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    宏盛特鋼S32205雙相不銹鋼焊接工藝分析
    發布者: 發布時間:2020/9/26 閱讀:717

     S32205雙相不銹鋼被大量應用在一些腐蝕性強和工藝要求比較高的環境下,其屈服強度、抗拉強度和耐腐蝕性均高于普通的不銹鋼。浙江宏盛特鋼有限公司分析S32205雙相不銹鋼的成分和力學性能,研究其焊接性能和焊接工藝,提出具體的焊接參數,通過力學性能實驗和金相組織觀察,得出S32205雙相不銹鋼的焊接工藝對其組織和性能的影響非常大。多磷酸PPA,無色透明粘稠狀液體,易潮解。能與水混溶并水解為正磷酸,不結晶,有腐蝕性。有機合成中用作化合物環化劑及;瘎,也用作正磷酸的代用品及分析試劑。由磷酸與五氧化二磷加熱聚合而得。由于PPA腐蝕性強和工藝過程伴隨大量的溶劑,某PPA裝置工藝管道采用大量的S32205雙相不銹鋼,文章通過S32205雙相不銹鋼的一系列分析,簡單介紹了S32205雙相不銹鋼的焊接工藝。

     

    一、雙相不銹鋼簡介

     

      雙相不銹鋼是指鐵素體與奧氏體各約占50%,,一般較少相的含量最少也需要達到30%的不銹鋼。雙相不銹鋼從20世紀40年代在美國誕生以來,已經發展到第三代。它的主要特點是屈服強度可達400~550MPa,抗拉強度可達800MPa,是普通不銹鋼的2倍,因此可以節約用材,降低成本。在抗腐蝕方面,特別是介質環境比較惡劣(如磷酸、硫酸介質)的條件下,雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于普通的奧氏體不銹鋼,可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。

     

    二、S32205雙相不銹鋼成分與力學性能

     

      S32205雙相不銹鋼是一種含氮的不銹鋼,其合金元素主要為鉻、鎳、鉬。S32205雙相不銹鋼屬于高強度不銹鋼。S32205雙相不銹鋼具有良好的焊接性能,兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點。與鐵素體不銹鋼相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點;與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。與鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼相比,它既不像鐵素體不銹鋼的焊接熱影響區,由于晶粒嚴重粗化而使塑韌性大幅降低,也不像奧氏體不銹鋼那樣,對焊接熱裂紋比較敏感。氮在強化S32205雙相鋼中取重要作用,當氮的質量分數超過0.2%時,氮的固熔強化使奧氏體的強度大于鐵素體。增加鐵素體含量,會導致沖擊韌性降低,也導致氮在鐵素體中析出,生產氮化鉻,所以氮在鐵素體中比在奧氏體中的溶解度底。

     

    三、S32205雙相不銹鋼焊接性能和工藝分析

     

     焊接是一個復雜的冶金過程,S32205雙相不銹鋼的焊接質量,取決于焊縫和HAZ的鐵素體與奧氏體含量的平衡和兩相組織的均勻性。在焊接過程中,從凝固點到1200℃為鐵素體組織;1200~800℃奧氏體從鐵素體中析出;800℃~475℃可能有中間相析出。如碳化物、氮化物等。所以,焊接線能量輸入的大小,直接影響焊縫和HAZ中鐵素體的含量。線能量過小,不利于奧氏體析出;線能量太大,則引起合金元素鉻、鎳、鉬的燒損,導致材料的抗腐蝕性能和機械性能下降,而中間相就更容易析出。

     

     焊縫的高溫和快冷會使雙相鋼組織鐵素體化,鐵素體含量增加又導致沖擊韌性和抗腐蝕性能降低。所以,合理的焊接工藝對焊縫質量至關重要。與奧氏體不銹鋼相比,S32205雙相不銹鋼對污物更為敏感,特別是油污和水分。任何類型的油污和水分都會影響焊接質量,從而破壞抗腐蝕和力學性能,因此,焊前必須對材料表面進行清理。當空氣濕度比較大或者管件上有水分時,可預熱。首先要清理材料表面,然后均勻預熱到100℃。

     

     S32205雙相不銹鋼具有良好的導熱性和膨脹系數低的特點,焊接時不會產生很大的殘云應力,所以有很強的抗裂性能。雖然S32205雙相不銹鋼有很強的抗裂性能,但在焊接時,也不能用太大的焊接線能量。因為線能量太大會導致焊縫組織晶粒組大,導致抗腐蝕性能下降,所有,在實際焊接工作中,必須將焊接層間溫度控制在100℃以下。這樣焊接生產率會相對較低,要合理安排焊接順序以保證層間溫度的冷卻時間。

     

    四、焊接工藝參數

     

     焊接工藝參數通過焊接工藝評定確定。焊接工藝評定材料如下:焊接試件:ASTM A790 S32205雙相不銹鋼,焊接材料ASME SFA-5.9-04 ER22009,φ2.0mm,Avesta生產。焊材化學成分見表。焊接試件規格:φ144mm*5.5mm*200mm,S32205不銹鋼管材化學成分見表,力學性能見表。管對接,V型坡口。焊接位置:6G;層間溫度小于100℃。焊接方法:GTAW。保護氣體:99.99%氬氣。焊接設備為:WS7-400逆變直流手工氬弧焊機,直流正接。焊接結束,檢查焊縫外觀質量,無咬邊、氣孔、裂紋和未焊透等缺陷。射線檢測結果均為I級。

     

    五、焊接接頭的力學性能試驗

     

     根據NB/T47014-2011規定,對焊接試件進行面彎、背彎和拉伸試驗,試驗數據見表。

     

    六、金相組織

     

     雙相不銹鋼焊縫中的鐵素體和奧氏體含量的均衡,對焊縫的力學性能和抗腐蝕性能有很大的影響。所有,有必要檢測焊縫、HAZ和母材的鐵素體含量。

     

    七、結語

     

     在管道施工中,焊接直接至關重要,尤其是PPA項目,決定著整個系統的穩定運行與安全。制定合理的焊接工藝是重中之重,在制度焊接工藝時,要注意以下幾方面:選擇合理的焊接線能量很重要,線能量小,冷卻快,會導致焊縫鐵素體增加;線能量大,不僅合金元素燒損嚴重,而且冷卻慢,會使中間相析出,引起相組織不平衡,抗腐蝕能力下降。S32205雙相不銹鋼對污染很敏感,油污、水分均會影響焊接質量和焊縫的力學性能。所以,焊前,必須對焊件進行清理。焊縫組對時,嚴格控制組對質量,避免強力組對。否則,焊接后,變形很難校正,即使勉強校正,也會產生很大的殘余應力,使焊縫力學性能和抗腐蝕性能下降。焊接完成,應對焊縫及HAZ進行鐵素體檢測,若鐵素體含量低于40%時,S32205雙相不銹鋼焊縫的機械性能大大下降;若鐵素體含量低于30%時,S32205雙相不銹鋼焊縫的焊縫還會產生脆化。

     

     

     

     
     

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