双相不锈钢管道的焊接摘要:以辽阳石化80万吨年PTA装置双相不锈钢管线为例,向读者介绍双相不锈钢2205的管道焊接,整个焊接具有一定的价值,为双相不锈钢焊接提供依据。关键词:双相不锈钢管道焊接工艺耐腐蚀0前言
铁素体奥氏体双相不锈钢是在超低碳铁素体不锈钢基础上发展起来的一种双相不锈钢,常温下为双相组织,与一般不锈钢相比,其Ni的质量分数低,Cr、N的质量分数高,具有较好的抗点蚀和抗应力腐蚀的性能。此外,其结晶结构中的Fe的质量分数高,所以比其他的不锈钢有更高的屈服强度。双相不锈钢由于具有奥氏体铁素体双相组织,且两个相组织的含量基本相当,故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。屈服强度可达400Mpa550MPa,是普通奥氏体不锈钢的2倍。与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的韧性高,脆性转变温度低,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高;同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点,如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小,具有超塑性及磁性等。与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的强度高,特别是屈服强度显著提高,且耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。辽阳石化80万吨年PTA装置中共有双相不锈钢有497m,最小管径为Φ213×211,最大管径为2191×818,属于中、低压管道。PTA装置双相不锈钢管道中介质为浓度6090的高浓度醋酸,是具有强腐蚀和刺激性的介质,焊接质量的好坏直接关系
f到整个装置生产的安全性。1双相不锈钢2205的焊接性分析
铁素体奥氏体双相不锈钢具有良好的焊接性,铁素体奥氏体双相不锈钢被加热到足够的温度时,出现奥氏体向铁素体的转变,温度升高到12501300℃时,可转变为纯铁素体组织,此时在进行冷却,首先在铁素体晶界生成晶核,逐渐生成奥氏体。冷却速度较慢生成的奥氏体越多,反之生成的奥氏体越少。该双相不锈钢与铁素体不锈钢相比,焊接出现的裂纹倾向低;与奥氏体不锈钢相比,焊接产生的脆化倾向低。然而,焊接工艺掌握不好,这种双相钢组织会引起焊缝和热影响区的脆化和焊接热裂纹的产生。实验表明,焊缝和热影响区德铁素体含量超过80时,会降低韧性并增加裂纹的产生,因此对焊缝的化学成分尤其是Ni的质量分数和冷却速度加以控制,防止单相铁素体以及晶粒粗大和裂纹的产生。双相不锈钢化成成分和力学性能见下表1、2:
2双相不锈钢的焊接工艺21焊前准备
坡口的制备:坡口角度为70±5°,主要是考虑稍大的坡口角度
f有利于保证熔合比和提高脱渣性能,实践证明当r