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304不銹鋼與低碳鋼異種鋼焊接接頭性能研究

Wed, 01 Jun 2022 08:08:19 +0800

本文通過(guò)理論分析和試驗(yàn)研究，對(duì)不銹鋼-低碳鋼焊接接頭的金相組織、力學(xué)性能、裂紋敏感性進(jìn)行了探討，本研究對(duì)于優(yōu)化焊接工藝、提高焊接接頭的使用壽命等具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

在石油化工、造紙、紡織印染機(jī)械及釀酒設(shè)備中，有許多結(jié)構(gòu)是采用異種鋼焊接而成的。如各種容器、罐體結(jié)構(gòu)內(nèi)壁與腐蝕介質(zhì)接觸的部位常采用不銹鋼，而基座，法蘭等不與腐蝕介質(zhì)接觸的部位采用碳鋼或低合金鋼。異種奧氏體鋼的焊接結(jié)構(gòu)能節(jié)省大量不銹鋼，大大降低設(shè)備的成本。異種金屬焊接接頭要滿(mǎn)足工程上復(fù)雜工況下的性能要求，關(guān)鍵在于解決異種金屬的焊接性問(wèn)題。

一、304不銹鋼與低碳鋼異種鋼焊接性分析

低碳鋼和304不銹鋼的化學(xué)成分和物理性能有較大的差別，因此焊接接頭的成分和性能變化比較復(fù)雜，焊接時(shí)常出現(xiàn)以下幾個(gè)主要問(wèn)題。

（一）焊縫金屬容易產(chǎn)生裂紋

碳素鋼與304不銹鋼焊接時(shí)，焊縫金屬產(chǎn)生裂紋的主要原因是由于稀釋作用，焊縫中的奧氏體形成元素含量減少，出現(xiàn)脆硬的馬氏體組織，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋。為了防止母材金屬對(duì)焊縫的稀釋作用，使焊縫不產(chǎn)生裂紋，在焊接生產(chǎn)中常采用下列措施：

1.嚴(yán)格控制焊縫的稀釋率。實(shí)踐表明，焊縫的稀釋率控制在30%以下，能有效地防止裂紋傾向。而母材金屬對(duì)焊縫的稀釋作用，主要通過(guò)選擇焊接方法與填充材料來(lái)解決。

2.采用過(guò)渡層。焊接低碳鋼與304不銹鋼時(shí)，可先在低碳鋼的坡口表面用含鉻鎳量高的焊條堆焊一層奧氏體過(guò)渡層，然后再將過(guò)渡層與不銹鋼焊接。

（二）焊接接頭的塑性和韌性降低

碳素鋼與304不銹鋼焊接時(shí)，焊接接頭塑性和韌性降低的主要原因是熔合區(qū)出現(xiàn)脆性層。出現(xiàn)脆性層的原因有：

1.焊接時(shí)由于熔池邊緣金屬溫度較低、流動(dòng)性差，熔化的母材金屬和填充材料不能充分混合，其結(jié)果是母材金屬所占比例較大，在碳素鋼母材金屬側(cè)的熔合區(qū)金屬中，容易形成與焊縫內(nèi)部成分不同的脆性層。

2.碳素鋼母材金屬的稀釋作用大。由于碳素鋼含碳量比不銹鋼多，碳素鋼對(duì)焊縫的稀釋作用較強(qiáng)，使熔合區(qū)的脆性層中含鉻、鎳量減少，其組織成為高硬度的馬氏體，所以脆性增加，塑性和韌性下降。

（三）熔合區(qū)產(chǎn)生軟化(脫碳層)和硬化(增碳層)現(xiàn)象焊接碳素鋼與304不銹鋼時(shí)，熔合區(qū)出現(xiàn)軟化和硬化是碳的遷移造成的。所謂碳的遷移就是碳從碳素鋼母材金屬中通過(guò)熔合區(qū)向焊縫遷移。其結(jié)果是靠近熔合線的碳素鋼母材金屬側(cè)出現(xiàn)脫碳層(鐵素體)而軟化，在焊縫側(cè)出現(xiàn)增碳層而硬化。碳的遷移使熔合線處碳的濃度差發(fā)生突變。

（四）焊縫金屬容易剝離

所謂“剝離”就是指焊接異種金屬時(shí)，由于物理性能和化學(xué)成分相差很大，焊后焊縫金屬自動(dòng)與母材金屬脫裂的現(xiàn)象。

焊接碳素鋼與304不銹鋼時(shí)，因?yàn)椴讳P鋼的線脹系數(shù)比碳素鋼大，熱導(dǎo)率比碳素鋼小，焊后會(huì)產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力值超過(guò)焊縫金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)沿熔合線產(chǎn)生裂紋，最后導(dǎo)致焊縫金屬剝離。

為防止焊縫金屬產(chǎn)生剝離現(xiàn)象，應(yīng)采取以下兩個(gè)有效措施：一是合理改善焊接接頭的應(yīng)力分布。二是嚴(yán)格控制冷卻速度。

二、研究?jī)?nèi)容與試驗(yàn)方法

（一）研究?jī)?nèi)容

1.比較焊條電弧焊與TIG焊對(duì)304不銹鋼與低碳鋼異種鋼焊接接頭焊縫組織及力學(xué)性能的影響。

2.研究304不銹鋼與低碳鋼異種鋼焊接接頭熱裂紋敏感性。

（二）試驗(yàn)方法

1.試樣及焊接工藝參數(shù)

試驗(yàn)材料：Q235A鋼，1Cr18Ni9Ti鋼。

試驗(yàn)尺寸：90×45×6mm。

焊接材料：A102焊條，HCr18Ni13焊絲。

2.304不銹鋼與低碳鋼異種鋼焊接接頭裂紋敏感性試驗(yàn)

采用巴東拘束裂紋敏感性試驗(yàn)方法。此法用于對(duì)接焊縫焊接時(shí)可得較大的拘束度，故對(duì)焊縫金屬中形成裂紋的敏感性較強(qiáng)，也有可能在母材熱影響區(qū)內(nèi)產(chǎn)生裂紋。將不銹鋼-低碳鋼樣板以對(duì)接接頭的形式擺放在一不小于30mm厚的平板上，用手工電弧焊將焊件式樣四周以固定焊縫焊牢。待焊件冷卻后焊接試驗(yàn)焊縫。

三、試驗(yàn)結(jié)果及分析

（一）焊條電弧焊焊縫及HAZ組織

奧氏體+鐵素體，呈枝晶狀分布；上方母材熱影響區(qū)的顯微組織，奧氏體+鐵素體+碳化物，呈帶狀分布。

鋼一側(cè)HAZ顯微組織，過(guò)熱區(qū)顯微組織為珠光體和鐵素體，略呈魏氏組織態(tài)，比母材粗大。

（二）TIG焊焊縫及HAZ組織

圖3中白色為奧氏體，黑灰色為碳化物析出物，能明顯看見(jiàn)碳化物從晶界析出，呈條狀分布。圖4中也有碳化物析出，呈帶狀分布，奧氏體晶粒明顯粗大。

（三）熔合區(qū)組織

從圖5和圖6可知無(wú)論焊條電弧焊還是TIG焊焊接接頭中熔合區(qū)的顯微組織都較容易辨認(rèn)。組織形狀因成分不同而各異，從熔合區(qū)到母材有幾個(gè)過(guò)渡區(qū)，呈“三明治”結(jié)構(gòu)形式。

（四）焊接接頭斷裂強(qiáng)度

拉伸試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。從試驗(yàn)結(jié)果上看，焊條電弧焊與TIG焊焊接接頭強(qiáng)度都有所降低。焊條電弧焊之所以斷在焊縫，主要由于A102焊條含碳量較低。

四、焊接頭裂紋敏感性

采用A102焊條電弧焊，直流反接進(jìn)行的巴東拘束試樣。試樣焊接接頭熱影響區(qū)出現(xiàn)肉眼能觀察到的表面裂紋，表明裂紋傾向較大。

采用填絲與不填絲焊鎢極氬弧焊，直流正接進(jìn)行的巴東拘束試樣。試樣焊接接頭均出現(xiàn)肉眼寬肩的表面裂紋，采用滲透檢查也沒(méi)有觀察到表面裂紋，表明裂紋傾向不大。

五、結(jié)論

1.珠光體—奧氏體異種鋼焊接接頭的組織，明顯分為三個(gè)主要特征區(qū)域，即焊縫金屬區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)。各區(qū)域的組織和成分分布決定于焊接材料的化學(xué)成分及焊接工藝。

2.珠光體—奧氏體異種鋼焊接接頭組織，從焊縫金屬區(qū)經(jīng)熔合區(qū)到熱影響區(qū)的組織具有典型的“三明治”結(jié)構(gòu)。

3.焊接方法和焊接材料的選擇對(duì)異種鋼接頭組織和性能具有很大影響。

4.從拉伸試驗(yàn)結(jié)果可知不銹鋼和低碳鋼焊縫中，低碳鋼一側(cè)由于碳的遷移及母材的稀釋作用，其性能降低。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)注意這一點(diǎn)，并采取一定措施減小其影響。

5.采用A102焊條電弧焊焊接珠光體—奧氏體異種鋼，焊接接頭有較大裂紋傾向；采用填絲（HCr18Ni13）與不填絲焊鎢極氬弧焊焊接珠光體—奧氏體異種鋼，焊接接頭裂紋傾向不大。

不銹鋼盤(pán)管焊接技術(shù)

Thu, 14 Apr 2022 09:16:15 +0800

不銹鋼盤(pán)管焊接技術(shù)的不斷發(fā)展已經(jīng)在眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的靈活應(yīng)用。不銹鋼盤(pán)管焊接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)被眾多相關(guān)人士所青睞，同時(shí)，其自身也有不可抗拒的缺點(diǎn)所在。因此，在不銹鋼盤(pán)管焊接過(guò)程中，要善于使用其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，將控制措施做得最好，熟悉相關(guān)不銹鋼盤(pán)管焊接技術(shù)的注意事項(xiàng)，保證做好焊接工作的質(zhì)量控制要求。只有保證了焊接的質(zhì)量，才可以使不銹鋼盤(pán)管焊接技術(shù)更好的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

不銹鋼盤(pán)管質(zhì)量是針對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)和制造焊接工裝的保障，本文從不銹鋼盤(pán)管工藝過(guò)程的特點(diǎn)對(duì)不銹鋼盤(pán)管焊接進(jìn)行分類(lèi)、分析，闡述了焊接中常見(jiàn)缺陷產(chǎn)生的原因，分析不銹鋼盤(pán)管焊接中常見(jiàn)的焊接工藝，技術(shù)，并針對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題提出了不銹鋼盤(pán)管常見(jiàn)的技術(shù)措施。

1焊接的分類(lèi)

1.1壓焊

在固態(tài)條件下，通過(guò)對(duì)兩盤(pán)管進(jìn)行加壓，進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)原子間的結(jié)合，這種焊接工藝被稱(chēng)為固態(tài)焊接。對(duì)于壓焊工藝來(lái)說(shuō)，通常情況下比較常用的是電阻對(duì)焊。將電流通過(guò)兩盤(pán)管的連接端，由于連接端的電阻較大，在電流通過(guò)時(shí)使得此處的溫度升高，當(dāng)溫度升高到一定程度，連接端成為塑性狀態(tài)時(shí)，在軸向壓力的作用下，使得兩盤(pán)管連接成―體，進(jìn)而完成焊接。在盤(pán)管進(jìn)行焊接的過(guò)程中，通過(guò)向連接端施加壓力，而不是向連接端填充材料，這是壓焊工藝的共性所在。通過(guò)壓焊工藝對(duì)盤(pán)管進(jìn)行焊接，焊接過(guò)程得到了簡(jiǎn)化，進(jìn)而在一定程度上提高了焊接的安全性。

1.2熔焊

在對(duì)盤(pán)管進(jìn)行焊接的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)接口進(jìn)行加熱，使其達(dá)到熔化狀態(tài)，這種焊接方法不需要施加任何的壓力，因此被稱(chēng)為熔焊。通過(guò)熔焊對(duì)盤(pán)管進(jìn)行焊接時(shí)，通過(guò)熱源對(duì)待焊兩盤(pán)管接口進(jìn)行迅速加熱，使接口處熔化，進(jìn)而形成熔池。熔池隨著熱源的移動(dòng)不斷向前移動(dòng)，經(jīng)冷卻后，熔池形成連續(xù)的焊縫，進(jìn)而完成對(duì)兩盤(pán)管的焊接。通過(guò)熔焊對(duì)盤(pán)管進(jìn)行焊接中，如果熔池直接與大氣接觸，在氧氣的作用下，不銹鋼盤(pán)管和各種合金元素會(huì)發(fā)生氧化，大氣中的氮、水蒸汽等同時(shí)也會(huì)進(jìn)入熔池，進(jìn)而在一定程度上影響焊縫的質(zhì)量。

1.3釬焊

在對(duì)盤(pán)管進(jìn)行焊接的過(guò)程中，采用比盤(pán)管熔點(diǎn)低的不銹鋼盤(pán)管作釬料，通過(guò)對(duì)盤(pán)管和釬料進(jìn)行加熱，超過(guò)釬料熔點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度，但是低于盤(pán)管熔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度，這種焊接方式稱(chēng)為釬焊。進(jìn)行焊接時(shí)，接口間隙通過(guò)液態(tài)釬料進(jìn)行潤(rùn)濕和填充，在一定程度上實(shí)現(xiàn)盤(pán)管的焊接。受盤(pán)管材料、焊接材料、焊接電流的影響，焊后在焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生過(guò)熱、脆化等現(xiàn)象，進(jìn)而降低焊件性能。

2焊接中常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生原因及防治措施

2.1咬邊

咬邊原因：是由于焊接運(yùn)條速度快或焊條角度不當(dāng)引起的。咬邊減小了工作截面，造成應(yīng)力集中。防止措施：利用合適的焊接電流和運(yùn)條手法，隨時(shí)注意控制電弧長(zhǎng)度。運(yùn)用合適的氬弧焊參數(shù)，注意焊接速度不宜過(guò)高，手法必須平穩(wěn)。鑄鐵含碳量高，焊接時(shí)易產(chǎn)生白口，既脆又硬，焊后容易產(chǎn)生裂紋；鑄鐵含磷高，給焊接帶來(lái)了一定困難。預(yù)防措施：選擇合適的焊接電流和焊接速度，清理坡口邊緣水分和銹跡。嚴(yán)格清理和焙烘焊接材料。如果發(fā)現(xiàn)焊條剝落或焊芯銹蝕時(shí)，要把焊絲除銹，選用合適的焊接工藝參數(shù)。焊接速度和線能量應(yīng)盡可能小些。

2.2未焊透

產(chǎn)生原因：焊接時(shí)，在焊件與焊縫不銹鋼盤(pán)管或焊縫層間有局部未熔透現(xiàn)象是沒(méi)有焊透，具體原因是由于焊接保護(hù)方法不當(dāng)，焊接部位變形過(guò)大，熔合區(qū)的可切削性低，提高焊縫補(bǔ)處的防滲透性能差，會(huì)出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。防止措施：正確選取坡口尺寸，焊清根要徹底。加熱時(shí)，適當(dāng)部位要先加熱使之膨脹，減少焊接應(yīng)力與形變，選擇減應(yīng)區(qū)，具體部位選在零件棱角、邊緣和加強(qiáng)肋等強(qiáng)度較高的部位。

2.3焊接裂紋

產(chǎn)生原因：是焊接熔池中存有低熔點(diǎn)雜質(zhì)，這些雜質(zhì)結(jié)晶凝固最晚，凝固后的強(qiáng)度又極低，這些低熔點(diǎn)雜質(zhì)在凝固過(guò)程中被拉開(kāi)，造成晶間開(kāi)裂。預(yù)防措施：對(duì)有裂紋的缺陷，補(bǔ)焊時(shí)熔池應(yīng)始終處于氬氣保護(hù)下，使用手工加絲鎢極氬弧焊時(shí)，要使用高頻衰減，不應(yīng)連弧。對(duì)于硬釬焊用熔點(diǎn)高于500℃的釬料進(jìn)行釬焊，軟釬焊，用熔點(diǎn)低于400℃，盡量減少受基本不銹鋼盤(pán)管可焊性的限制，一般適用于強(qiáng)度要求不高的零件的裂紋和斷裂的修復(fù)，尤其適用于低速運(yùn)動(dòng)零件的研傷、劃傷等局部缺陷的修補(bǔ)。

2.4夾渣

產(chǎn)生原因：焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣，焊接電流太小，電流太小形成“糊渣”，使用堿性焊條的電弧過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成夾渣。防止措施：先用煤油或汽油等將待焊補(bǔ)的部位擦洗干凈，用稀鹽酸去污粉，用鋼絲刷反復(fù)刷擦露出不銹鋼盤(pán)管光澤，用干凈的細(xì)鋼絲刷刷擦，染上一層均勻的淡紅色。將焊劑涂在焊補(bǔ)部位及烙鐵上，用電烙鐵切下少量焊條涂在施焊部位，迅速地在鍍銅面上往復(fù)移動(dòng)涂擦，并注意趕出細(xì)縫及小凹坑中的氣體。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著機(jī)械行業(yè)的飛速發(fā)展，大功率電機(jī)設(shè)備得到廣泛使用。通過(guò)創(chuàng)新焊接技術(shù)在一定程度上可以節(jié)省材料和生產(chǎn)成本。在焊接過(guò)程中，通過(guò)采用堆焊過(guò)渡層，以及開(kāi)應(yīng)力釋放槽的方法可以有效地解決裂紋問(wèn)題。先進(jìn)的焊接工藝一方面確保了齒圈及輪轂的機(jī)械性能，另一方面節(jié)省了制造成本，縮短了生產(chǎn)周期。在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)中，焊接機(jī)器人得到推廣性使用，提高了焊接質(zhì)量。為了進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量，科研人員依然對(duì)焊接的本質(zhì)進(jìn)行研究，進(jìn)而不斷探索新的焊接工藝和方法。

高壓鍋爐管供需現(xiàn)狀分析

Thu, 10 Mar 2022 09:27:12 +0800

主要生產(chǎn)廠家近年高壓鍋爐管的生產(chǎn)情況

國(guó)家統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼鐵品種的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不可能按小品種劃分，只能根據(jù)中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼管分會(huì)的統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算，近年各主要廠家的高壓鍋爐管的產(chǎn)量經(jīng)統(tǒng)計(jì)整理。

由于仍有占35%無(wú)縫鋼管產(chǎn)量的非中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼管分會(huì)會(huì)員單位的產(chǎn)量沒(méi)有進(jìn)入統(tǒng)計(jì)范圍（據(jù)鍋爐制造廠家介紹，中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼管分會(huì)之外的民營(yíng)企業(yè)提供碳素高壓鍋爐管的比例約為20%），因此該統(tǒng)計(jì)表還應(yīng)增加20%的數(shù)量才較符合實(shí)際情況。

高壓鍋爐管的消費(fèi)情況

高壓鍋爐管的主要消費(fèi)對(duì)象是火力發(fā)電鍋爐制造業(yè)，占總消費(fèi)量的85%，其次是火力發(fā)電站四大管道系列的安裝與維修用管，占消費(fèi)量的10%左右，還有部分是油田高壓蒸汽輸送用管，占消費(fèi)量的5%左右。雖然化工行業(yè)及石油化工也用到相類(lèi)似的高壓鍋爐管，但其大部分執(zhí)行的是高壓化肥管及石油裂化管標(biāo)準(zhǔn)，其需求不在此統(tǒng)計(jì)范疇，需另作分析。

分析2004~2007年國(guó)內(nèi)主要發(fā)電鍋爐制造企業(yè)的產(chǎn)量情況，結(jié)合到制造每萬(wàn)千萬(wàn)電量的鍋爐需要100t高壓鍋爐管的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（隨著單機(jī)容量的增大，2006年下降到95t，2007年下降到90t），可得到2004~2007年國(guó)內(nèi)火力發(fā)電行業(yè)高壓鍋爐管的消費(fèi)量。

近年來(lái)，火力發(fā)電裝機(jī)容量每年都在增長(zhǎng)，根據(jù)中國(guó)電力快報(bào)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2005~2007年基建新增火力發(fā)電裝機(jī)容量分別為：6188，9048，8158萬(wàn)kw?？紤]到鍋爐制造完成與電廠安裝之間的時(shí)間差，并且從2006年起各大發(fā)電鍋爐廠都有部分印度及東南亞國(guó)家的訂單等因素，表5中國(guó)內(nèi)發(fā)電鍋爐消費(fèi)情況的數(shù)據(jù)是相對(duì)準(zhǔn)確的。

國(guó)內(nèi)高壓鍋爐管的供需平衡情況

根據(jù)海關(guān)每年公布的高壓鍋爐管進(jìn)出口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，考慮到中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼管分會(huì)會(huì)員單位之外的民營(yíng)企業(yè)提供碳素高壓鍋爐管的比例約為20%的因素，整理后得到2001~2007年國(guó)內(nèi)高壓鍋爐管的供需情況。

將根據(jù)國(guó)內(nèi)火力發(fā)電鍋爐行業(yè)的產(chǎn)量推算出的國(guó)內(nèi)高壓鍋爐管消費(fèi)量與根據(jù)國(guó)內(nèi)產(chǎn)量、進(jìn)出口量計(jì)算出的國(guó)內(nèi)高壓鍋爐管的表觀消費(fèi)量進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，2005年和2006年的數(shù)據(jù)基本相符，但后者在2004年比前者高出約17萬(wàn)t，而在2007年卻低了近10萬(wàn)t，這可以從進(jìn)出口量的變化中得到解釋?zhuān)?lt;/span>2004年起中國(guó)火力發(fā)電鍋爐開(kāi)始向超臨界機(jī)組進(jìn)軍，需要大量的高技術(shù)附加值的高壓鍋爐管，國(guó)內(nèi)無(wú)縫鋼管企業(yè)一時(shí)難以滿(mǎn)足，需要大批量從國(guó)外進(jìn)口，年進(jìn)口這類(lèi)鍋爐管量達(dá)到30萬(wàn)t，幾乎是國(guó)內(nèi)高壓鍋爐管生產(chǎn)量的一半，由于進(jìn)口這類(lèi)產(chǎn)品交貨周期特別長(zhǎng)，不可避免地會(huì)造成定的庫(kù)存，而國(guó)內(nèi)無(wú)縫鋼管企業(yè)通過(guò)技術(shù)改造，快速提高產(chǎn)品檔次，逐步替代了這類(lèi)高技術(shù)附加值的進(jìn)口高壓鍋爐管，從2006年起進(jìn)口量開(kāi)始下降，到2007年進(jìn)口量下降了近一半，只有16萬(wàn)t，這種替代過(guò)程從研制開(kāi)始到經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)h的高溫持久試驗(yàn)，得到用戶(hù)認(rèn)可并決定在國(guó)內(nèi)訂貨從而減少庫(kù)存需要近兩年的時(shí)間，因此出現(xiàn)了這種高壓鍋爐管當(dāng)年的實(shí)際消費(fèi)量與表觀消費(fèi)量在2004年與2007年出現(xiàn)了相反取向差別的特殊現(xiàn)象。單從高壓鍋爐管消費(fèi)量來(lái)看，每年100萬(wàn)t只是國(guó)內(nèi)無(wú)縫鋼管產(chǎn)量的1/20，也只是國(guó)內(nèi)近年新建的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)縫鋼管機(jī)組能力的1/10，在無(wú)縫鋼管軋制工藝能力上不存在問(wèn)題，關(guān)鍵是特殊鋼種及特殊規(guī)格產(chǎn)品的制作與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比還存在一定的差距。2007年仍然進(jìn)口高壓鍋爐管16萬(wàn)t，平均單價(jià)達(dá)4.5萬(wàn)元人民幣，比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的平均價(jià)格高出近4倍，說(shuō)明國(guó)內(nèi)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)要滿(mǎn)足快速發(fā)展的發(fā)電鍋爐制造業(yè)的要求，還需要做出巨大的努力。

雙相不銹鋼換熱管與316L管板焊接工藝

Thu, 18 Nov 2021 10:43:31 +0800

對(duì)S31803雙相不銹鋼換熱管從焊接方法、焊接材料、焊接工藝參數(shù)及焊縫金相組織等方面進(jìn)行了焊接工藝性試驗(yàn),分析總結(jié)出了合適的焊接工藝并成功應(yīng)用于冷凝器設(shè)備的制造。

我公司為齊魯公司勝利煉油廠制造了一臺(tái)常減壓蒸餾塔頂冷凝器,型號(hào)為BIU110024.0/4.0251526/1922I,管程介質(zhì)為HCl+H2S+H2O,殼程介質(zhì)為常頂油氣。管箱材質(zhì)為20R/20Ⅲ,殼體材質(zhì)為20R/20Ⅲ,管板材質(zhì)316L,換熱管材質(zhì)S31803。該冷卻系統(tǒng)是煉油廠腐蝕最嚴(yán)重的部位,主要問(wèn)題是HCl+H2 S+H2對(duì)碳鋼造成的均勻腐蝕及對(duì)奧氏體不銹鋼造成應(yīng)力腐蝕后導(dǎo)致換熱管與管板焊縫開(kāi)裂。為解決上述嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題并考慮經(jīng)濟(jì)合理性,改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)管板材料選用316L(鍛),換熱管材料選用雙相不銹鋼S31803,文中介紹對(duì)換熱管與管板進(jìn)行的焊接工藝性試驗(yàn)。

1雙相不銹鋼的焊接性分析

雙相不銹鋼具有奧氏體鋼和鐵素體鋼各自的優(yōu)點(diǎn),并且彌補(bǔ)了各自的不足之處,主要特點(diǎn):①不僅具有良好的韌性、強(qiáng)度和焊接性,而且其屈服強(qiáng)度是普通不銹鋼的2倍。②耐腐蝕性氧化物應(yīng)力腐蝕性能遠(yuǎn)超過(guò)1828型不銹鋼,并且具有良好的抗孔蝕和間隙腐蝕的能力。③熱裂紋的敏感性比奧氏體鋼小得多。④冷裂紋的敏感性比一般低合金高強(qiáng)鋼也小得多。

雙相不銹鋼焊接是要使焊縫和熱影響區(qū)均保持有適量的鐵素體和奧氏體。在焊接過(guò)程中若采用不當(dāng)?shù)暮附庸に?lt;/span>,熱影響區(qū)易出現(xiàn)單相鐵素體,從而會(huì)喪失雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕的特性。因此,采用合理的焊接工藝在雙相不銹鋼應(yīng)用過(guò)程中起著重要的作用。S31803換熱管化學(xué)成分見(jiàn)表1,力學(xué)性能見(jiàn)表2。焊絲的化學(xué)成分見(jiàn)表3,力學(xué)性能見(jiàn)表4。

2焊接工藝試驗(yàn)

2.1焊接方法

鎢極氬弧焊具有熱量集中、保護(hù)效果好、溶池體積易于控制以及焊縫和近縫區(qū)均不易過(guò)熱,可有效地防止熱裂紋和滲透裂紋的特點(diǎn)。因此,本試驗(yàn)當(dāng)中的316L管板與S31803換熱管之間采用鎢極氬弧焊方法。

2.2焊前準(zhǔn)備

用不銹鋼絲刷將待焊部位的表面及附近清理干凈至出現(xiàn)不銹鋼金屬光澤,然后用丙酮液清洗。換熱管2管板焊接接頭型式見(jiàn)圖1。

焊絲材料采用符合美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AWS A5.929的ER2209焊條,直徑2.0 mm,采用直流正接,保護(hù)氣體為氬氣,其體積流量控制在13～18 L/min。

2.3焊接參數(shù)

經(jīng)過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用確定出的焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表5。

2.4焊接過(guò)程

為了便于觀察熔池及填加焊絲,焊接時(shí)應(yīng)保證焊槍與焊件之間的夾角為80°～85°,焊絲與焊件的夾角為10°～20°。將每個(gè)管頭的焊縫分為2個(gè)半圓進(jìn)行全位置焊接。采用兩遍焊接,第一遍用鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接,由質(zhì)檢員用放大鏡逐個(gè)管頭進(jìn)行檢查,檢查合格后焊第二遍。

2.5焊接檢驗(yàn)

(1)管頭焊接完畢后進(jìn)行100%PT檢查,無(wú)裂紋現(xiàn)象。

(2)沿?fù)Q熱管中心線切開(kāi)2個(gè)焊接接頭,用10倍的放大鏡對(duì)其中4個(gè)剖面的8個(gè)觀察面進(jìn)行宏觀檢查,一個(gè)取自焊接收弧部分剖面,未發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合等缺陷。

(3)所有受檢查剖面角焊接頭焊角不小于3mm。

2.6焊接接頭金相分析

用鐵素體測(cè)量?jī)x和金相分析,發(fā)現(xiàn)熱影響區(qū)組織中的奧氏體與鐵素體的組織比較接近,且均勻分布,一次焊接熱影響區(qū)經(jīng)受了二次焊接熱循環(huán)的加熱,不僅促進(jìn)了奧氏體相的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,而且細(xì)化了晶粒,焊縫及熱影響區(qū)得到較好的奧氏體和鐵素體雙相組織。

3結(jié)語(yǔ)

將根據(jù)上述焊接工藝評(píng)定所確定的工藝規(guī)范應(yīng)用于冷換設(shè)備的管頭焊接,經(jīng)過(guò)耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)等檢驗(yàn),各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求,證明了該工藝的可行性。該管束經(jīng)過(guò)裝置一周期的投入使用,運(yùn)行穩(wěn)定,完全滿(mǎn)足使用要求。

不銹鋼盤(pán)管的高效率焊接新工藝

Sun, 07 Nov 2021 21:03:40 +0800

在傳統(tǒng)的不銹鋼盤(pán)管的焊接當(dāng)中，采用的是鎢極惰性氣體保護(hù)工藝，而由于其具有焊接效率低、焊熔深較淺等缺陷，因而已經(jīng)難以滿(mǎn)足實(shí)際的應(yīng)用需求?；诖耍瑢?duì)不銹鋼盤(pán)管高效焊接新工藝進(jìn)行了研究。例如活性劑涂覆焊、混合氣體保護(hù)焊、雙層氣流保護(hù)焊等工藝。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，這些工藝能夠取得較為理想的效果，有效的增加焊熔深，提升焊接效率，對(duì)于不銹鋼盤(pán)管焊接質(zhì)量的提升十分有利。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，焊接工藝逐漸的到了發(fā)展和提升，在很多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。在不銹鋼產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，由于對(duì)于不銹鋼的質(zhì)量、數(shù)量要求的不斷提升，因而對(duì)不銹鋼焊接工藝提出了更高的要求。傳統(tǒng)的不銹鋼焊接工藝已經(jīng)難以滿(mǎn)足實(shí)際的應(yīng)用和發(fā)展需求，因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)不銹鋼盤(pán)管高效焊接新工藝進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，從而完善不銹鋼焊接工藝，提升不銹鋼鋼材品質(zhì)。

1雙層氣流保護(hù)焊接

對(duì)于不銹鋼盤(pán)管焊接來(lái)說(shuō)，采用雙層氣流保護(hù)焊接工藝，能夠有效的增加焊縫深寬比，同時(shí)能夠避免電極的氧化。其中，外層氣體為氦氣-二氧化碳、氦氣-氧氣、氬氣-氧氣或氬氣-二氧化碳，內(nèi)層為純氦氣或純氬氣。電弧是由內(nèi)層保護(hù)氣產(chǎn)生，對(duì)電極進(jìn)行保護(hù)，外層保護(hù)氣在焊接當(dāng)中，由活性組分溶解過(guò)渡到液態(tài)熔池，并對(duì)熔池當(dāng)中氧的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)焊縫深寬比的增加。在焊接當(dāng)中，采用160A的焊接電流、每秒2mm的焊接速度，3mm的電極間距。在外層混合氣體中，如果具有較低的二氧化碳含量，熔池的深寬比將會(huì)較小。如果外層混合氣體中二氧化碳的含量較高，則熔池深寬比將會(huì)增加。對(duì)于氧元素在榮扶持中的溶入，以及熔池的形貌來(lái)說(shuō)，內(nèi)層氣體有著十分重要的作用。隨著內(nèi)層氣體流量的增加，熔池的深寬比也會(huì)增加。因此，采用雙層氣流保護(hù)焊接新工藝，能夠?qū)附有蔬M(jìn)行提升，同時(shí)還能夠防止電極的燒損和氧化。

2混合氣體焊接工藝

2.1氦氣-氧氣聯(lián)合保護(hù)焊接

在不銹鋼盤(pán)管焊接工藝當(dāng)中，最為常用的保護(hù)氣體就是氦氣。氦氣具有高于氬氣的熱導(dǎo)率，能夠向熔池當(dāng)中傳遞更多的熱量。而將一定量的氧氣加入到氦氣當(dāng)中，能夠使熔深得到有效的增加，是不銹鋼盤(pán)管焊接效率得到有效的提升。焊接參數(shù)為160A的焊接電流、每秒2mm的焊接速度、3mm的電極間距。在0.2%到2.0%的氧氣添加量中，熔寬和熔深分別降低和提升，呈現(xiàn)出深窄型的熔池形貌。隨著氧氣添加量的增加，焊縫金屬中的含氧量也會(huì)增加。而如果超過(guò)了2%的氧氣添加量，則熔池深寬比將會(huì)降低。

2.2氦氣-氬氣-氧氣聯(lián)合保護(hù)焊接

在不銹鋼盤(pán)管焊接當(dāng)中，氦氣、氬氣都是常見(jiàn)的保護(hù)氣體。還其體具有較高的弧熱輸入，氬氣具有較大的原子體積。因而氦氣具有較高的電離勢(shì)，因此如果對(duì)氦氣單獨(dú)使用，可能造成電弧不穩(wěn)定的情況。所以，將氦氣和氬氣共同應(yīng)用作為保護(hù)氣體，能夠有效的融合二者單獨(dú)使用時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，并且克服各自的不足。在焊接當(dāng)中，將氬氣添加到氦氣保護(hù)氣體當(dāng)中，能夠提高電弧燃燒的穩(wěn)定性?；诖?，將少量氧氣添加到氦氣-氬氣混合保護(hù)氣體當(dāng)中。如果氧氣的添加量超過(guò)了0.1%，熔池深寬比將會(huì)迅速提升，從而更好的實(shí)現(xiàn)不銹鋼盤(pán)管焊接質(zhì)量的提升。

2.3氬氣-氧氣/氬氣-二氧化碳聯(lián)合保護(hù)焊接

在氬氣-氧氣保護(hù)氣體中，包含純氬氣和0.1%到1.0%的氧氣；在氬氣-二氧化碳保護(hù)氣體中，包含純氬氣和0.092%到1.0%的二氧化碳。焊接參數(shù)為160A的焊接電流、每秒2mm的焊接速度、3mm的電極間距。在氬氣當(dāng)中，對(duì)不同含量的氧氣、二氧化碳進(jìn)行添加。如果添加量在0.2%以下，會(huì)呈現(xiàn)淺寬型熔池形貌。如果添加量在0.2%到0.6%之間，會(huì)呈現(xiàn)深窄型熔池形貌。而如果添加量超過(guò)了0.6%，則熔池的深寬比將會(huì)降低。另外，當(dāng)氧氣或二氧化碳的超過(guò)了0.6%的添加量，在焊縫金屬當(dāng)中，含氧量基本上不會(huì)發(fā)生變化，而是維持在200×6-6到250×10-6之間。

3活性劑涂覆焊接工藝

在活性劑涂覆焊接工藝中，可采用氧化鈣、二氧化硅、氧化鎳、氧化銅、三氧化二鋁等作為氧化物活性劑。同時(shí)，可以選用不同尺寸的而楊虎歸氧化物顆粒，分別為25um、4um、0.8um。將每分鐘10L的氬氣作為保護(hù)氣體，焊接參數(shù)為160A的焊接電流、每秒2mm的焊接速度、3s的點(diǎn)焊時(shí)間、50mm的焊縫長(zhǎng)度、3mm的電極間距

。相比于沒(méi)有涂覆氧化物的熔池來(lái)說(shuō)，對(duì)氧化鈣、二氧化硅、氧化鎳、氧化銅等氧化物顆粒進(jìn)行涂覆，能夠是熔深有效增加。如果采用了二氧化硅、氧化鎳、氧化銅氧化物顆粒，隨著增加涂覆量，熔深會(huì)發(fā)生先增后減的變化；如果使用氧化鈣顆粒，隨著涂覆量的增加，熔深也會(huì)增加；如果使用三氧化二鋁顆粒，則涂覆量與熔深之間，不存在相互關(guān)系。在焊縫金屬當(dāng)中，如果含氧量在70×10-6到300×10-6之間，熔池深寬比會(huì)比較理想。根據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，如果具有容易分解、尺寸較小的氧化物顆粒，將會(huì)得到理想的熔池深寬比，對(duì)于不銹鋼盤(pán)管焊接質(zhì)量有著很大的提升。

4結(jié)論

在當(dāng)前的社會(huì)當(dāng)中，不銹鋼是一種重要的金屬材料，在很多領(lǐng)域當(dāng)中，都有著十分廣泛的應(yīng)用。而在實(shí)際應(yīng)用中，需要通過(guò)焊接得到滿(mǎn)足要求的不銹鋼構(gòu)件。在過(guò)去的不銹鋼盤(pán)管焊接工藝中，存在著一定的缺陷和不足，因此，可以對(duì)不銹鋼盤(pán)管高效率焊接新工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，從而更好的完成不銹鋼盤(pán)管焊接工作。

9Ni彎管的焊接工藝研究

Sat, 06 Nov 2021 03:08:59 +0800

本文以用于建造大型LNG儲(chǔ)罐的國(guó)產(chǎn)9Ni彎管現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝研究為對(duì)象，在對(duì)9Ni彎管的焊接特性、常用的焊接方法和焊接材料進(jìn)行大量科研調(diào)研的基礎(chǔ)上，篩選了適于現(xiàn)場(chǎng)焊接9Ni彎管的焊接方法和焊接材料；開(kāi)展了焊接熱模擬試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝試驗(yàn)；采用低溫示波沖擊、光學(xué)金相觀察、透射電鏡觀察、x射線能譜分析等研究手段和方法，研究了焊接工藝對(duì)9Ni彎管焊接接頭的低溫韌性和微觀組織的影響規(guī)律。研究結(jié)論如下：

1）使用經(jīng)試驗(yàn)確定的QT及IHT熱處理工藝參數(shù)對(duì)熱軋狀態(tài)的國(guó)產(chǎn)9Ni彎管進(jìn)行處理后，其-192℃Charpy V型缺口沖擊功（Ak-12）由19.3J分別提高到92.7J和158.0J，達(dá)到和超過(guò)BS7777標(biāo)準(zhǔn)對(duì)LNG工程用9Ni彎管Akv.96e>35J的要求。

2）9Ni彎管經(jīng)單道焊接熱模擬，獲得的粗晶熱影響區(qū)（CGHAZ）組織為粗大的板條馬氏體，低溫韌性Agu12c平均值為12.42]，僅是焊接熱循環(huán)前的7.9%，成為9Ni彎管焊接熱影響區(qū)的低溫韌性低谷區(qū)。

3）9Ni彎管兩道焊接熱模擬試驗(yàn)表明，單道焊接熱循環(huán)下的CGHAZ經(jīng)過(guò)二次熱循環(huán)后形成了未轉(zhuǎn)變粗晶區(qū)（UACGHAZ）、過(guò)臨界粗晶區(qū)（SCRCGHAZ）和臨界粗晶區(qū)

（ICRCGHAZ）；各區(qū)域的低溫韌性發(fā)生變化，其中UACGHAZ和ICRCGHAZ的Ak.192分別為11.78]和13.84]；而SCRCGHAZ的Akv-12c上升到；上述區(qū)域緊鄰熔合線，形成“脆化帶”，夾雜在其中的SCRCGHAZ細(xì)小組織對(duì)“脆化帶”的低溫韌性起到明顯的改善作用：進(jìn)一步研究表明，在工藝上采用小焊接線能量多層焊能夠有效地增加和改變SCRCGHAZ組織在“脆化帶”中的數(shù)量和分布的彌散性，提高9Ni彎管HAZ的低溫韌性。

4）現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝試驗(yàn)表明，盡管9Ni彎管在焊接過(guò)程中，焊接接頭的低溫韌性不可避免地有所降低，但是在以選用含Ni大于60%的Ni基合金焊接材料、采用小線能量下的多層焊和適當(dāng)控制焊接層間溫度為原則要點(diǎn)而制定的焊接工藝操作規(guī)范下，通過(guò)焊縫組織單相奧氏體化、HAZ的組織細(xì)化和使SCRCGHAZ組織數(shù)量增加及彌散分布，可以有效地控制和改善9Ni彎管焊接接頭的低溫韌性，并獲得遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求的低溫韌性值。

5）Ni基合金焊材中的Ni容易與s、P等元素生成低熔點(diǎn)共晶物，具有熱裂傾向，并且其熔融金屬具有流動(dòng)性差、熔點(diǎn)低等特點(diǎn)，容易引起弧坑裂紋、夾渣、未熔合和未焊透等缺陷，在焊接工藝執(zhí)行過(guò)程中，應(yīng)注意采取措施避免。

供給側(cè)改革背景下不銹鋼盤(pán)管廠成本管理與控制探究

Wed, 03 Nov 2021 02:48:42 +0800

在供給側(cè)改革背景下,不銹鋼盤(pán)管廠要實(shí)現(xiàn)既定的戰(zhàn)略目標(biāo),必須突破傳統(tǒng)思維的束縛進(jìn)行管理層面上的創(chuàng)新,要從產(chǎn)品創(chuàng)造的源頭環(huán)節(jié)去“設(shè)計(jì)”成本,執(zhí)行目標(biāo)成本的管理理念,將成本管理工作深入到技術(shù)領(lǐng)域,在保證綠色生產(chǎn)的前提下,改革成本管理的思路,提高成本管理的前瞻性。

隨著供給側(cè)改革的不斷深入,鋼鐵行業(yè)在化解產(chǎn)能過(guò)剩的目標(biāo)上雖然已經(jīng)取得了一定的成效,但不銹鋼盤(pán)管廠近些年的營(yíng)業(yè)成本依然占據(jù)營(yíng)業(yè)收入很大比重,而要想有效地降低營(yíng)業(yè)成本就要改變成本管理的思路,不能僅依靠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本控制,還要從企業(yè)的戰(zhàn)略層面進(jìn)行價(jià)值鏈上的流程改造。隨著綠色生產(chǎn)、低碳經(jīng)濟(jì)概念的提出,進(jìn)一步降本增效,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),逐步淘汰掉高耗能、低產(chǎn)出的生產(chǎn)線是不銹鋼盤(pán)管廠當(dāng)下降低成本的突破點(diǎn)。因此,在新的時(shí)代背景下,要想優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn),增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,不銹鋼盤(pán)管廠不能僅關(guān)注事后的成本控制,而要從產(chǎn)品創(chuàng)造的源頭環(huán)節(jié)去“設(shè)計(jì)”成本,執(zhí)行目標(biāo)成本的管理理念,將成本管理工作深入到技術(shù)領(lǐng)域,在保證綠色生產(chǎn)的前提下,通過(guò)設(shè)定好目標(biāo)利潤(rùn)來(lái)倒擠出目標(biāo)成本,改革成本管理的思路,提高成本管理的前瞻性。

一、當(dāng)前不銹鋼盤(pán)管廠成本管理存在的問(wèn)題

(一)員工缺乏可持續(xù)發(fā)展的成本觀

一直以來(lái),不銹鋼盤(pán)管廠的成本管理缺乏基層員工的參與與配合,一線生產(chǎn)工人只關(guān)注按時(shí)按量完成自己的生產(chǎn)任務(wù),而廠內(nèi)的成本核算員也只是對(duì)成本核算事后的準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。固有的傳統(tǒng)成本思維也使得管理層僅僅關(guān)注短期成本的削減和生產(chǎn)環(huán)節(jié)可見(jiàn)成本的控制,而忽視了企業(yè)整個(gè)價(jià)值鏈上的其他環(huán)節(jié)的成本控制,比如研究開(kāi)發(fā)、決策、營(yíng)銷(xiāo)、售后環(huán)節(jié)的成本把控以及一些無(wú)形的制度性交易成本的控制,與上下游企業(yè)間的交易和合作成本等。同時(shí),不銹鋼盤(pán)管廠作為一個(gè)高耗能產(chǎn)業(yè),必然會(huì)產(chǎn)生大量資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的問(wèn)題,而基層員工也普遍缺乏可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保意識(shí),忽視了環(huán)境保護(hù)的成本管理。

(二)缺乏精細(xì)化的成本管理方法

作為多步驟連續(xù)式生產(chǎn)行業(yè),不銹鋼盤(pán)管廠的生產(chǎn)過(guò)程要經(jīng)歷一系列復(fù)雜的生產(chǎn)工藝,主要以鐵礦石為原材料進(jìn)行焦化、燒結(jié)、連鑄、軋制、酸洗、冷卻等形成初步產(chǎn)成品,再按照經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)的不同進(jìn)行深度加工處理才能最終形成滿(mǎn)足客戶(hù)需要的產(chǎn)成品。而加工工藝的復(fù)雜性使得成本管理難度增大。以冷軋工藝為例,它是以熱軋卷為原料,通過(guò)酸洗、軋制、退火、平整、精整等程序加工制作而成,其中涉及化學(xué)和物理的變化,生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,再加上多段生產(chǎn)和顧客需求的多樣化,使得生產(chǎn)模式和最終存貨的形態(tài)多種多樣,從而加大了成本管理的復(fù)雜性,使得成本發(fā)生的地點(diǎn)和成本構(gòu)成都相對(duì)分散。這勢(shì)必會(huì)給成本核算和成本控制增加難題,加大了成本管理的難度。而現(xiàn)行不銹鋼盤(pán)管廠成本核算大多依然采用傳統(tǒng)成本核算方法,對(duì)于生產(chǎn)環(huán)節(jié)制造費(fèi)用的分配標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于單一,因?yàn)殡S著不銹鋼盤(pán)管廠自動(dòng)化設(shè)備的高效產(chǎn)出導(dǎo)致直接人工費(fèi)用減少,而制造費(fèi)用不斷上升,主要表現(xiàn)在設(shè)備折舊、維護(hù)及管理費(fèi)用的增加等。制造費(fèi)用比重的上升對(duì)于產(chǎn)品成本的真實(shí)構(gòu)成提出了更高要求,因此采用傳統(tǒng)成本核算方法就必然導(dǎo)致最終產(chǎn)品成本的失真,再加上傳統(tǒng)成本核算忽視了一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)以外的成本,比如環(huán)境成本、質(zhì)量成本等,而這些成本也是高耗能的不銹鋼盤(pán)管廠在成本管理中不可忽視的,缺少這些成本數(shù)據(jù)將會(huì)影響管理層作出正確的決策,從而難以建立可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略成本規(guī)劃。

(三)傳統(tǒng)的成本考核體制存在缺陷

現(xiàn)行不銹鋼盤(pán)管廠內(nèi)部各公司、分廠采用的成本考核模式主要是結(jié)合物料清單中的成本數(shù)據(jù)制定出一個(gè)成本降低的范圍,比如每一年在上一年的基礎(chǔ)上降低10%~15%,而評(píng)分制的考核方法是以班組作為最小責(zé)任單元,沒(méi)有落實(shí)到具體的個(gè)人,所以最后的懲獎(jiǎng)也是以班組為單位進(jìn)行的,這樣就不利于充分調(diào)動(dòng)員工的積極性。在生產(chǎn)過(guò)程中成本控制的關(guān)鍵就在于每一個(gè)員工在自己的崗位上能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并有效處理,比如在連鑄生產(chǎn)工藝中,澆鋼工處于主導(dǎo)作用,有的事故如果沒(méi)有及時(shí)搶救就會(huì)造成非計(jì)劃停澆,而非計(jì)劃停澆的一般的處理方式就是回爐解決,從而形成大量的回爐鋼水,既影響生產(chǎn)又導(dǎo)致費(fèi)用增加。再加上現(xiàn)行成本考核只關(guān)注生產(chǎn)過(guò)程中的績(jī)效,導(dǎo)致員工的歸屬感不強(qiáng),缺乏主動(dòng)性。

二、供給側(cè)改革背景下不銹鋼盤(pán)管廠成本管理思路

(一)樹(shù)立一線員工的全面質(zhì)量管理意識(shí)

在供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革背景下,為了加快鋼鐵產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化和升級(jí),不銹鋼盤(pán)管廠需要從主觀層面上加強(qiáng)全體員工尤其是一線員工的全面質(zhì)量管理意識(shí),將業(yè)務(wù)流程中的質(zhì)量管理從關(guān)注最終產(chǎn)品質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注到員工工作質(zhì)量上,通過(guò)嚴(yán)格把控每一道工序、每一位員工的工作質(zhì)量來(lái)達(dá)到最終提升產(chǎn)品質(zhì)量的目的。同時(shí),在國(guó)家大規(guī)模壓縮產(chǎn)能的政策背景下,不銹鋼盤(pán)管廠的隱性成本也是不斷增加的,尤其是生產(chǎn)過(guò)程中的故障成本。因此,確保每一工序銜接流暢以及減少各步驟加工中的浪費(fèi)現(xiàn)象能夠有效保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行,從而達(dá)到節(jié)約成本的目的,這些都離不開(kāi)一線技術(shù)人員和生產(chǎn)工人的工作支持。所以,通過(guò)定期開(kāi)展培訓(xùn)來(lái)提高一線員工的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng),培養(yǎng)他們?nèi)尜|(zhì)量管理的意識(shí),將質(zhì)量控制工作落實(shí)到每一名一線員工,讓他們?cè)谧约旱墓ぷ鲘徫簧夏軌虮M早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題,從而最大限度減少故障率和廢品率,降低維修成本和事故成本

(二)建立作業(yè)成本與標(biāo)準(zhǔn)成本相結(jié)合的成本管理模式

創(chuàng)新是企業(yè)能夠持續(xù)獲得競(jìng)爭(zhēng)力的源泉,而要想在改革浪潮中進(jìn)一步“降本增效”,不銹鋼盤(pán)管廠除了技術(shù)、產(chǎn)品的創(chuàng)新之外還要?jiǎng)?chuàng)新成本管理的模式,其中實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的成本核算又是創(chuàng)新成本管理模式的基礎(chǔ)。因此,企業(yè)可以結(jié)合當(dāng)下成本管理的各種思想,根據(jù)不銹鋼盤(pán)管廠的生產(chǎn)特點(diǎn)取長(zhǎng)補(bǔ)短靈活運(yùn)用多種成本管理思路。例如:將標(biāo)準(zhǔn)成本管理和作業(yè)成本管理進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,根據(jù)不銹鋼盤(pán)管廠實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行作業(yè)的分解,并將其與標(biāo)準(zhǔn)成本制度有機(jī)地結(jié)合起來(lái),建立基于作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)成本管理模式。在這種創(chuàng)新思路下,通過(guò)作業(yè)成本法進(jìn)行產(chǎn)品成本的核算可以解決傳統(tǒng)核算方法對(duì)制造費(fèi)用分?jǐn)倶?biāo)準(zhǔn)過(guò)于單一、分配不合理的問(wèn)題,而通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)成本法事先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)成本可以實(shí)現(xiàn)成本事前、事中和事后的全過(guò)程控制。具體來(lái)說(shuō),就是在確認(rèn)公司現(xiàn)有的資源情況下,將公司的業(yè)務(wù)流程劃分為不同的作業(yè),再將同質(zhì)的作業(yè)進(jìn)行合并同類(lèi)項(xiàng),建立相關(guān)的作業(yè)中心和成本庫(kù)。事先確定好產(chǎn)出或訂單的標(biāo)準(zhǔn)成本,進(jìn)行成本的事前控制,然后對(duì)訂單成本或產(chǎn)品成本進(jìn)行作業(yè)成本法下的事中核算,原材料通過(guò)量差和價(jià)差調(diào)整算出實(shí)際價(jià)格,間接成本通過(guò)“作業(yè)消耗資源,產(chǎn)出消耗作業(yè)”的方法進(jìn)行核算,計(jì)算出實(shí)際的訂單或產(chǎn)品成本,最后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)成本和實(shí)際成本以不同作業(yè)為基礎(chǔ)進(jìn)行事后的差異分析,從中識(shí)別出不增值作業(yè)和增值作業(yè)里的低效作業(yè),從而采取措施消除非增值成本。這種以作業(yè)為基礎(chǔ)的成本控制范圍是非常全面廣泛的,把成本控制深入到影響產(chǎn)品成本形成的每一項(xiàng)作業(yè)上,積少成多,達(dá)到整體成本控制的目標(biāo)。

(三)搭建ERP環(huán)境下的成本管理平臺(tái),建立不銹鋼盤(pán)管廠集成化的信息系統(tǒng)

不銹鋼盤(pán)管廠的生產(chǎn)流程復(fù)雜,各生產(chǎn)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,如果一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,將會(huì)對(duì)成本管理造成不利影響。在大數(shù)據(jù)背景下,企業(yè)可以充分利用信息化平臺(tái)搭建一個(gè)集成的信息系統(tǒng),進(jìn)行精準(zhǔn)快速的數(shù)據(jù)分析。所以成本管理應(yīng)當(dāng)從企業(yè)剛開(kāi)始接收訂單就開(kāi)始施行,建立一套包括接收訂單、生產(chǎn)及銷(xiāo)售在內(nèi)的全面成本管理體系。而ERP系統(tǒng)為不銹鋼盤(pán)管廠成本管理信息化的建設(shè)提供了平臺(tái),ERP的核心思想就是基于供應(yīng)鏈的流程管理,它把企業(yè)、客戶(hù)和供應(yīng)商聯(lián)系起來(lái),對(duì)企業(yè)內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行整合和重組,使企業(yè)能夠有效管理和控制內(nèi)部資源。因此,在ERP環(huán)境下搭建的成本管理平臺(tái)應(yīng)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和分析功能,可以充分調(diào)動(dòng)企業(yè)內(nèi)部及外部的資源,為企業(yè)提供更加及時(shí)準(zhǔn)確的成本信息,從接收訂單、采購(gòu)原料、運(yùn)輸、生產(chǎn)等方面進(jìn)行成本管理,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理、物資供應(yīng)、財(cái)務(wù)管理、銷(xiāo)售管理、設(shè)備管理等模塊的高度集成,通過(guò)與其他模塊信息共享來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性,更加全面地揭示公司的運(yùn)作狀態(tài)和生產(chǎn)能力,從而達(dá)到全面控制成本的目的。

(四)建立基于作業(yè)中心的評(píng)價(jià)考核機(jī)制

作業(yè)成本管理實(shí)際上就是一種價(jià)值鏈的管理,不銹鋼盤(pán)管廠價(jià)值鏈包括開(kāi)發(fā)、采購(gòu)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、售后等業(yè)務(wù)流程環(huán)節(jié),也包括財(cái)務(wù)、人力資源等管理流程環(huán)節(jié),而在作業(yè)成本管理模式下對(duì)整個(gè)價(jià)值鏈上的作業(yè)都可以進(jìn)行精確的追蹤和分析,責(zé)任考核的單元也突破了傳統(tǒng)以部門(mén)為單元的限制,以作業(yè)中心作為責(zé)任中心去進(jìn)行成本管理和考核工作,并將員工的績(jī)效考核和相關(guān)作業(yè)成本管理的效果相聯(lián)系,使考核結(jié)果有據(jù)可依,從而增加員工的歸屬感和責(zé)任感。在作業(yè)的效率考核上,將影響作業(yè)效率的指標(biāo)關(guān)聯(lián)到具體的一線員工,從而與其薪酬掛鉤,完成了作業(yè)效率,給予獎(jiǎng)勵(lì),從而調(diào)動(dòng)員工的主觀能動(dòng)性;在作業(yè)的質(zhì)量考核上主要關(guān)注業(yè)務(wù)流程中是否有非增值的作業(yè)或者是增值作業(yè)中非增值的部分,如調(diào)度運(yùn)輸作業(yè)、廢料回收作業(yè)等等,通過(guò)動(dòng)因追溯分析這些作業(yè)的資源消耗原因,從而探索改進(jìn)措施,進(jìn)行內(nèi)部流程的持續(xù)改造,最終才能適應(yīng)高新技術(shù)環(huán)境下對(duì)成本管理的客觀要求。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述,成本是企業(yè)的生存之道,在不銹鋼盤(pán)管廠新一輪成本變革中,要想保持核心競(jìng)爭(zhēng)力就要突破傳統(tǒng)成本管理思維的束縛,創(chuàng)新成本管理的模式,將標(biāo)準(zhǔn)成本管理和作業(yè)成本管理等先進(jìn)的成本管理理念有機(jī)結(jié)合,構(gòu)建集成化的成本管理系統(tǒng),在ERP的強(qiáng)大功能下,有效收集和傳遞數(shù)據(jù),將成本層層分解,使企業(yè)成本明晰,并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)成本管理下對(duì)成本進(jìn)行的事前事中事后的控制和業(yè)務(wù)流程上作業(yè)成本的分解和動(dòng)因追溯,進(jìn)行精確的成本核算和全過(guò)程的成本監(jiān)控,從而優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),為不銹鋼盤(pán)管廠在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革浪潮中的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

國(guó)外對(duì)鍋爐鋼管的要求

Sun, 24 Oct 2021 22:58:46 +0800

美國(guó)電力研究所EPRI于1974年組織美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）和美國(guó)燃燒工程公司（CE）開(kāi)發(fā)出了著名的T/P91鋼，該鋼當(dāng)今己在世界各國(guó)得到公認(rèn)和廣泛應(yīng)用。

1986年又組織歐、日參加的RP1403項(xiàng)目（改進(jìn)燃煤電廠）研究，研發(fā)電站鍋爐厚截面部件用鋼，在P91鋼的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了更好的P92和P122鋼，這是當(dāng)今超超臨界機(jī)組鍋爐厚截面部件和蒸汽管的首選鋼種。

歐洲1986年~1997年的COST501項(xiàng)目研發(fā)出了耐溫600℃及620℃的E911等轉(zhuǎn)子鋼，1998年~2003年的項(xiàng)目目標(biāo)是研發(fā)耐溫650℃的鐵素體-馬氏體鋼，同時(shí)研究其表面涂層和表面處理技術(shù)。ECCC則于1998年建立了P91和P92的長(zhǎng)期蠕變特性數(shù)據(jù)庫(kù)與持久強(qiáng)度值。

日本EPDC組織研發(fā)了耐溫600℃及以上的蠕變性能良好的一系列鋼種如NE616（即后來(lái)的P92）、HCM12A（即后來(lái)的P122）等，并進(jìn)一步研發(fā)用于參數(shù)35MPa/650℃的鋼種。

在鐵素體（馬氏體）鋼和奧氏體鋼兩條路中，前者經(jīng)歷了Mo系→Cr-Mo系→Cr-Mo-V系~Cr-W-V系的歷程，后者則基本是Cr-Ni系一Cr-Ni-Ti系。從目前世界各國(guó)高蒸汽參數(shù)發(fā)電機(jī)組的發(fā)展來(lái)看，電站鍋爐熱強(qiáng)鋼在研究開(kāi)發(fā)利用方面的方向和趨勢(shì)如下：

1）利用多元復(fù)合強(qiáng)化的原理發(fā)展一種低鉻、較強(qiáng)的抗蠕變能力、可焊性好、成本低的熱強(qiáng)鋼來(lái)制作600℃以下大型發(fā)電機(jī)組的厚壁件和熱交換件，如日本研制的HCM2S；

2）重點(diǎn)發(fā)展高鉻（9-12%Cr）多元復(fù)合強(qiáng)化熱強(qiáng)鋼，主要采用加W、減Mo和以w代替Mo的合金添加原則；

3）將P91和T91作為最有前途的用于高溫的商業(yè)化材料，并部分代替奧氏體鋼制作管件；

4）發(fā)展蠕變強(qiáng)度高于P91的馬氏體鋼制作大型厚壁的非熱交換件以代替奧氏體不銹鋼，只有在考慮抗腐蝕及可加工性時(shí)才考慮用奧氏體不銹鋼作厚壁件；

5）對(duì)于馬氏體鋼以提高材料的蠕變斷裂強(qiáng)度為主，對(duì)于奧氏體鋼以降低成本、提高抗蒸汽腐蝕能力為主，如基于TP304H開(kāi)發(fā)的Super304H；

6）改進(jìn)型的9~12%Cr馬氏體鋼在抗熱腐蝕能力方面始終不及奧氏體鋼，因此，馬氏體鋼和奧氏體鋼的異種鋼焊接問(wèn)題依然是今后的研究重點(diǎn)；

7）發(fā)展20%Cr和25%Cr以上的高Cr、Ni合金來(lái)制造技術(shù)先進(jìn)的燃煤電廠的薄壁熱交換管子，因?yàn)檎羝麥囟葹?lt;/span>600/650℃，煙氣在該溫度下可達(dá)到最大煤灰液相腐蝕速率，此時(shí)TP300系列不銹鋼抗腐蝕能力不足。

奧氏體不銹鋼彎管焊接裂紋原因分析

Fri, 22 Oct 2021 01:21:46 +0800

對(duì)石化公司混氫原料蠟線裝置裂紋部位進(jìn)行化學(xué)成分分析和金相檢測(cè)，找出裂紋產(chǎn)生原因并提出預(yù)防措施。

一、前言

在服役條件較惡劣的承壓設(shè)備檢驗(yàn)中，裂紋是一種危害性較大的缺陷，常出現(xiàn)于各種加氫反應(yīng)器內(nèi)壁，換熱器殼體，管線鋼管等的焊接部位。針對(duì)石化公司混氫原料蠟線裝置裂紋進(jìn)行分析研究，對(duì)承壓設(shè)備的缺陷檢驗(yàn)及缺陷防范提供參考。

二、檢驗(yàn)情況

1.宏觀檢驗(yàn)

在某石化公司混氫原料蠟線裝置檢驗(yàn)中，在彎管與大小頭連接焊縫部位、大小頭熱影響區(qū)位置，發(fā)現(xiàn)一條長(zhǎng)26mm的裂紋，裂紋位于彎管側(cè)平面，平行于熔合線，距離熔合線0.5mm。

2.化學(xué)成分分析

采用SPECTROTEST型移動(dòng)式直讀光譜儀對(duì)彎管母材、大小頭母材和焊縫進(jìn)行化學(xué)成分分析，查閱設(shè)備資料，彎管、大小頭材料為奧氏體不銹鋼（0Cr18Ni9），分析表明，混氫原料蠟線彎管、大小頭和焊縫化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.金相分析

采用XH-500型現(xiàn)場(chǎng)視頻金相儀對(duì)彎管母材及熱影響區(qū)、大小頭母材及熱影響區(qū)和焊縫組織進(jìn)行金相分析。彎管母材及彎管側(cè)熱影響區(qū)均為奧氏體組織，晶粒度4～5級(jí)。大小頭母材為奧氏體組織，晶粒度3級(jí)，大小頭側(cè)熱影響區(qū)亦為奧氏體組織，但其晶粒度異常粗大，為1級(jí)。

圖1顯示在100×條件下，可見(jiàn)焊縫金相組織為比較均勻的胞狀?yuàn)W氏體組織。

圖2顯示，在100×條件下存在裂紋的大小頭側(cè)熱影響區(qū)處金相組織。裂紋位于熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大部位，沿奧氏體晶界擴(kuò)展為主（圖2a），裂紋尖端穿晶發(fā)展（圖2b），總體為混合型裂縫。

三、裂紋產(chǎn)生原因分析

焊接Cr、Ni純奧氏體不銹鋼主要存在三個(gè)問(wèn)題，分別是焊接裂紋、接頭腐蝕和時(shí)效脆化，而焊接裂紋的產(chǎn)生按其裂紋生成的原因又可分為結(jié)晶裂紋、高溫液化裂紋和高溫脆性裂紋。

熔融的熔敷金屬在凝固結(jié)晶過(guò)程中，當(dāng)殘留在凝固晶粒間的液體薄膜被收縮應(yīng)力拉開(kāi)而又不能用足夠的液體金屬填滿(mǎn)時(shí)，就會(huì)形成結(jié)晶裂紋。這種裂紋常會(huì)出現(xiàn)在焊縫中，尤其是易發(fā)生在焊縫收尾部分和弧坑處。在焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)，焊接的高溫加熱使該區(qū)域母材局部熔化。在冷卻時(shí)的凝固過(guò)程中，局部熔融的母材金屬的晶界，也可能出現(xiàn)上述晶間的液體薄膜被拉開(kāi)而無(wú)法填補(bǔ)的現(xiàn)象，導(dǎo)致在熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)產(chǎn)生高溫液化裂紋。在過(guò)熱區(qū)，材料雖然沒(méi)有發(fā)生局部熔融，但在高溫下，如果塑性降到很低水平，也可能在應(yīng)力作用下由于塑性不足而產(chǎn)生高溫脆性裂紋。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)發(fā)生裂紋部位進(jìn)行打磨后重新進(jìn)行焊接，焊后檢查未發(fā)現(xiàn)裂紋，隔天進(jìn)行滲透檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在大小頭側(cè)熱影響區(qū)再次發(fā)生裂紋，因此可以排除裂紋是由于焊接因素導(dǎo)致的原因。

根據(jù)宏觀檢驗(yàn)，裂紋平行于熔合線，距熔合線0.5mm，位于大小頭側(cè)熱影響區(qū)，可以排除結(jié)晶裂紋。根據(jù)金相分析，該奧氏體不銹鋼晶粒異常粗大導(dǎo)致單位體積晶界面積減小，因此在晶界上產(chǎn)生的低熔點(diǎn)物質(zhì)，如FeS、Fe 3 P或Ni 3 P等單位晶界面積含量增高，在冷卻凝固過(guò)程中極易產(chǎn)生高溫液化裂紋，同時(shí)晶粒異常粗大，會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域塑性降低，極易在應(yīng)力作用下產(chǎn)生高溫脆性裂紋。從上述分析可以看出，大小頭側(cè)熱影響區(qū)奧氏體組織晶粒的異常粗大，是導(dǎo)致焊接裂紋產(chǎn)生的直接原因。

對(duì)于奧氏體不銹鋼鍛件而言，奧氏體組織晶粒大小主要取決于始鍛溫度以及終鍛溫度下的變形控制。奧氏體不銹鋼的鍛造溫度主要受高溫鐵素體形成溫度的限制，當(dāng)鋼的加熱溫度超過(guò)此溫度時(shí)，鋼中原有的游離鐵素體（α相）的含量便會(huì)顯著增多。這些鋼中δ相鐵素體的出現(xiàn)溫度大致在1100～1300℃范圍內(nèi)，隨鋼號(hào)不同而有所變化。奧氏體不銹鋼的始鍛溫度一般為1150～1200℃，終鍛溫度一般為825～850℃。當(dāng)始鍛溫度過(guò)高，會(huì)直接導(dǎo)致晶粒變大，鍛造時(shí)變形量不足，則不會(huì)在鍛造中打碎粗大的晶粒。所以為了得到細(xì)晶粒組織，在鍛造中應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度、鍛造溫度、鍛造比、鍛造力這些參數(shù)。

對(duì)于鍛造后進(jìn)行的固熔處理而言，高的固熔溫度可使鍛件提高蠕變斷裂強(qiáng)度，但同時(shí)會(huì)引起晶粒組織粗大，導(dǎo)致其抗腐蝕能力降低。采用較低的固熔處理溫度，就會(huì)降低蠕變斷裂強(qiáng)度，但是奧氏體組織晶粒較細(xì)。所以對(duì)于鍛造后進(jìn)行的固熔處理，嚴(yán)格控制固熔溫度也是非常重要的環(huán)節(jié)。

四、結(jié)論和建議

（1）混氫原料蠟線裝置管道大小頭側(cè)熱影響區(qū)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的裂紋，產(chǎn)生原因是奧氏體組織晶粒的異常粗大。

（2）為防止同類(lèi)裂紋產(chǎn)生，應(yīng)嚴(yán)格控制奧氏體不銹鋼組織中晶粒的大小。對(duì)鍛件主要應(yīng)控制兩個(gè)方面：①鍛造中嚴(yán)格控制加熱溫度、鍛造溫度、鍛造比、鍛造力這些參數(shù)。②嚴(yán)格控制鍛造后的固熔溫度。

（3）對(duì)于使用單位，應(yīng)對(duì)同批奧氏體不銹鋼鍛件進(jìn)行全面普查，對(duì)其焊縫進(jìn)行100%滲透檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)缺陷的管件及時(shí)更換。對(duì)于奧氏體不銹鋼材料部件的入廠驗(yàn)收，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求進(jìn)行，以防止類(lèi)似裂紋的產(chǎn)生。

不銹鋼盤(pán)管的焊接性分析

Mon, 20 Sep 2021 23:46:05 +0800

1.焊接接頭的晶間腐蝕傾向

奧氏體不銹鋼盤(pán)管在400～800℃范圍內(nèi)加熱后對(duì)晶間腐蝕最為敏感，此溫度區(qū)間一般稱(chēng)為敏化溫度區(qū)間。這主要是由于奧氏體鋼在固溶狀態(tài)下，碳以過(guò)飽和的形式溶解于γ固溶體中。加熱時(shí)，過(guò)飽和的碳以Cr23C6的形式沿晶界析出，當(dāng)使晶界附近wCr降到低于鈍化所需的最低數(shù)量(wCr≈12%)時(shí)，在晶界形成了貧鉻層，從而使晶界的電極電位遠(yuǎn)低于晶內(nèi)。當(dāng)金屬與腐蝕介質(zhì)接觸時(shí)，電極電位低的晶界就被腐蝕，這種腐蝕就是晶間腐蝕。

2.提高焊接接頭耐晶間腐蝕能力的措施

(1)降低含碳量

減少奧氏體不銹鋼盤(pán)管和焊條中的含碳量，是防止晶間腐蝕最根本的辦法。

(2)加入穩(wěn)定劑

在鋼和焊接材料中加入鈦、鈮等與碳的親和力比鉻強(qiáng)的合金元素，這些合金元素能夠優(yōu)先與碳結(jié)合成穩(wěn)定的碳化物，從而避免在奧氏體晶界形成碳化鉻而產(chǎn)生貧鉻層，對(duì)提高抗晶間腐蝕能力有十分良好的作用。

(3)焊后進(jìn)行固溶處理

將焊件加熱到1050～1100℃，使已經(jīng)析出的Cr23C6重新溶入奧氏體中，然后快速冷卻，形成穩(wěn)定的奧氏體組織，此過(guò)程稱(chēng)為固溶處理。

(4)改變焊縫的組織狀態(tài)

即使焊縫由單一的γ相改變?yōu)棣?lt;span style="font-family:Calibri">+δ雙相。

(5)減少焊接熱輸入

盡量選用較小的焊接熱輸入，以減少在高溫停留的時(shí)間，對(duì)減小敏化區(qū)的形成和刀蝕的形成都具有一定的作用。

(6)合理安排焊接順序

防止刀狀腐蝕的產(chǎn)生還應(yīng)注意合理安排焊接順序，這是因?yàn)榈稜罡g除產(chǎn)生于焊后在敏化溫度再次受熱外，在多層焊和雙面焊時(shí)，后一條焊縫的熱作用可能對(duì)先焊焊縫的過(guò)熱區(qū)起到敏化加熱的作用。

3.焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂

這是不銹鋼盤(pán)管在靜應(yīng)力(內(nèi)應(yīng)力或外應(yīng)力)與腐蝕介質(zhì)同時(shí)作用下發(fā)生的破壞現(xiàn)象。純金屬一般沒(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向，而在不銹鋼盤(pán)管中，奧氏體不銹鋼盤(pán)管比鐵素體或馬氏體不銹鋼盤(pán)管的應(yīng)力腐蝕傾向大。因?yàn)閵W氏體不銹鋼盤(pán)管導(dǎo)熱性差，線膨脹系數(shù)大，所以焊后會(huì)產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，因而容易造成應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。

(1)正確選用材料

根據(jù)介質(zhì)特性選用對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性低的材料是防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂最根本的措施。

(2)消除焊件的殘余應(yīng)力

通?？刹捎缅N擊焊件表面來(lái)松弛殘余應(yīng)力，也可以進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。

(3)對(duì)材料進(jìn)行防蝕處理

通過(guò)電鍍、噴鍍、襯里等方法，用金屬或非金屬覆蓋層將金屬與腐蝕介質(zhì)隔離開(kāi)。

(4)接頭設(shè)計(jì)應(yīng)注意防止“死區(qū)”，這是為了避免縫隙的存在。

4.焊接接頭的熱裂紋

熱裂紋是奧氏體不銹鋼盤(pán)管焊接時(shí)比較容易產(chǎn)生的一種缺陷，特別是含鎳量較高的奧氏體不銹鋼盤(pán)管更易產(chǎn)生。其產(chǎn)生的主要原因是由于奧氏體不銹鋼盤(pán)管的液、固相線區(qū)間較大、結(jié)晶時(shí)間較長(zhǎng)，而且?jiàn)W氏體結(jié)晶方向性強(qiáng)，使低熔點(diǎn)雜質(zhì)偏析嚴(yán)重而集中于晶界處；此外，奧氏體不銹鋼盤(pán)管的線膨脹系數(shù)大，冷卻收縮時(shí)應(yīng)力大，所以易產(chǎn)生熱裂紋。

(1)嚴(yán)格限制焊縫中的S、P等雜質(zhì)的含量。

(2)產(chǎn)生雙相組織

對(duì)于wNi＜15%的18-8型不銹鋼盤(pán)管，具有γ+δ的雙相組織焊縫有較高的抗裂性，δ鐵素體含量(φδ)應(yīng)控制在3%～8%。

當(dāng)wNi＞15%，單相奧氏體組織的高鎳不銹鋼盤(pán)管不宜采用γ+δ雙相組織(高溫時(shí)δ相促進(jìn)生成σ相，導(dǎo)致σ相脆化)時(shí)，可采用γ+碳化物或γ+硼化物的雙相組織，亦有較高的抗裂性。

(3)合理的進(jìn)行合金化

在不允許采用雙相組織的情況下，可以通過(guò)調(diào)整焊縫金屬的合金成分，如加入wMn4%～6%，對(duì)防止單相奧氏體焊縫產(chǎn)生熱裂紋相當(dāng)有效。

(4)工藝上的措施

為降低焊縫的熱裂傾向，制定焊接工藝時(shí)應(yīng)盡可能減少熔池過(guò)熱和接頭的殘余應(yīng)力。

5.焊接接頭的脆化

(1)σ相脆化

奧氏體或鐵素體不銹鋼盤(pán)管在高溫(375～875℃)長(zhǎng)時(shí)間加熱就會(huì)形成一種Fe—Cr金屬間化合物，即σ相。

(2)粗大的原始晶粒

高鉻鐵素體鋼在加熱與冷卻過(guò)程中不發(fā)生相變，晶粒很容易長(zhǎng)大，而且用熱處理也無(wú)法消除，只能用壓力加工才能使粗大的晶粒破碎。

(3)475℃脆性

wCr＞15%的鐵素體不銹鋼盤(pán)管，在400～550℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期加熱后，鋼在室溫下變得很脆，其沖擊韌度和塑性接近于零。此外，由于鐵素體不銹鋼盤(pán)管焊接接頭有明顯的脆化傾向，馬氏體不銹鋼盤(pán)管焊接時(shí)淬硬傾向大，都會(huì)造成接頭部位冷裂紋的形成。