內(nèi)罐直徑φ52.5m,;高度26.73m;壁厚17.7mm~8mm,;共有9圈壁板組成,。
9%Ni鋼的焊接難點(diǎn)主要有下述四方面:
a、焊接接頭的低溫韌性問(wèn)題,;
b,、焊接熱裂紋問(wèn)題;
c,、焊接冷裂紋問(wèn)題,;
d,、電弧磁偏吹問(wèn)題。
針對(duì)這些難點(diǎn),,采取下述技術(shù)措施,,以保證9%Ni鋼的焊接質(zhì)量。

a、選用較小的線能量與較低的層間溫度逆轉(zhuǎn)奧氏體隨焊接熱循環(huán)的峰值溫度的提高而減少,,冷卻速度快,,粗晶粒區(qū)會(huì)出現(xiàn)粗大的貝氏體組織,逆轉(zhuǎn)奧氏體的減少與貝氏體組織的出現(xiàn),,均會(huì)使低溫韌性降低,。因此焊接線能量大,高溫區(qū)停留時(shí)間長(zhǎng),,過(guò)熱區(qū)也寬,,晶粒也越粗大,低溫韌性會(huì)下降,。
本工藝采用較小的線能量,,以減少高溫區(qū)停留時(shí)間;嚴(yán)格控制層間溫度,,以增加冷卻速度,;增加焊接層數(shù),由于后續(xù)焊道起回火作用,,能促使逆轉(zhuǎn)奧氏體轉(zhuǎn)化,,以提高低溫韌性。
b,、選用適用的焊接材料,,保證焊縫金屬的低溫韌性。
選用鎳基焊材,,含鎳量≥55%,,焊材需具育優(yōu)良的低溫和常溫韌性及塑性;具有良好的操作性能,,因焊縫金屬均為奧氏體組織,,具有良好的低溫韌性。
c,熔合區(qū)的低溫韌性與所出現(xiàn)的脆性組織有關(guān),,選用的焊材含碳量與9%Ni鋼基木相同,,含Ni量高達(dá)55%以上,能有效地阻止碳遷移,,避免熔合區(qū)產(chǎn)生脆性組織,,從而保證了熔合區(qū)的低溫韌性。
2.防止焊接冷熱裂紋的方法
a,、從二個(gè)方面防止冷裂紋產(chǎn)生
①如熔合區(qū)出現(xiàn)硬化后,則會(huì)產(chǎn)生焊接冷裂紉E}I句,。為避免熔合線出現(xiàn)硬脆的馬氏體帶,,選用低碳型Ni基焊材,焊接時(shí),,雖有母材的稀釋作用,,但仍有足夠多的奧氏體元素,避免熔合線出現(xiàn)硬脆組織,,從而防止冷裂紋的產(chǎn)生,。
②減少焊接接頭應(yīng)力: LNG天然氣儲(chǔ)罐用線能量較小的焊接規(guī)范,控制熱應(yīng)力,,不強(qiáng)力組裝及采用合理的焊接順序,,對(duì)稱、同步施焊,,減少拘束應(yīng)力,,以控制冷裂紋產(chǎn)生。
③防止氫致裂紋:焊口表而清潔,,將水,、油污及有機(jī)物清除掉,在大氣濕度超過(guò)90%時(shí),,停止施焊,,雨、雪大停止施焊,,母例金屬溫度低于0℃時(shí),,預(yù)熱到手感溫度。焊材嚴(yán)格烘干后使用,,以避免氫的積累,,以防止氫致裂紋。
b,、防止熱裂紋的措施
①熱裂紋的產(chǎn)牛與焊縫金屬結(jié)晶過(guò)程中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)偏析有關(guān),,結(jié)晶過(guò)程越長(zhǎng),偏析越嚴(yán)重,,而產(chǎn)生裂紋,,木工藝采用了較小線能量,,較細(xì)的焊絲,以防止焊接熱裂紋,。
②選用焊材,,線脹系數(shù)與母材的差異較小,焊接過(guò)程中不均與熱脹冷縮所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也較小,,可避免產(chǎn)生熱裂紋,。
3.防止電弧磁偏吹的措施
a、焊條電弧焊采用交流焊機(jī),。
b,、埋弧自動(dòng)焊采用交流方波電源。
c,、埋弧自動(dòng)焊打底焊接背而進(jìn)行焊劑保護(hù),。
4.采用交流方波電源
由于LNG儲(chǔ)罐中的9%Ni鋼內(nèi)罐,其橫焊縫的長(zhǎng)度為縱焊縫的3.5倍,,為提高焊接效率,,降低焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度,加快施工進(jìn)度,,橫焊縫必須采用埋弧自動(dòng)焊,,該種焊機(jī)機(jī)架掛在圈板上口,有行走機(jī)構(gòu),,可沿圈板上口行走,,工人坐在機(jī)架內(nèi)操作。
而埋弧自動(dòng)焊用的電源,,有直流與交流兩種,,用直流電源,焊道鋪得開(kāi),,熔合良好,,但由于直流電源施焊時(shí),向同方}句施加電流,,會(huì)形成定向磁場(chǎng),,而對(duì)于9%Ni鋼這種磁化敏感材料,一旦產(chǎn)生了磁性則不易消除,,如剩磁過(guò)大,,會(huì)產(chǎn)生電弧磁偏吹,嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量,,為解決9%Ni鋼的磁化問(wèn)題,,需選擇交流電源。
但交流電源,如采用正弦波,,則存在電弧的寬度變窄,,焊道上側(cè)的熔合情況變差,熔池較淺,,因此交流正弦波被認(rèn)為是 不合適的,。
所以選擇交流方波電源,用控制波形的方法,,克服了使用正弦波焊接的缺陷,,方波結(jié)合了DC負(fù)接和DC正接的優(yōu)點(diǎn),得到較大的熔敷效率,,達(dá)到較佳的焊縫成形,,確保熔合良好,減少有益元素的損傷,,保證其低溫韌性。
5.采用背面焊劑保護(hù)
LNG儲(chǔ)罐的9%Ni鋼內(nèi)罐環(huán)縫的坡口型式為K型坡口,,施焊順序?yàn)榇笃驴趥?cè)焊接后,,背而需碳刨清根,再用砂輪打磨清除表而氧 化層,,并將刨槽打磨光滑,,經(jīng)PT檢測(cè)合格后,再進(jìn)行焊接,。
碳刨清根存在如下問(wèn)題:
a,、碳刨清根用的是 大功率的直流焊機(jī),對(duì)9%Ni鋼有磁性影響,。
b,、碳刨清根時(shí),將焊縫根部刨去一層,,多消耗焊材及勞動(dòng)率,。
為解決上述問(wèn)題,在進(jìn)行正而埋弧自動(dòng)焊時(shí),,背而采用焊劑保護(hù),,使背而的成形良好,可大幅度減少清根工作量,,只用砂輪稍加修整,,經(jīng)PT檢測(cè)合格后,即司次旱接,。這樣即可避免碳刨時(shí)對(duì)9%Ni鋼的影響,,又可節(jié)省勞動(dòng)力和焊材。
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