奥氏体不锈钢制压力容器焊接质量控制

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1、奥氏体不锈钢制压力容器焊接质量控制　　摘要：焊接是奥氏体不锈钢压力容器制造的关键工序，焊接质量将直接影响压力容器安全运行和使用寿命。因此，在奥氏体不锈钢压力容器产品安全检验过程中，焊接质量检验非常重要。该文分析了奥氏体不锈钢的焊接性和性能特点，有针对性的提出了焊接质量控制措施，从而保证压力容器的制造质量。　　关键词：奥氏体不锈钢焊接质量控制压力容器　　《特种设备安全监察条例》将涉及生命安全，危险性较大的压力容器定义为特种设备。特种设备是国民经济建设的重要基础设备，是与人民群众生活密切相关的重要基础设施，广泛应用于社会经济建设和人民生活的各个领域，一旦发生事故，将会造成

2、严重的人员伤亡及重大财产损失。　　特种设备的生产制造过程离不开焊接环节，焊接是特种设备产品生产制造过程的一项关键工序，其质量的好坏将直接影响到特种设备安全运行和使用寿命。因此在对特种设备安全性能监督检验过程中焊接控制十分重要。下面就奥氏体不锈钢制压力容器的焊接性能及特点，施焊控制重点介绍如下。　　1、奥氏体不锈钢的焊接性能及特点　　奥氏体不锈钢可采用焊条电弧焊和气体保护焊方法施焊，其焊接过程对氢脆不敏感，焊态下接头也有较好的韧性和塑性，可焊性较好。但如焊接工艺控制不当，焊接接头易存在以下问题。　　(1)奥氏体不锈钢具有较大的电阻率和线膨胀系数，较低的导热率导致焊接过程

3、中的焊接变形大，易形成热裂纹。　　(2)在焊接过程中，若在敏化区停留时间(对于18-8钢，在450℃～850℃温度之间)过长，短时加热就很容易促使产生晶间腐蚀倾向，其原因是晶界上易形成铬的碳化物，造成晶界贫铬，降低抗晶间腐蚀能力。　　2、施焊控制重点　　2.1焊接变形与残余应力控制　　焊接是一种局部加热的工艺过程，这种过程会造成母材局部受热膨胀和冷却收缩现象，因此所有焊接均会产生不同程度的变形，这些变形有可能导致容器棱角度、直径、椭圆度、垂直度、平面度等参数不符合设计图样的要求，也可能导致焊接残余应力引起的焊接裂纹等缺陷。为减少焊接应力与变形引起的不利影响，在焊接结构

4、设计时，应对焊缝的配置、形状尺寸、数量等因素加以考虑。因设计时，焊缝已经确定，只能采取焊接工艺措施来控制减少变形和残余应力的影响。在实际监督检验时，对压力容器制造厂的焊接工艺以及合理施焊顺序进行加以控制，尽量减少焊接接头的拘束度是焊接工艺控制变形的基础，也可采用反变形法和刚性固定法对设备焊接过程进行控制，使焊接变形和残余应力降为最低。　　2.2应力腐蚀控制　　奥氏体不锈钢焊接接头对应力腐蚀比较敏感，一般情况下，焊接接头中存在的残余应力为应力腐蚀创造了必要条件，焊接热过程导致的焊接接头碳化物析出敏化，促进了应力腐蚀的发生，控制应力腐蚀应从控制焊接变形和焊接接头敏化区温度

5、着手实施。　　2.3焊接热裂纹控制　　奥氏体不锈钢焊接时，焊缝和近缝区均可产生裂纹，而且主要是热裂纹，裂纹特征是典型的晶间断裂，其原因是源于奥氏体不锈钢受热膨胀较大，散热较慢，焊缝在凝固过程中，造成焊缝枝晶粗大和过热区晶粒粗化，增大偏析，形成较大的焊接内应力，因此，焊接过程应尽量采用较小的焊接热输入，不进行预热并降低层间施焊温度，控制焊接速度，减少高温冷却速度或适当降低焊接电流来减少焊缝熔深。另外，在焊接起弧和收弧处易产生焊接裂纹，焊接筒体纵焊缝时，应加引弧板和收弧板。　　2.4晶间腐蚀控制　　奥氏体不锈钢焊接接头易产生晶间腐蚀，造成晶间腐蚀的机理是在焊接过程中，敏化

6、区域温度范围(450℃-850℃)内，在晶界析出铬的碳化物形成了贫铬的晶粒边界。在焊接工艺控制上应采用较低的焊接热输入，快速冷却以减少处于敏化加热的时间;焊接材料控制上应尽量降低含碳量，增加铌、钼、钛等元素到焊接接头中，减少或阻止晶粒边界生成铬的碳化物，以减少焊缝产生晶间腐蚀的可能性。　　2.5焊接材料控制　　焊接材料是保证母材焊接质量的关键环节，需根据母材的化学成分，力学性能，焊接性能及结合容器的结构特点，使用条件，焊接方法综合考虑选用。通常应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材标准规定的下限值，或应满足产品图样中技术条件的规定，针对奥氏体不锈钢焊接特点，焊材的选择

7、应满足以下几点要求。　　(1)低的碳含量，以减少焊缝产生晶间腐蚀的可能性。　　(2)能够通过焊材过渡各种合金元素到焊接接头中，使焊缝金属成为含有确定数量的奥氏体和铁素体组织渗透，如铌，钼，钛等元素到焊接接头中与碳形成稳定化合物，阻止晶粒边界生成铬的碳化物来增加耐晶间腐蚀性能。　　(3)严格控制焊材中硫、磷含量，以减少产生焊缝热裂纹的危险性。另外焊接材料入库、验收、保管、发放与回收应进行严格的控制。监检人员应加以检查、监督，保证其符合规范程序要求。　　2.6焊接工艺控制　　焊接工艺评定是验证拟定的焊接工艺正确性而进行的试验过程及结果评价，评定内容包含焊