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9Ni耐-196度超低温油罐钢板的裂缝焊接措施
作者:上海聚晋021-66052977     点击:2216     发布时间:2012-08-31

06Ni9DR(9Ni)钢是目前业内公认的技术含量最高,开发、生产难度最大的钢种之一。9Ni又称6Ni9DR,一般叫其9Ni或9镍钢,主要用于制造液化天然气(LNG)储罐和运输船舶,最低使用温度可达-196℃,其强度高、低温韧性优异、焊接性能良好,是深冷环境下使用的韧性最好的材料。相对于铝合金,9Ni钢具有更好的力学性能,因此LNG储存和运输设备的结构材料国际上普遍使用9Ni钢。其中,9Ni钢是惟一可以在-196 ℃使用的铁素体低温用钢,是深冷环境下使用的韧度最好的材料。9Ni钢广泛应用于低温运输槽船、液化天然气储罐等低温压力容器的关键部位,但这类钢的生产,从冶炼、浇注到轧制、热处理,每个环节的难度都很大,国内只有极少数厂家能生产少量产品,国内市场所需此类钢种几乎全部依赖进口。焊接裂纹是金属在焊接应力及其他致脆因素的共同作用下,焊接接头中局部区域的金属原子结合遭到破坏,从而形成了新界面而造成的缝隙。焊接9Ni钢时,可能遇到的严重质量问题是焊接接头裂纹,焊接裂纹与所采用的焊接材料的类型、焊接热输入和焊接工艺有很大关系,因此选择合适的焊接材料和焊接工艺相当重要。1)焊接热裂纹采用Ni基、Fe-Ni基或Ni13%-Cr16%奥氏体不锈钢焊材焊接Ni9钢时,都可能产生热裂纹(在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹),如用25Cr16Ni13Mn8W3焊条焊接9Ni钢时,还可能产生弧坑裂纹(在弧坑中产生的热裂纹)、高温失塑裂纹、液化裂纹,也可能在熔合区中产生显微疏松。焊缝热裂纹易产生于打底焊缝或定位焊缝中。如果夹渣较多时,也能从夹渣处产生裂纹,定位焊时在起弧处也可能产生裂纹。裂纹倾向还与焊接位置有关,在平、立、横、仰四个焊接位置中,横焊与平焊的裂纹倾向最大,立焊与仰焊较小。显微疏松(或称折叠中的显微裂纹)主要产生在焊缝熔合区,这种缺陷一般很小。所谓折叠是焊接过程中由于电弧的搅动,把部分母材熔化金属带入焊缝中造成的。带入焊缝中的这部分母材虽经熔化,但未与焊条金属相混合,其成分基本上是原9Ni钢的成分。9Ni钢焊接时,因为焊缝金属的合金元素比9Ni钢高得多,但其熔点低于Ni9钢,陷入折叠之中的焊缝金属的凝固时间晚于周围的折叠金属。因此,在它凝固时得不到周围液体金属的补充而产生裂纹,实际上是金属显微疏松。要消除以上几种裂纹,有效的办法是最大限度地减少有害杂质元素、采用正确的焊接工艺参数和良好的收弧技术,并配合适当的打磨处理。 2)焊接冷裂纹即焊接接头冷却到较低温度下时产生的焊接裂纹,9Ni钢本身与同等强度水平的其他低合金钢相比有较好的抗冷裂的能力,在低氢条件下一般不会产生冷裂纹。但采用低镍高锰型奥氏体焊条时,因母材的稀释作用在熔合区处会出现高硬度的马氏体带,对氢脆比较敏感。防止焊接冷裂纹的措施是在施焊过程中严格执行焊接工艺规程,特别是焊条烘干、焊接环境温、湿度及焊接规范等等。当焊接环境湿度较大或母材表面结露时,在坡口两侧150mm范围内采用烤把火焰加热以去除湿气,消除氢对焊接质量的影响避免产生焊接裂纹。还有,采用Ni基合金焊接材料,使熔合区基本上不出现高硬度马氏体带,对防止冷裂纹非常有利。
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