在一般情况下，引进的国外材料(原材料焊接材料)及施工工程标准，都是以中国国家标准为主，若国家标准满足不了要求，则参考ASME标准，因为该标准是国际上最完整、最科学的标准。

按照ASME标准第IV卷焊接标定，材料组别划分，HastelloyC4、HasteI1oyC276 为同类同组，组别号P-No44、技术标准：SB-619采用ERC-276/EC-276焊接HastelloyC4以焊接工艺评定标准来说，是没有问题，况且ERC-276/EC-276含有W,能够增强熔敷金属的抗裂性。

锆合金管道焊接工艺评定

锆合金管道焊接工艺评定摘要：各种产品的焊接过程中，产品焊接工艺是否合理直接影响产品的焊接质量，本文通过对锆合金管道的焊接工艺评定的制定与实施，获得了满足规范要求的焊接接头性能及耐腐蚀性能，从而为工程实施提供技术保障。

关键词：锆合金焊接方法焊接工艺评定力学性能0．引言锆合金属于高合金，具有较强的高温化学性能，极易吸附空气中的氧、氮等杂质，从而改变焊缝及热影响区的化学成分，造成焊接接头的脆性增大、塑性和韧性及抗腐蚀性能降低、因此必须采用能量集中的焊接热源，良好的焊接保护条件，以提高焊接接头的加热及冷却速度，缩短过热区金属在高温下的停留时间，从而获得具有良好质量的焊接接头。

1.焊接设备与材料：1.1设备：瑞典ESAB焊机LTN-2551.2材料：母材：Zirconium 702 焊丝：ERZr-22.焊接前准备2.1焊前仔细清理锆管表面的氧化物、灰尘和其他杂质，防止焊缝遭受污染及引起气孔等缺陷。

2.2焊件坡口及其边缘表面的清理可先用不锈钢丝刷清理然后进行脱脂处理，与焊件坡口相接触的焊接夹具表面用丙酮擦洗。

2.3焊件装配时不允许用手触摸坡口，否则焊缝表面会发生不同程度氧化倾向。

2.4焊件或焊丝在氢氟酸2～4％、硝酸30～40％混合酸溶液（温度600C）中清洗，时间一分钟，在用冷水冲洗，并放置到150～2000C的烘干箱内保温，做到随用随取，这样可以有效的防止酸洗过程中发生吸氢现象，在取用焊丝时要佩戴清洁的白手套。

工业技术论文发表，济南天之信。

3.气体保护措施3.1焊接用氩气的纯度要＞99.995％，氩气中各种杂质含量必须在规定范围内。

3.2焊缝的内外表面采用局部充氩保护的方法，最大限度的使焊缝及热影响区处于氩气保护之下。

3.2.1焊缝正面的保护焊缝正面的保护氩气要使用具有一定挺度的层流保护气流的焊炬。

3.2.2焊缝正面后端的保护对于已脱离喷嘴保护区，但仍处于4000C 以上的焊缝和热影响区表面，必须继续给以氩气保护，并采用局部环形拖罩跟踪保护，拖罩宽度30～40mm ，高度35～45mm,拖罩长度应足以使焊缝及热影响区金属得到充分的保护，拖罩外壳四角应圆滑过渡，尽量减少死角。

哈氏合金焊接技术

哈氏合金焊接技术HASTELLOY耐腐蚀合金的焊接性能在很多时候和奥氏体不锈钢相似，只要使用合适的技术和工艺就没有特别的焊接问题。

要得到高质量的焊件，我们推荐进行焊接工艺评定。

这些工艺在制造过程中通常都是要严格按照标准执行的。

这样的一个文件就可以使每一个焊工都达到合适的焊接技术。

这些工艺中，应该至少包含如下参数，母材和焊材组合，焊接工艺步骤，坡口设计，电参数，预热/层间温度控制和焊后热处理要求。

任何带有合适的输出功率和控制的现代焊接电源就可以用在通常的熔融焊接上了。

通常，焊接的热输入都控制在低到中等范围内。

不推荐过宽的焊缝。

最好在焊接的时候要左右摇摆。

通常，镍基合金在焊接中都比较粘，不容易焊透。

对坡口的设计和熔池的位置要仔细，保证焊珠完全凝固在合适的位置。

镍基合金容易在焊口位置开裂，因此建议在焊缝的开始和结束位置进行打磨。

清洁是焊接抗腐蚀镍基合金中一个最重要的方面。

油脂，腐蚀产品，铅，硫以及其他低熔点元素的污染物会导致严重的开裂问题。

建议焊接时母材要在固溶状态下。

如果材料表面有超过7%的冷加工就要在焊接前进行固溶退火。

如果焊件带有大量的残余冷加工会导致焊接金属和/或焊接热影响区的开裂。

通常用来焊接抗腐蚀合金的焊接方法列于表1除了这些通常的电弧焊，其他焊接方法，比如激光束焊接、摩擦焊和埋弧焊也可以用来焊接这些合金。

由于可能产生热裂，在使用埋弧焊来焊接镍基合金的时候，参数的选择是极其重要的。

您可以联系HAYNES INTERNATIONAL公司获取焊接参数和焊材的建议。

等离子切割通常用于将板材切割成需要的尺寸以及切割焊接角。

不推荐使用氧炔焰进行焊接和切割，因为有很大可能火焰中的碳会被材料吸收。

焊材选择焊材的选择是设计焊接结构的关键因素。

通常，几种类型的抗腐蚀合金用于一个结构中的不同位置。

异型材焊接的焊材选择同样也是非常关键的。

有两种选择焊材的方法。

一种是和母材匹配，另一种是过合金焊材。

使用和母材匹配的焊材时，焊缝的成分和母材是一致的。

哈氏合金钢管道材料的焊接QC成果(孙凯歌)

全国化工工程建设优秀全国化工工程建设优秀QC小组活动成果申报材料（2015年度）成果名称：哈氏合金钢N10276管材焊接QC成果QC小组名称：哈氏合金钢N10276管材焊接QC小组申报单位：中化二建晋中分公司申报时间：2016年1月26日中国化工施工企业协会目录一、小组概况............................................... - 1 -二、选题理由............................................... - 2 -三、Hastelloy N10276合金概述 .............................. - 2 -四、Hastelloy N10276管道焊接一般要求 ..................... - 2 -五、焊接材料的选择......................................... - 3 -六、焊接工艺评定........................................... - 3 -七、焊接人员............................................... - 5 -八、焊前准备............................................... - 5 -九、焊接注意事项........................................... - 5 -十、结论................................................... - 5 -哈氏合金钢N10276管材焊接QC中化二建晋中分公司哈氏合金钢N10276管材焊接QC小组一、小组概况表1小组概况小组名称哈氏合金钢N10276管材焊接QC小组小组类型现场型小组人数8人活动次数6次课题名称哈氏合金钢N10276管材焊接成立时间2015年7月注册时间注册编号活动时间2015年7月10日-2015年8月25日受TQC教育时间42h/人表2小组成员序号姓名岗位职务1QC成果管理小组张丙才项目经理组长2 郭唐儒项目总工副组长3 王翔质安经理副组长4 代爱印现场副经理组员5 孙凯歌技术员组员6 高昌毅技术员组员7 张宝敬技术员组员8 王新生质检员组员二、选题理由清徐阳煤工程项目环己醇酮装臵的加氢装臵，其介质为加氢催化剂的管道选用了哈氏合金N10276管材，笔者参与了此材质管道的焊接、安装技术工作，本文介绍哈氏合金钢N10276管材的基本特征，焊接性能，焊接工艺及焊接质量检验，并阐述如何做好焊接质量控制。

蒙奈尔、哈氏合金焊接方案

NI-CU （蒙乃尔）合金管道结构的焊接一、引言某厂500#管体为NI-CU合金管道结构，管道内通烷基苯，NI-CU合金管道材料采用西班牙TR公司提供的MONEL400合金（化学成分见表1），规格为φ168MM*8MM，退火状态供货，强度σb为485MPa。

该工程要求焊后的焊接接头性能符合美国ASME标准。

表1 monel400合金化学成分（%）二、焊接工艺过程管道结构的焊接采用了V型坡口,坡口角度60度,钝边1mm,根部间隙2mm。

焊接顺序为TLG焊打底，手弧焊焊接第二层及盖面层。

氩弧焊打底焊丝采用φ1.6ER-Ni-Cu-7(monel60),焊条采用φ3.2 E-Ni-Cu-7(monel90),其熔敷金属的化学成分如表2所示。

采用正接TIG焊，钨极直径3~5mm,喷嘴直径12~14mm,氩气纯度为99.99%。

焊接规范如表3所示。

表3 焊接规范参数焊前，焊条应严格烘干，烘干温度为300~400℃，保温1小时。

手工电弧焊时采用反接法。

TIG焊打底时，为保证根部质量，应特别注意焊接过程中对焊接速度的控制，还应注意焊枪和焊丝给进时机和给进速度的控制。

焊接时喷嘴应贴近坡口，并稍作横向摆动，以保证坡口两边的母材金属的充分熔合。

为保证焊接过程中电弧的稳定，应注意钨极的对中和端部的尖度。

施焊过程中应注意将熔合比控制在50%以下，焊道以窄为最佳。

手工电弧焊时，尽量以短弧操作，为保证母材金属的熔合，焊条应稍作横向摆动。

在仰焊部位应尽量减小熔池的体积，以保证良好的焊缝成形和焊接过程的顺利进行。

Monel400合金的收缩率很大，焊缝与热影响区极易出现裂纹，特别是打底焊缝。

为此，对焊接过程中的层间温度进行了控制。

当打底焊缝的温度降至100~150度时，焊接第二层焊缝；第二层焊缝的温度降至100度左右时，焊接盖面焊缝。

在有条件的情况下，盖面焊缝最好采取缓冷措施。

三、试验结果及分析焊后对焊接接头进行了宏观检验，X射线检验，机械性能试验，冷弯试验、晶间腐蚀性能试验，并利用电子显微镜对焊接接头的金相组织进行了分析。

哈氏合金(C276)管道的安装与焊接

哈氏合金（C276）管道的安装与焊接作者：郑明亮来源：《中国科技博览》2018年第35期[摘要]近年来，哈氏合金（C276）管道的安装与焊接问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。

本文首先对相关内容做了概述，分析了C276的耐蚀性能和化学成分，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就C276管焊接工艺以及防腐蚀措施展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

[关键词]哈氏合金（C276）；管道；安装；焊接中图分类号：TG457.19 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0002-011前言作为一项实际要求较高的实践性工作，哈氏合金（C276）管道安装与焊接的特殊性不言而喻。

该项课题的研究，将会更好地提升对哈氏合金（C276）管道的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2概述某公司建设的三聚氰胺工程，工艺管道系统中，部分工艺管道采用了进口的哈氏（HASTELLOY）合金C276管道，总长为42m，管内物料为熔融尿素，规格为1/2″×2.77～3″×5.49，采用全氩弧焊，焊接材料ERNICRMO-4Υ2.0mm，在施工现场需要预制和焊接固定口，焊接条件苛刻。

3C276的耐蚀性能和化学成分3.1哈氏合金是一种新兴材料，具有良好的耐蚀性和耐高温性能，耐室温下所有浓度的盐酸与氢氟酸腐蚀。

3.2化学成分见表1。

从表中可看出HASTELLOY-C276属于Ni-Cr-Mo系的三元合金，因C能促使形成晶间腐蚀，而Si加速δ相的形成。

故合金成份中严格限制C、Si的含量，以提高材料的耐腐蚀性。

4C276的焊接性能与低碳钢、不锈钢的焊接相比，C276的焊接具有奥氏体不锈钢相类似的问题，即有较高的热裂纹敏感性，气孔生成机率较高，焊接区产生晶间腐蚀倾向等。

4.1热裂纹敏感性高焊丝及材料本身表面杂质在焊接过程中形成晶间液态膜残留在晶界区，由于收缩应力的作用而开裂，从而引发热裂纹。

Hastelloy(C-276)管道的焊接性分析及应用

引言Hastelloy(C-276)(简称:哈氏合金)是镍基合金的一种,它主要用于强腐蚀性介质场合。

为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能,哈氏合金先后进行了三次重大改进,即按先后分为B、C、G三个系列,在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。

文中结合工程实际, 介绍Hastelloy(C-276)合金管道的焊接技术。

1 应用背景国内某大型石化厂扩建45万吨/年精对苯二甲酸(PTA)装置,装置中“哈氏合金”管线集中设计在“氧化单元”、“催化剂制备和回收单元”以及“催化燃烧单元”。

输送介质:主要为催化剂及其燃烧尾气;管道材质代号: Hastelloy(C-276);设计最高压力:2.0MPa;设计最高温度:215℃;管径及壁厚见表1。

2 Hastelloy(C-276)合金的特性2.1化学成分Hastelloy(C-276)合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金,材质证上的化学成分见表2。

2.2力学性能Hastelloy(C-276)合金的力学性能非常突出,它具有高强度、高韧性的特点,所以在机加工方面有一定的难度,而且其应变硬化倾向极强。

Hastelloy(C-276)合金还存在中温敏化区,其敏化倾向随变形率的增加而增大。

当温度较高时,Hastelloy(C-276)合金易吸收有害元素,使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。

本材料经过“1150℃退火并以水急冷”的加工工艺。

其力学性能试验值见表3。

2.3耐蚀性能Hastelloy(C-276)合金的产生主要是针对化工过程环境,尤其是存在混酸的情况下,如烟气脱硫系统的出料管等,主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能。

Hastelloy(C-276)合金中Cr、M o 、W 的加入将合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力大大提高,合金中高含量的Ni和Mo 使其对氯离子应力腐蚀断裂也有很强的抵抗能力。

3 Hastelloy(C-276)合金的焊接性分析Hastelloy(C-276)合金的焊接时,对水、油脂、氧化物等污染物较为敏感,特别防止碳钢污染,所以对于坡口的洁净程度和施工隔离的要求较高。

锆及锆合金管道焊接技术探讨

[ 1]
2 锆及锆合金的焊接性能分析
锆及锆合金的焊接性能较好 , 但随着温度的升高, 对环境气体及外界杂质的敏感性, 决定了其焊接过程的复杂性和对焊接条件的苛刻性。 2 . 1 施工环境条件的要求由于锆及锆合金在高温环境下的特点 , 在焊接过程中很容易吸收空气中的氧、氮、氢及其他杂质等, 改变焊缝及热影响区的化学成分, 破坏了材料表面形成的氧化膜 , 从而使焊接接头的脆性增大, 塑性 [ 1] 和韧性及抗腐蚀性能降低。所以, 锆及锆合金焊接
锆及锆合金具有优良的抗酸、碱等腐蚀的能力 , 在某些介质中, 甚至超过了铌、钛等防腐蚀性能很好的金属 , 能在钛所不能胜任的腐蚀介质下工作 , 所以锆及锆合金以其良好的抗腐蚀性能 , 近年来逐渐被用作抗腐蚀性较强的化工行业的设备和管道等结构材料。锆及锆合金本身具有很强的高温化学活性 , 在高温固态下就能与空气及空气中的杂质多种元素发 [ 1] 生反应 , 从而破坏了锆及锆合金的机械特性 , 所以 , 在锆及锆合金焊接过程中, 选择洁净的操作环境 , 加强焊缝及热影响区部位的隔离保护是保证焊接质量的关键。
ZHAO Zhen xiang
( SI N OPEC N o . 4 Construction Co. , D agang 300270, China) Abstrac t : Based on the ana ly sis of w elding properties o f zircon ium and zirconium alloys , and through the w elding test and research,
the zirconium and zircon ium alloy piping w elding process has been obta ined and summ ar ized, and the w elding technica l spec ifica tion w as a lso stipu lated. W hat presen ted in th is article is useful reference fo r zirconium and zirconium alloy w e lding . K eywords : zircon ium and zircon ium a lloy ; che m ica l activation in h igh te m pera ture ; w e lding test ; w elding techn ica l specification

哈氏合金_Hastelloy_C_276_管道的焊接技术

为保证良好的焊接性能和优良的焊接接头，保护气体采用 99.99%（质量分数）的纯氩气。
3.2 钨极
焊接时采用 Ø2.5mm 的铈钨极，把钨极头磨成锥形。通常使用的圆锥角为 30°~60 °，尖端磨平，直径约为 0.4mm。
3.3 焊丝
根据哈氏合金（C-276）的焊接特性，打底焊、填充、盖面均采用 TIG 焊接。选用的焊丝型号为 ERNiCrMo-4（见表 3、表 4）。
表 3 ERNiCrMo-4 焊丝化学成分(质量分数) [1]
%
元素
C
Ni
Si
W
S
P
Mo
Gr
标准值
≤0.020 余量
≤0.08
3.0~4.5 ≤0.03 ≤0.04 15.0~17.0 14.5~16.5
实测值
0.007 59.25
0.04
3.26
0.002 0.001
16.54
15.21
表 4 ERNiCrMo-4 焊丝力学性能[4]
2.2 气孔
从合金相图及合金元素分配的特点上反映出，固、液两相之间温度间距小，流动性偏低，在焊接快速冷却凝固结晶条件下，气体来不及逸出，残留在焊缝中便生成了气孔。
2.3 线能量控制
采用高线能量焊接镍基耐蚀合金可能产生不利影响。在热影响区（HAZ）产生一定程序的退火和晶粒长大。高热输入可能产生过度的偏析、碳化物的沉淀或其他有害的冶金现象。这就可能引起热裂纹或降低耐蚀性。
由中国石化集团第五建设公司承建的兰州石化丙烯酸及脂(AA/AE)工程中有哈氏合金 C-276 管线 157 米，管道介质为：丙烯酸丁脂、丙烯酸二聚物、丙烯酸三聚物[1]。管子、管件、焊材均由国外进口，管线规格为 Ø34mm ~ Ø114mm，共计焊缝 218 道，焊后要求 100%射线检测，Ⅱ级合格。为此，我们在管道焊接前，通过对该材料焊接性能分析，制定出焊接工艺，并针对焊接过程中可能产生的问题采取了相应的工艺措施，顺利完成了哈氏合金不锈钢管道的焊接任务，文中对此做以简单介绍。

锆及哈氏合金管道焊接作业指导书

锆及哈氏合金管道焊接作业指导书1 编制说明1.1 适用范围本方案适用于XXXXXXXXXX15万吨/年醋酸主装置醋酸车间工艺管道工程项目的锆及哈氏合金等特种材料的管道焊接施工。

1.2 编制依据1.2.1 ASME第Ⅸ卷1.2.2 GBJ50235《工业管道工程施工及验收规范》1.2.3 GBJ50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》1.2.4设计指定规范2 工程概况2.1 概述醋酸装置由一氧化碳车间及醋酸车间组成。

这次投标的为醋酸车间合成（210A）、分离（210B）、回收（210C）、中间管廊（210D）、密封液（210E）和中间贮槽区（210F）等工段组成。

由于醋酸工艺的特点，其物料腐蚀性很强，设备、管道、伐门及仪表等需采用价格昂贵的特种合金材料。

醋酸工程由于特殊性及介质腐蚀性，采用稀贵金属锆材和特殊镍基合金材料制作设备和管道，工程大量使用锆702，哈氏B-3，哈氏C-276材料。

锆702及哈氏合金的主要化学成份及机械性能见下表。

以上数据来源，ASME1989第4卷，管材部分。

2.2 材料焊接特点A、锆材锆及锆合金具有优异的核性能，良好的抗高温水和蒸汽腐蚀性能，广泛的应用于核动力工程，锆及锆合金在许多有机酸、无机酸、强碱和熔融盐中具有优异的耐蚀性和导热性，是优异的化工耐蚀结构材料，纯锆熔点达1852℃，焊接需要采用大能量热源，但在高温下化学活性很大，极易与空气中的氧、氢、氮发生反应，使其机械性能与耐蚀性能急剧降低，当被加热到焊接温度时，很容易溶解其表面的氧化物，还与大多数元素——包括陶瓷发生反应。

锆和锆合金在200℃开始吸收氧，300℃开始吸收氢，400℃开始吸收氮，对焊接条件的变化极为敏感，焊接技术的关键是焊前金属表面的清理和焊接高温条件下的隋性气体保护。

国内核工业系统在核反应堆燃料芯棒护套等小范围锆材料焊接中，多采用真空电子束焊或隋性气体保护小室内焊接工艺，现场条件下大规模化工管道焊接很难实现。

浅谈锆材、哈氏合金管道安装及焊接

浅谈锆材、哈氏合金管道安装及焊接【摘要】为了保证锆材、哈氏合金这种昂贵的进口材料的管道施工质量，在锆材、哈氏合金管道焊接、安装工作中要严格按照工序施工，尤其是锆材焊接时对空气的温度、湿度及清洁度都有严格的要求，只有严格按照工序施工焊接，才能保证焊口的质量。

【关键词】锆材哈氏合金管道安装焊接1 简介2006年2月本人负责大庆油田化工集团一期工程20万吨/年醋酸工程项目中的特材工艺管道安装施工。

本工程的特材管道材质分为锆材（Zr702）和哈氏合金的（B-3）、（C-276）两类。

特材管道共有1085米，其中锆材管道有632米，哈氏合金（B-3）管道有137米，哈氏合金（C-276）管道有316米。

总焊口为2111道，总达因为7777个，其中锆材管道焊口为1293道，达因为4664个，哈氏合金（B-3）管道焊口为183道，达因为956个，哈氏合金（C-276）管道焊口为635道，达因为2157个。

锆材的特性是：锆是一种耐蚀金属材料，对氧、氮和氢具有活性，很容易与氧起反应并形成稳定的氧化物，而且在高温下对氮、氧、氢具有高的可溶性，少量溶解的氧、氮和氢可提高锆的硬度并降低锆的延性。

锆在高温下还会与碳和碳化物起反应，过多的碳还会引起脆性。

由于锆对氧、氮和氢具活性，施焊时必须使用高纯度的惰性气体保护或在良好的真空室里进行焊接。

另外，为了避免使用金属变脆或引起气孔的碳化物和氧化物的溶解，锆表面不得有油、油脂和污物。

哈氏合金又分哈氏B系列、哈氏C系列、哈氏G系列、哈氏H-9M系列及哈氏N系列等，我们施工的管道有哈氏HB3和哈氏C276两种。

哈氏HB3是一镍基可锻合金，在任何温度下对所有浓度的盐酸都有极好的抗腐蚀能力，也具有耐硫酸、氢氟酸、醋酸及磷酸的能力。

这一合金对应力腐蚀裂纹、刀口腐蚀及热影响区的侵袭都具有很强的阴抗能力。

能阻止晶界碳化物在焊接热影响区形成。

因此适用于工作在特殊化学工艺状态下的焊接构件和管道。

哈氏C276具有抗菌素点蚀、应力腐蚀裂纹和耐酸的能力。

HZr702是什么材料HZr702焊接工艺

上海梵普实业研制高品质哈氏合金、高温合金、镍基合金。

锆材作为一种活性金属，在一定工况条件下，表面能形成一层氧化保护膜，这层保护膜能使锆材耐多种不同浓度、不同温度的强腐蚀介质腐蚀。

因此在石油、化工、核能等行业广泛使用。

锆材作为一种稀有金属，价格也非常昂贵，是一种优秀的化工耐腐蚀结构材料，在醋酸行业中的重要作用已日益凸现，故而我们需要在大型装置施工现场通过焊接施工条件、焊接工艺、焊接环境等的监控，提高锆材的焊接质量，并且制定出成熟的焊接工艺及评定标准，来降低醋酸行业的生产成本、提高生产效率。

因此我们提出了研究锆材焊接工艺的意向，下面就一些简要的研究内容做简单的讲解。

研究的总体内容：锆702是高活性金属，熔点很高，焊接需要采用大能量热源，在高温下化学活性很大，极易与空气中的氧、氢、氮发生反应，使其机械性能与耐蚀性能急剧降低。

针对上面提到的几个特性，我们对焊接工艺进行了研究。

研究发现，如果在焊前对锆管道材料和焊丝表面进行机械清理和化学清洗可以有效的控制焊接接头的力学性能；且只有使用纯度不低于99.999%的高纯度氩气体保护，才可以有效防止锆材与杂质的结合。

在这些基础之上，我们做了许多的尝试和实验。

环形拖罩在锆材焊接中想要确保保护气浓度，我们首先想到的是修改焊接拖罩的形状，比如随着管径和壁厚的增大将拖罩相应加长加宽，这种做法对直焊缝效果明显，但是对环焊缝就并没有想象中那么理想。

那么我们又想到，如果加工一种环形拖罩，使拖罩的内弧径与所焊工件外径吻合，就能起到密封的效果了吧。

但是如果对每一种弧度都预制定制的拖罩，现场施工就会变得很麻烦。

后来，我们转换思路，是不是只要加大保护气的供给量，就一定能确保焊接质量呢？我们试着把原来的保护气单管进气，改成多管进气，测试到底用气量在什么范围内可以既确保施工质量又减少浪费，最后通过集体的努力，形成了《锆材焊接工艺》。

根据我们的研究，对焊接工艺进行了特材焊接的工装改革，分别采用耐高温不易溶化又无污染的工装辅助材料，根据焊接形状、位置制作了气体内外拖罩等改进，同时对氩弧焊枪、使其能连续操作，通过改造利用多管进气，增加氩气流动量，使内外氩气等压一致等措施，这些改进起到了严格的防污染及保护效果，采用合理的焊接工艺，最终使焊缝一次合格率达到了99.8%。

无缝和焊接的锆和锆合金管子ASTMB 523 523M-06

无缝和焊接的锆和锆合金管子ASTMB 523∕523M-061.适用范围1.1.本标准包括三个级别的锆和锆合金无缝和焊接管子。

1.2.除非使用单一的单位制，例如腐蚀量用mg/dm2，作为标准数值用应—磅作单位或是工制度单位都应看做是独立的。

用每个单位制表示的数量并不完全相等；因此各单位制必须单独使用。

工制单位不可与英寸—磅单位混用。

1.3.下面的安全危险性警告只适用本标准的试验方法部分—第13节。

本标准无意论述与其使有关的所有安全问题。

在使用之前制定适当的安全卫生操作规程和确定这种管理限制的适用范围时本标准使用者的责任。

2引用标准2.1.ASTM标准A370 钢制品的力学性能试验方法和定义B551/B 551M 锆和锆合金带材、薄板和厚板B614 锆及锆合金表面除磷和清理的实用规程E8 金属材料拉伸试验方法E29 为确定与标准的一致性，在试验数据中取有效位数的使用规程E219 金属公称管和管子超声波检验实用规程E426 奥氏体不锈钢和类似合金无缝和焊接管状制品的电磁（涡流）检验实用规程3 术语3.1. 本标准专用术语的说明3.1.1.退火的—指呈现再结晶晶粒结构的材料。

3.2.批的定义3.2.1.管材——批包括具有相同尺寸，形状，状态以及从同一坯料或按同一还原表混合粉末和具有一热处理参数的材料。

除非生产方和购买方另达成协议，否则一批仅限于最后连续退火8小时时间段的产品或最后一批退火的同一炉装料的产品。

4分类4.1.管子按以下三个级别提供：4.1.1.R60702级—纯锆。

4.1.2.R60704级—锆—锡合金。

4.1.3.R60705级—锆一铌合金。

5订货须知5.1.本标准材料的订货单位应包括下列内容：5.1.1.数量（重量或件数或两者）。

5.1.2.材料名称（无缝和焊接锆管子）。

5.1.3.尺寸（直径，厚度，长度）。

5.1.4.ASTM标准号和发布年份。

5.1.5.级别号（见4.1）。

5.1.6.如有要求，对标准的补充和附加条件。

制造哈氏合金管路系统时的焊接要求和背气保护

制造哈氏合金管路系统时的焊接要求和背气保护背景制造厂都需要为客户安装管路系统，而且安装管路一般不可能进入到管路里面进行焊接。

在这种情况下，就要使用开口管路焊接技术或者自耗嵌块的焊接技术。

由于哈氏合金的自耗嵌块一般不容易买到，所以一般使用GTAW的开口管路焊接技术来打底。

当使用这些单面焊接技术的时候，一定要使用惰性气体保护接口的根部在焊接中不被氧化（通常是焊接级氩气）。

这种在管子内部进行保护的技术就叫做背气保护。

如果没有很好的保护，根部就会产生像酥糖一样的氧化层。

图1就是这样一个打底焊接，母材是8”的Hastelloy® C-22®管材。

当根部焊接不合格时，管内壁的焊缝表面发黑、粗糙，而且根部的截面不规则。

当发生这种情况时，熔化的焊接金属没有“润湿”基体金属。

这种状况下继续焊接变的困难，而且几乎不可能通过拍片检验。

这种情况下通常可能发生的焊接缺陷有，渗透不足，熔深不足和根部焊接开裂。

经过实验表明，背气保护的焊接技术可以完成合格的哈氏合金开口焊接打底，比如焊接Hastelloy® C-22®的管材。

以下就是实验室的一些工作。

背气保护技术通常有两种方法来对管材的打底焊接区域进行背气保护。

一般建议对整个管路进行充气。

根据不同的管径和管长，充气时间列于表1。

另一种方法就是对焊接区域的管路进行局部充气，这种方法是比较好的。

一些出版的文章中有许多种制作密闭塞的方法，包括水溶性的塞子，膨胀塞，可折叠的圆盘塞和热熔性的塞子。

背气保护通过以下两个步骤来实现。

第一步，安装塞子然后对焊接区域的管道内进行充气。

第二步，继续充气同时进行焊接。

在本文进行的实验中只使用了水溶性的塞子。

为了保证保护气最平稳的进入焊接区域，同时充气时间最短，我们在一个充气塞子的底部加入了一个扩散设备。

焊接区域的保护气流速为18.88升每分钟（L/min）。

这种流速能使8”管子内的氧气含量在5分钟内降到5000ppm。

HASTELLOY-C276管道焊接

HASTELLOY-C276管道焊接祝旭艳;李明安;张咏【摘要】HASTELLOY-C276（哈斯特洛依）具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能,可耐室温下的所有浓度的盐酸与氢氟酸的腐蚀。

但是该材料在焊接时会遇到不少难题,如热裂纹、气孔及接头晶间腐蚀等。

本文阐述HASTELLOY-C276的焊接性能,分析了其焊接性能,从理论和实际两个方面介绍了HASTELLOY-C276的焊接技术经验。

%HASTELLOY-C276,with outstanding resistant corrosive and high temperature resistant performance,can resist all corrosion of hydrochloric acid and hydrofluoric acid of any concentration in room temperatue.But the material in welding encountered great difficulties,such as hot cracks,stomata and joints intergranular corrosion.HASTELLOY-C276 welding performance was elaborated and analyzed.From theory and practical operation,HASTELLOY-C276 welding technology experience was introduced.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2011(039)020【总页数】3页(P106-107,110)【关键词】哈斯特洛依;管道;焊接;工艺;措施【作者】祝旭艳;李明安;张咏【作者单位】河南省中原大化集团有限责任公司,河南濮阳457000;河南省中原大化集团有限责任公司,河南濮阳457000;河南省中原大化集团有限责任公司,河南濮阳457000【正文语种】中文【中图分类】TQ153.2镍与镍基耐蚀合金是化学、石油化工、有色金属冶炼、航天、核能工业领域中耐高温、高压、高浓度或有不纯物等各种苛刻腐蚀环境下比较理想的金属结构材料。