不銹鋼壓力容器板的焊接特點(diǎn)

不銹鋼是指在鋼中加入一定量的鉻元素后，其表面形成致密鈍化膜，從而有了不容易生銹的特性。而要達(dá)到這一目標(biāo)，不銹鋼中鉻含量就一定要大于12％。此外為提高不銹鋼的鈍化性，往往還需要向不銹鋼中加入可使不銹鋼更易于鈍化的鎳、鉬等元素。通常所指的不銹鋼實(shí)質(zhì)上就是不銹鋼和耐酸鋼的合稱。不銹鋼不一定能夠耐酸，但耐酸鋼一般都具有較好的不銹性能。不銹鋼按金相組織差異主要可分成奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼等。

奧氏體不銹鋼容器板的焊接特點(diǎn)

應(yīng)用*廣泛的不銹鋼要屬奧氏體不銹鋼了，其中高鉻-鎳型*為常見。現(xiàn)在的奧氏體不銹鋼大致可分為Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)主要是四點(diǎn)。

1、首先是焊接熱裂紋。由于奧氏體不銹鋼的熱傳導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，所以在焊接工序進(jìn)行時(shí)，焊接接頭部位的高溫停留時(shí)間較長(zhǎng)，焊縫容易形成粗大的柱狀晶組織，在凝固結(jié)晶過(guò)程中，如果硫、磷、錫、銻、鈮等雜質(zhì)元素的含量較高，就會(huì)在晶間形成低熔點(diǎn)共晶，在焊接接頭承受較高的拉應(yīng)力時(shí)，也容易在焊縫中產(chǎn)生凝固裂紋，進(jìn)而在熱影響區(qū)形成液化裂紋，這屬于焊接熱裂紋。而避免熱裂紋*有效的途徑就是降低奧氏體不銹鋼及焊材中易產(chǎn)生低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素，另外要使鉻鎳奧氏體不銹鋼中含有4％~12％的鐵素體組織。

2、其次是晶間腐蝕。根據(jù)貧鉻理論，如果在不銹鋼晶間上析出碳化鉻，就會(huì)造成晶界貧鉻，這是形成晶間腐蝕的主要原因。所以避免晶間腐蝕的主要措施是選擇超低碳焊材或含有鈮、鈦等穩(wěn)定化元素的焊材。

3、應(yīng)力腐蝕開裂。一般這種情況的表現(xiàn)是脆性破壞，并且破壞發(fā)生的過(guò)程時(shí)間也比較短，所以危害嚴(yán)重。導(dǎo)致奧氏體不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的主要原因是焊接殘余應(yīng)力，即焊接接頭的組織變化或應(yīng)力集中存在，另外局部腐蝕介質(zhì)濃縮也是會(huì)促使產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的原因。

4、焊接接頭的σ相脆化。σ相是一種脆硬的金屬間化合物，主要析集于柱狀晶的晶界。γ相和δ相都可發(fā)生σ相轉(zhuǎn)變。比如對(duì)于Cr25Ni20型焊縫在800℃~900℃加熱時(shí)，就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的γ→δ轉(zhuǎn)變。對(duì)于鉻鎳型奧氏體不銹鋼，特別是鉻鎳鉬型不銹鋼，易發(fā)生δ→σ相轉(zhuǎn)變，這主要是由于鉻、鉬元素具有明顯的σ化作用，當(dāng)焊縫中δ鐵素體含量超過(guò)12％時(shí)，δ→σ的轉(zhuǎn)變非常顯著，造成焊縫金屬的明顯的脆化，這也就是為什么熱壁加氫反應(yīng)器內(nèi)壁堆焊層將δ鐵素體含量控制在3％~10％的原因。

鐵素體不銹鋼容器板的焊接特點(diǎn)

鐵素體不銹鋼有普通鐵素體不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼兩大種類，其中普通鐵素體不銹鋼有Cr12~Cr14型，如00Cr12、0Cr13Al；Cr16~Cr18型，如1Cr17Mo；Cr25~30型。由于普通鐵索體不銹鋼中的碳、氮含量較高，因此進(jìn)行加工成形和焊接相對(duì)較為困難，耐腐蝕性能也難有效保障，所以應(yīng)用受限。而在超純鐵素體不銹鋼中則嚴(yán)格控制了碳和氮元素的總量，通?？刂圃?span lang="EN-US">0.035％~0.045％、0.030％、0.010％~0.015％三個(gè)層次，另外還加入了必要的合金元素來(lái)提高不銹鋼的耐腐蝕性和綜合性能。和普通鐵素體不銹鋼相比，超純高鉻鐵素體不銹鋼的耐均勻腐蝕、點(diǎn)蝕及應(yīng)力腐蝕性能都非常好，更多的應(yīng)用在了石化設(shè)備中。鐵素體不銹鋼的焊接特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。

1、在焊接高溫作用下，加熱溫度達(dá)到1000℃以上的熱影響區(qū)尤其在近縫區(qū)的晶粒會(huì)急劇長(zhǎng)大，焊后即使快速冷卻，也無(wú)法避免因晶粒粗大化引起的韌性急劇下降及較高的晶間腐蝕傾向。

2、鐵素體不銹鋼自身就含有較高的鉻元素，另外有害元素碳、氮、氧等也較多，脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，缺口敏感性較強(qiáng)。所以在焊后脆化現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

3、在400℃~600℃長(zhǎng)時(shí)間加熱緩冷時(shí)，容易出現(xiàn)475℃脆化，嚴(yán)重降低常溫韌性。在550℃~820℃長(zhǎng)時(shí)間加熱后，則容易從鐵素體中析出σ相，也明顯降低其塑、韌性。

馬氏體不銹鋼容器板的焊接特點(diǎn)

馬氏體不銹鋼主要有Cr13型馬氏體不銹鋼、低碳馬氏體不銹鋼和超級(jí)馬氏體不銹鋼三種。Cr13型有著一般抗腐蝕性能，從Cr12為基的馬氏體不銹鋼，因加入鎳、鉬、鎢、釩等合金元素，除有著一定的耐腐蝕性能，還具有較強(qiáng)的高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化性能。

馬氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)主要是Cr13型馬氏體不銹鋼焊縫和熱影響區(qū)的淬硬傾向特別大，焊接接頭在空冷條件下便可得到硬脆的馬氏體，在焊接拘束應(yīng)力和擴(kuò)散氫的作用下，非常容易出現(xiàn)焊接冷裂紋。當(dāng)冷卻速度較小時(shí)，近縫區(qū)及焊縫金屬會(huì)形成粗大鐵素體及沿晶析出碳化物，使接頭的塑、韌性顯著降低。

另外低碳及超級(jí)馬氏體不銹鋼的焊縫和熱影響區(qū)冷卻后，雖然全部轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞捡R氏體，但也不會(huì)出現(xiàn)明顯的淬硬現(xiàn)象，其焊接性能也是非常好的。