火力發(fā)電廠EH油管焊接詳論（奧氏體不銹鋼0cr17Ni14Mo）316L

程 平

（華能國(guó)際電力股份有限公司德州電廠，山東 德州 253000）

不銹鋼是廣泛應(yīng)用于電廠高溫、耐腐蝕及汽輪機(jī)油系統(tǒng)（EH油管）奧氏體不銹鋼焊接時(shí)焊材選用與馬氏體和鐵素體相比要有較好的焊接性，但是焊接時(shí)仍需要注意很多問(wèn)題，奧氏體不銹鋼焊接接頭在腐蝕環(huán)境中使用較長(zhǎng)時(shí)間后焊縫焊趾及熱影響區(qū)會(huì)在敏化區(qū)（焊接時(shí)加熱到600~1000°的區(qū)域）出現(xiàn)不同程度的晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕斷裂，奧氏體不銹鋼在一些特定的腐蝕、震動(dòng)、高溫、高壓介質(zhì)中使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，這是由于焊后存在較大的殘余應(yīng)力及焊縫區(qū)域碳擴(kuò)散、腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果，焊縫結(jié)晶裂紋奧氏體焊縫在冷卻過(guò)程中很容易形成方向性強(qiáng)的柱狀晶組織使SP等雜質(zhì)在焊縫中心偏聚，形成低熔點(diǎn)共晶，弱化了該處的抗裂紋能力，加上奧氏體不銹鋼收縮量很大焊接過(guò)程中易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力促使焊縫容易出現(xiàn)結(jié)晶裂紋，奧氏體不銹鋼用焊材的選擇原則時(shí)在無(wú)裂紋的前提下保證焊縫金屬的耐腐性能及力學(xué)性能與母材基本相同，或高于母材，在不影響耐腐性能的前提下希望含鐵素體，這樣既能保證良好的抗裂性能又有良好的耐腐性能，對(duì)于長(zhǎng)期高溫運(yùn)行的奧氏體鋼焊件中要限制焊縫金屬內(nèi)的鐵素體含量不超過(guò)5%以防在使用過(guò)程中鐵素體發(fā)生脆性轉(zhuǎn)變[1]。如316L型奧氏體不銹鋼是允許少量鐵素體存在的，否則會(huì)降低其耐腐性能，奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，要特別注意選用相匹配的焊接材料和適宜的焊接工藝方法，如果選用不當(dāng)，有可能引起晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕或焊接熱裂紋等。

1 鎳基焊材

（1）鎳是一種用途廣泛的重要有色金屬，具有熔點(diǎn)高，耐腐性好，力學(xué)性能優(yōu)良等特性，采用鎳基焊材能夠在焊縫金屬液態(tài)中增加鎳的含量，鎳的含量增加可以提高長(zhǎng)期高溫、抗氧化性、組織穩(wěn)定性和耐熱性，對(duì)高頻震動(dòng)的焊口起到了良好的抗裂性能。更使用于低溫、超低溫、耐腐蝕等重要管道[2]。

（2）奧氏體不銹鋼晶間腐蝕是在450°~850°之間，而這個(gè)時(shí)間停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生，熔池溫度一高能產(chǎn)生碳的擴(kuò)散遷移這樣一來(lái)焊口經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫、高壓、震動(dòng)就能造成接頭熔合區(qū)發(fā)生脆性斷裂，在焊接過(guò)程中溫度控制也是防止碳擴(kuò)散的原因之一。如果焊接電流大，運(yùn)條比大也容易發(fā)生裂紋，所以對(duì)根部焊道等拘束度較大的部位焊接就必須用低電流，低焊速[3]。

2 材料

0cr17Ni14Mo奧氏體不銹鋼

規(guī)格：直徑20X2mm、51X3.5mm。

3 焊接過(guò)程論述

焊接設(shè)備：奧太焊機(jī)——400（如圖1所示）。

圖1 焊接過(guò)程

焊絲：鎳基焊絲 SG6390TiG 直徑1.6或2.0 焊條：UTP不銹鋼焊條直徑2.4mm.

圖2 氬弧焊打完底后所呈現(xiàn)的收弧處

在焊接時(shí)點(diǎn)口可以分四個(gè)點(diǎn)、點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3、點(diǎn)4，首先點(diǎn)1點(diǎn)，焊點(diǎn)長(zhǎng)度不大于5mm，對(duì)應(yīng)點(diǎn)2點(diǎn)，其次3點(diǎn)、4點(diǎn)，打底可分4次完成，點(diǎn)完焊口打底時(shí)先從2點(diǎn)至4點(diǎn)焊接，焊接時(shí)注意起弧、收弧、接頭質(zhì)量，完成后待焊口溫度不燙手為宜，再?gòu)?點(diǎn)至1點(diǎn)焊接，方法、溫度控制同2點(diǎn)至3點(diǎn)焊接，再其次4點(diǎn)至1點(diǎn)焊接，焊完后自然冷卻到室溫，在打底過(guò)程中應(yīng)注意起弧后應(yīng)將點(diǎn)口收弧處完全溶透在進(jìn)行加絲，加絲時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤，氬弧焊槍嘴與焊件應(yīng)成八十度至八十五度之間，如小于八十度容易使熔池變形，收弧時(shí)更容易產(chǎn)生熱裂紋，氬弧焊打完底后可用電磨頭將氬弧焊收弧處打磨）等冷卻到40~50°后使用N焊條恰弧進(jìn)行蓋面，蓋面時(shí)注意：①必須等氬弧焊打完底的焊口冷卻到室溫后；②恰弧蓋面時(shí)應(yīng)控制熔池溫度一弧將一弧壓好，控制好一弧與一弧的間距，每一弧的頻率，避免同一部位多次重復(fù)加熱，或停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，并掌握好焊條角度，焊縫寬度6~8mm為宜，增加焊縫強(qiáng)度，焊接完畢后可用壓縮空氣吹的辦法強(qiáng)制冷卻，如圖2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

焊接接頭采用對(duì)接接頭，嚴(yán)禁插接接頭，V型坡口，間距2mm。如用割管機(jī)進(jìn)行直徑51X3.5的管子割除割完后應(yīng)將坡口重新修整，采用氬弧焊打底，焊接電流50A~60A。每個(gè)焊口要求全部沖氬保護(hù)（電焊蓋面也應(yīng)沖壓保護(hù)）。打底完畢后可用壓縮空氣強(qiáng)制冷卻，冷卻40~50°后采用NCF焊條進(jìn)行恰弧蓋面焊接電流60A~65A。焊縫完成后焊工自檢，不允許有咬邊缺陷。注：此焊接方法適用于EH油管與震動(dòng)設(shè)備連接處焊接點(diǎn)，事實(shí)證明機(jī)組經(jīng)過(guò)六年的運(yùn)行沒(méi)有發(fā)生過(guò)一次滲油、裂紋等事故，而利用普通不銹鋼焊絲經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行。