316L不锈钢薄板埋弧焊工艺

WeldingTechnologyVol.40No.2Feb.2011·焊接质量控制与管理·

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文章编号:1002-025X(2011)02-0051-03

316L不锈钢薄板埋弧焊工艺

韩书芹,马万洪,赵毅青,王

立,杨

鲲,郑金刚,信连胜,祁洪卫,韦福水,杜剑峰

(天津大学北洋化工设备有限公司,天津300072)

摘要:论述了316L不锈钢的焊接性。选用ER316L焊丝配用SJ601焊剂,进行了316L薄板埋弧焊的焊接工艺评定试验。用经过评定合格的SAW工艺,对厚度分别为6mm和5mm的316LMA水解塔的纵焊缝和环焊缝进行施焊。焊后依据JB/T4730.2—2005标准进行了

RT检验,其一次合格率为100%。

关键词:316L不锈钢;薄板;容器;埋弧焊中图分类号:TG445

文献标志码:B

0引言

本公司承接了宁波某化学公司“MA水解塔”和

1.1热裂纹

316L属奥氏体(A)不锈钢。由于其热导率λ

小,热膨胀系数α大,因此,在焊接局部加热和冷却的条件下,焊缝金属凝固过程中产生较大的拉应力。这就是产生焊接热裂纹的力学因素。此外,焊接熔池结晶时,易于联生结晶,形成方向性强的柱状晶组织。如果熔池中的S,P含量较大,它们与Ni生成低熔点共晶,并存在于柱状晶间,形成了低强度的晶间液膜。这就是产生焊接热裂纹的冶金因素。晶间液膜在拉应力的作用下,产生焊接热裂纹。

“MA水解液分离塔”的制作任务。MA水解塔的高度为23.3m,内径为1500mm。塔的工作压力为0.1

MPa,设计压力为0.2MPa。塔的主体材质为6mm厚

的316L(022Cr17Ni12Mo2)不锈钢。MA水解液分离塔的高度为19.25m,内径为1000mm。塔的工作压力为0.105MPa,设计压力为0.2MPa。塔的主体材质为5mm厚的316L不锈钢。

由于在JB/T4709—2000《钢制压力容器焊接规程》

[1]

中,316L钢推荐选用的焊接材料只有A0221.2残余应力和变形

由于316L不锈钢的热物理性能的特殊性,它与一

(E316L-16)焊条,因此大多采用焊条电弧焊焊接该钢制造的压力容器[2-6]。但文献[7-8]是采用埋弧焊焊接工艺,其容器的板厚分别为25mm和16mm,属中厚板。本文参照上述文献完成了316LMA水解塔及水解液分离塔的焊接制作。

般的结构钢相比,焊接过程中易产生较大的应力和变形,因此,焊后的残余应力和残余变形也较大,导致厚板容器焊接残余应力过大;薄板容器焊接残余变形量超标。此外,还增加了容器使用过程中产生SCC的诱因。

1.3

1

316L钢的焊接性

316L钢的化学分成见表1。316L不锈钢焊接时,

易产生热裂纹;焊后会出现较大的残余应力和变形;容器在使用过程中有可能产生晶间腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)。

元素

表1

晶间腐蚀

C含量是影响晶间腐蚀的重要因素。虽然316L

是超低碳不锈钢,有较强的抗晶间腐蚀能力;同时其成分中有w(Mo)2%,可使其在还原性酸中表面形成很稳定、很致密、很完整而且与金属基体结合牢固不易剥落的钝化膜,可增强钢的耐腐蚀性,但是焊缝组

S

P

316L钢的化学成分(质量分数)

Ni

Mn

Si

(%)

CCrMo

织是呈方向性强的柱状晶,在晶界上杂质较多,有产生晶间腐蚀的倾向。

标准值≤0.03016.0~18.010.0~14.0≤2.00≤0.752.00~3.00≤0.03≤0.045测定值

0.0316.639.921.390.482.070.00640.024

1.4SCC

关于SCC的机理有多种不同看法[9]。下面针对酸

收稿日期:2010-08-06

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