甲醇裝置區(qū)316及316H材質(zhì)管線焊接技術(shù)

張躍飛

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司 山西太原 030032）

煤氣制甲醇核心轉(zhuǎn)化裝置區(qū)有一種特殊材質(zhì)的不銹鋼（316H、316）材料被廣泛應(yīng)用，在對(duì)比兩種材料中發(fā)現(xiàn)，國(guó)標(biāo)要求的316、316H系列的管道P、Ni含量與ASME標(biāo)準(zhǔn)要求不同，國(guó)標(biāo)中的P、Ni含量比ASME標(biāo)準(zhǔn)要少。與316材質(zhì)相比，316H含碳量高，抗脫碳性更高，適于高溫條件使用。

1 316系列管材特性及應(yīng)用

316與316H材質(zhì)不同溫度下的許用應(yīng)力：

表1

2 焊接工藝

為了保證316、316H管線系統(tǒng)的焊接質(zhì)量，施工前須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，執(zhí)行《石油化工鉻鎳不銹鋼、鐵鎳合金和鎳合金焊接規(guī)程》（SH/T3523-2009）、《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》（NB/T47014-2011）、《承壓設(shè)備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件》（（JB/T4728）NB/T47010-2010）的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 鎢極氬弧焊（GTAW）焊接要求

表2

適用管徑：≤φ60.3mm，適用壁厚：≤5.0mm。

2.2 焊接方法及質(zhì)量控制

（1）316、316H管線焊接采用鎢絲氣體保護(hù)焊和手工電弧焊（氬電聯(lián)焊），采用多層多道焊。

（2）在質(zhì)量控制上，為了控制好焊接質(zhì)量，防止焊縫晶間腐蝕，需要提高焊接時(shí)的冷卻速度。鉻鎳奧氏體鋼層間溫度控制在150℃以下；每一層焊道完成后應(yīng)清除焊道表面熔渣，并消除各種表面缺陷，每層焊道的接頭應(yīng)錯(cuò)開，我們?cè)谑┕み^程中焊接采用多層多道焊，焊接用小電流快速度方式進(jìn)行，嚴(yán)格控制焊接線能量。為了提高焊接速度，在焊接完畢后可采用濕毛巾輔助冷卻，確保施工進(jìn)度。

2.3 不銹鋼焊接控制線能量輸出的重要性

奧氏體不銹鋼在經(jīng)500～800℃溫度區(qū)間進(jìn)行敏化處理時(shí)，過飽和固溶的碳向晶粒間界的擴(kuò)散比鉻擴(kuò)散的快，在晶界附近的鉻形成貧鉻現(xiàn)象，形成晶間腐蝕。

熔化焊接時(shí)，熔合線附近由于過熱，大部分碳化物被溶解。當(dāng)?shù)诙渭訜岬矫艋瘻囟葏^(qū)（或多層焊或熱處理）時(shí)，主要沿晶界析出鉻的碳化物，由此引起晶間腐蝕。

晶間腐蝕導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力喪失，材料強(qiáng)度幾乎消失，是一種很危險(xiǎn)的腐蝕現(xiàn)象。在施焊過程中，嚴(yán)格控制線能量對(duì)控制焊接時(shí)層間溫度、提高焊接質(zhì)量有很重要得意義。

Q=I×U/V

式中：

I——焊接電流，單位：A；

U——電弧電壓，單位：V；

V——焊接速度，單位：cm/s；

Q——線能量，單位：J/cm。

2.4 焊接檢驗(yàn)

2.4.1 外觀檢測(cè)

（1）焊縫外觀成型應(yīng)良好，且應(yīng)平滑過渡；焊縫寬度應(yīng)以每邊不超過坡口邊緣2mm為宜；焊縫表面不得低于母材表面；焊縫余高不應(yīng)大于3mm。

（2）焊縫表面不允許有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣和飛濺等缺陷存在。

（3）焊縫咬邊深度應(yīng)≤0.5mm，連續(xù)長(zhǎng)度應(yīng)≤100mm，且焊縫兩側(cè)咬邊總長(zhǎng)度不得超過該焊縫長(zhǎng)度的10%。

2.4.2 焊縫無損檢測(cè)

外觀檢測(cè)合格后，依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)文件需進(jìn)行無損檢測(cè)。所有焊口焊接完畢后及時(shí)按照J(rèn)B/T4730.2進(jìn)行100%射線無損檢測(cè)，合格級(jí)別不低于Ⅱ級(jí)。射線檢測(cè)的不合格的焊縫須清除缺陷進(jìn)行返修。缺陷一般采用打磨的方法，休整到適合補(bǔ)焊的形狀。同一部位的返修次數(shù)不應(yīng)超過兩次，當(dāng)必要時(shí)超次返修，需分析原因，制定相關(guān)返修措施并報(bào)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后執(zhí)行。

2.5 其他注意事項(xiàng)

（1）特別注意由于國(guó)標(biāo)與美標(biāo)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同，微量元素含量不同，原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，可能造成監(jiān)理單位、建設(shè)單位對(duì)進(jìn)場(chǎng)對(duì)主要元素的含量提出質(zhì)疑，施工前，要提前將制造標(biāo)準(zhǔn)變更為采購時(shí)得標(biāo)準(zhǔn)。

（2）進(jìn)場(chǎng)時(shí)316、316H管材及管件應(yīng)具備質(zhì)量檢驗(yàn)部門的質(zhì)量合格證，并有明顯標(biāo)志注明規(guī)格和商標(biāo)。包裝上應(yīng)標(biāo)有生產(chǎn)的名稱、批號(hào)、數(shù)量、生產(chǎn)日期和檢驗(yàn)代號(hào)。

（3）須檢查316、316H管材及管件是否有損壞跡象，如發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題，應(yīng)跟廠家及時(shí)聯(lián)系辦退貨手續(xù)。

（4）對(duì)進(jìn)場(chǎng)管材進(jìn)行化學(xué)成分分析試驗(yàn)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的管件原材料要求廠家留樣進(jìn)行化學(xué)成分分析（必要時(shí)可派人進(jìn)行監(jiān)造），化驗(yàn)合格的材料進(jìn)行標(biāo)識(shí)、入庫，對(duì)不合格的產(chǎn)品做好標(biāo)識(shí)單獨(dú)存放，不得與合格產(chǎn)品混放，防止錯(cuò)用。

3 結(jié)束語

基于316、316H的特殊材質(zhì)屬性并且在化工行業(yè)中充分的運(yùn)用，對(duì)其焊接工藝及注意事項(xiàng)分析總結(jié)意義重大。甲醇裝置區(qū)316及316H材質(zhì)管線施工技術(shù)的分析總結(jié)，不僅對(duì)同材質(zhì)工程施工提供技術(shù)參數(shù)指導(dǎo)，而且對(duì)同類施工提供指導(dǎo)性意見。避免因焊接工藝與焊接材料使用不當(dāng)造成不必要的事故。