不锈钢焊条E309L和E309Nb的对比_胡炜

计单位均为中国石化集团北京设计院。两座塔的 主体 材 质 为 "45$%)6、 !"7， 换 热 器 的 主 体 材 质 为
&"#、 $+(87。设计图纸规定，塔器按中国石化集
团北京设计院院标 《复合板塔器制造技术要求 》 制 造 验 收 ， 换 热 器 按 《压 力 容 器 内 部 单 层 堆 焊 技
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程中取定位块时必须重新进行气体置换。 （ !） 严 格 控 制 焊 接 层 间 温 度 ， 随 时 用 点 式 测 温仪测量并记录。 （ %） 为 保 证 根 焊 焊 透 ， 必 须 使 管 内 氧 含 量 达 到一定要求；在焊工操作技能手法上没有特殊的 规定。 （&） 为 保 证 铁 素 体 含 量 合 格 ， 需 控 制 焊 接 热 输入量，不能过低，也不能太高。不提倡用钨极 氩弧焊对焊缝表面进行修补。 （#）进行 ’()* 焊时，焊缝主要缺陷是气孔和 夹渣，采取的主要解决办法是加强层间清理打磨。 （ + ） 管 道 系 统 的 焊 接 不 能 避 免 收 口 焊 缝 （死 口） ，但应该尽量减少。采用水溶性纸密封，焊缝 背面成型效果不如采用保护装置成型好。 （ ,） 铁 素 体 含 量 检 测 时 ， 应 该 把 焊 缝 打 磨 平
&BB。由于 9%"2/; 焊条在容器设备制造中很少使
用，所以国内大多数焊条厂基本不生产这种焊条。 容器制造厂与有关焊条厂多次联系，生产了少量
9%"2/; 作为试验品，但经复验，该批焊条在工艺
性能和焊接性方面均不合格，特别是熔渣、飞溅、 焊缝外观及熔敷金属的化学成分不能满足标准要 求。虽然该厂承诺从焊条制造的工艺、 /; 合金的 添加等方面继续改进，尽可能生产出合格的
表! 焊条型号 2
$#%&’ 和 $#%&() 熔敷金属化学成分 * + 2> ’@ "*3% "*3% CD CE 7@ F 7
度—时间曲线，从图 " 看出，当 ! （2） 为 %3" 5左右 时 ， 很 容 易 发 生 晶 间 腐 蚀 。 虽 然 $!%&’( 的 ! （2）
$!%&+ %3%4 $!%&’( %3"*
1%% 6%% A%% #%% 4%% !%% "% "%*
%3%! **3&! "*31A %3%! %361 %31% %3%"6 %3%%1
从表 "、表 * 看出，在化学成分方面， $!%&+ 为超低碳不锈钢焊条，! （2） ! %3%4 5，且不含 ’( 元素；$!%&’( 的 ! （2） （’(） 为 %36% 5 ! %3"* 5， !
（ 中石油第二建设公司，甘肃兰州
摘
要：在主体材质为 "45$%)6、 !"7 的塔器和主体材质为 &"# 、 $+(87 的换热器的制造中，用
常用的 9%"2: 焊条代替了国内较少生产的 9%"2/; 焊条，保证了焊接质量，节约了资金，工程按 期完工。文章对不锈钢焊条 9%"2: 和 9%"2/; 的化学成分、力学性能、抗晶间腐蚀、抗热裂纹、 高温强度和经济性几方面进行了较详细的分析对比，得出了选用 9%"2: 焊条的理论依据。 关键词：不锈钢焊条；选择；晶间腐蚀；热裂纹；高温强度；经济性；对比 中图分类号：<= &!! 文献标识码：> 文章编号：$""$3!!"+ （!""# ）"#3""%-3"% 术条件》制造验收，两个设计文件中都规定：复 层堆焊的焊接材料为 9%"2/; ，且堆焊厚度不小于
’+,- * ./,- 约为 $012， 对 应 )( * ) 分 界 线 的 ’+,- * ./,约 为 $031； 对 于 常 用 的 奥 氏 体 不 锈 钢 及 其 焊 缝 金 属，当室温组织中含有少量的 ! 铁 素 体 时 （ 1 45 ，其凝固模式基本为 )( 。以 )( 凝固模式形 $!4 ） 成的奥氏体 6 铁素体组织，具有优良的抗热裂纹
缝金属中 （1 ) "% ） （2） （’( ） ! !! ! "3% 5 ； # 选择 合适的焊接材料使焊缝金属中含有一定数量的 $ 铁素体（一般控制在 4 5 ) "% 5 ） 。 图 " 所 示 为 2>"1 ,’@1 钢 晶 间 腐 蚀 的 敏 感 温
2G ’( /分 见 表 "， 力 学 性 能 见 表 *。$!%&+ 焊条复验结果见表 !。
对组织结构的影响 元素 形成 形成
形成 防止晶 增加
铁素体 奥氏体 碳化物 间腐蚀 耐蚀性 温强度 效硬化 晶粒
2 ’( #
"
# " "
"
# " " #
注： " 强作用； # 中等作用
1"
表"
石
油
工
程
建
设
!""# 年 $" 月
$ 和 %& 对不锈钢焊缝结晶裂纹倾向的影响 # 单相组织焊缝
（’） 减小热裂纹倾向［! : "0"2 4 5 "0"# 4 并同时含有 .= 、 B/ 等］
学性能、抗晶间腐蚀、抗热裂纹、高温强度方面 进行对比。
择合适的超低碳焊接材料，保证焊缝金属为超低 碳［! （2） ? %3%! 5］的奥氏体； " 选用含有 0@ 或
!
化学成分和力学性能比较 根据 -. / 0 &1!,"&&# 《不锈钢焊条》 ， $!%&+、
’( 等稳定化元素的奥氏体焊接材料，一般要求焊
整，测量 + 点取其平均值即为所测焊缝铁素体含 量。 （- ）由于 ./’ ’%!!"# 双相不锈钢的热传导率 较低，在关键工序上应采取防焊接变形的措施。
!
结论 （ $） 按 工 艺 规 定 要 求 控 制 管 内 气 体 中 氧 气 的
含量，其焊缝背面成型效果好，焊缝金属为稻草 黄色或银白色。 （!）焊接时线能量控制适当，焊缝铁素体含量 检测值在 !- 0 1 #! 0，满足相关焊接规定的要求。
含碳量很低，即使由于熔合比的作用使堆焊层焊 缝增碳，其熔敷金属 ! （2 ） 也仅为 %3%! 5 ，因此产 生晶间腐蚀的可能性很小。对堆焊的焊缝试样进 行 敏 化 处 理 ， 再 经 过 硫 酸—硫 酸 铜 溶 液 煮 沸 腐 蚀
表" 焊条型号
$#%&’ 和 $#%&() 熔敷金属力学性能
抗拉强度 %( / CF: 伸长率 $ # / 5
$!%&+ $!%&’(
表#
#*% ##% $#%&’ 焊条复验结果
*# *#
"A 9 后，弯曲 "1%B未裂，表明晶间腐蚀试验合格。
&%% 2 %3"% 5 2 %3%1 5 2 %3%4 5 2 %3%! 5
化学成分 / 5
晶间腐蚀 剪切试验
2
2>
’@
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7
（H 法） 合格
/ CF: 4"# "/I
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"%4 #/J
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图!
,-!./(0. 钢晶间腐蚀的敏感温度—时间曲线
#
抗热裂纹 奥氏体不锈钢较一般结构钢易产生焊接热裂
纹，其中以焊缝的结晶裂纹为主。焊缝的金相组 织、化学成分和焊接应力是导致焊接接头产生热 裂纹的主要因素。表 # 为元素 2 和 ’( 对不锈钢焊 缝结晶裂纹倾向的影响。 为了将 2>,’@ 奥氏体不锈钢的化学成分、结晶 模式及金相组织密切联系起来，并用于评估焊缝 金属的热裂纹敏感性，明确防止焊接热裂纹的材
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石
油
工
程
建
设
!""# 年 $" 月
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不锈钢焊条 !"#$% 和 !"#$&’ 的对比
胡 炜，李奋昆
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引言
!""! 年至 !""% 年期间，中石油第二建设公司 容器制造厂为兰州石化公司 #"" 万 ? @ A 常减压蒸馏 装 置 制 造 了 ## 台 设 备 ， 其 中 复 合 板 设 备 !- 台 ， 包 括 $ 座 减 压 塔 、 $ 座 常 压 塔 、 !+ 台 换 热 器 。 设
由表 4 及 789:;<<=;> 组织图可知，2 是强奥氏体 形成元素，’( 是铁素体形成元素。焊条 $!%&’( 中 添加了合金元素 ’(，主要目的是为了提高抗晶间 腐蚀、抗热裂纹性能，增加高温强度和细化晶粒。
"
抗晶间腐蚀 防 止 焊 缝 金 属 发 生 晶 间 腐 蚀 的 措 施 有 ：!选
$!%&’(，两者有什么区别。 我 们 从 化 学 成 分 、 力
性能。 根据表 2 的数据，计算 72"89 熔敷金属的 ’+,和 ./,-： （’+ ） （;<） （.= ） ’+,- : ! 6! 6 "03 ! : !!08> 4 （./） （’ ） （.） ./,- : ! 6 2# ! 6 !" ! : $208$ 4 （! ） ’+,- * ./,- : $0>#，" : $! 4。 根 据 表 $ 的 数 据 ， 计 算 72"8.= 熔 敷 金 属 的 ’+,- 和 ./,-： （’+ ） （;<） （.= ） ’+,- : ! 6! 6 "03 ! : !202$ 4 （./） （’ ） （.） ./,- : ! 6 2# ! 6 !" ! : $#0# 4 （! ）: ? 4 。 ’+,- * ./,- : $0#"，" 因此， 72"89 和 72"8.= 的熔敷金 属 都 具 有