TP347H不锈钢厚壁管道的焊接

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1、石油化工设备技术▲l7▲材料与焊接，2011。32(3)PetrochemicalEquipmentTechnologyTP347H不锈钢厚壁管道的焊接丘平(中国石化工程建设公司，北京100101)摘要：论述了TP347H不锈钢厚壁管道的焊接技术要求．主要包括TP347H的化学成分、焊接性能、焊接方法和焊材选用、热处理制度的确定．以及焊接工艺参数、焊接要求、焊后热处理和焊缝返修等内容。关键词：TP347H不锈钢厚壁管道焊接18—8型300系列奥氏体不锈钢相比与常用，理状态交货，具有良好的焊接性，但其又具备奥氏TP347H是一体不锈钢所特有的物理性能

2、种含铌稳定化元素的铬镍奥氏体不，即导热系数小、熔点锈钢，具有较好的耐高温、抗晶间腐蚀和抗连多硫低、线膨胀系数大，因此，管道焊接时，焊缝金属高．易形成粗大的铸态组织酸应力腐蚀性能，同时具有良好的机械加工和焊温停留时间长，以及产生接性能，在石油化工装置中越来越得到广泛应用。较大的残余应力和变形，在焊接工艺和焊接材料lTP347H钢管的化学成分选择不合适时，可能会出现晶间腐蚀、热裂纹和应“450～C时奥氏体不锈钢被加热至850，晶界力腐蚀等缺陷。处的铬和碳生成碳化铬从固溶体中析出，引起碳2．1晶间腐蚀化铬附近的晶界区贫铬，在适合的腐蚀介质中，形TP347

3、H不锈钢厚壁管道焊接采用多层焊“”一电池成碳化铬(阴极)贫铬区(阳极)，从而发时，会造成焊缝的前层焊缝和焊缝两侧的热影响生晶间腐蚀。从金属材料选用来看，防止奥氏体区温度达到敏化温度区域，在晶界上析出碳化铬，不锈钢发生晶间腐蚀的措施是降低碳含量，使只形成贫铬区，若此区域恰好暴露在焊缝表面并与有微量的碳化铬析出而不引起晶界贫铬(即选用适合的腐蚀介质接触，则会产生晶间腐蚀。控制超低碳不锈钢)或者在奥氏体不锈钢中加入与碳晶间腐蚀的关键是防止晶粒表面区域的敏化，当元素亲合力更强的钛或铌元素(即选用含稳定化加热温度高于850℃时，晶内的铬会向晶间扩散，元素的奥

4、氏体不锈钢)。其中，TP347H不锈钢所使晶界的贫铬区得以恢复或者选择添加铌稳定元加人铌的含量比碳化铌NbC(Nb／C一8)化学式素的低碳不锈钢焊条焊丝，并通过合理的焊接工计算值略高，ASMESA312／sA312M标准规定的艺，减少危险温度范围停留的时间，以防止出现晶TP347H钢管的化学成分见表1。间腐蚀的缺陷。管道焊接热影响区除了可能出现晶间腐蚀表1TP347H钢管的化学成分％外，在其焊接接头的过热区内，加热温度大于1200℃的部位，碳化铌会固溶于7相晶粒内，冷却时有部分固溶的碳原子扩散并偏聚于7相晶界处，在随后多层焊时，7相晶界偏聚的碳原子

5、浓度会增大，并在7相晶界发生碳化铬沉淀，在适合的—08—17收稿日期：2010。作者简介：丘平，男，1988年毕业于抚顺石油学院石油加工工程专业，获工学学士学位，现在中国石化工程建设公司从事配管设计和技术管理工作。已发表论文多篇，教授级高级2TP347H钢管的焊接性能工程师。TP347H不锈钢管道采用固溶加稳定化热处Email{qiuping@sei．corn．crl石油化工设备技术2011年腐蚀介质作用下，将从表面开始产生晶间腐蚀，直熔化焊接方法均可用于TP347H不锈钢管至形成刀状腐蚀的破坏。对此采取控制接头焊接道的焊接，在工程中最常用的是焊缝

6、底层焊道采顺序，避免采用交叉焊缝等措施，来降低焊接接头用钨极氩弧焊，其余焊道采用手工电弧焊完成。的刀蚀。钨极氩弧焊用于全位置焊接，使用纯度不低于2．2热裂纹99．96％的氩气保护，无氧化性，焊丝熔化后成分347H不锈钢的线膨胀系数大、导热系数小，基本不发生变化，合金过渡系数高。焊缝成分易控焊接时会延长焊缝金属在高温区域的停留时间，制，且钨极氩弧焊的焊接线能量小，焊缝强度、塑增大焊缝金属在高温时经受的拉伸应变，此外不性和韧性好，易满足使用性能要求，但TP347H锈钢焊缝结晶时，液相线与固相线之间的距离大，厚壁管道若焊口全部采用钨极氩弧焊，可能不经凝固

7、过程的温度范围大，使低熔点杂质偏析严重，济。手工电弧焊热影响区小，易于保证焊接质量，且在晶界聚集，以及焊缝的柱状晶间易存在低熔适用各种焊接位置与不同壁厚管道焊接，但其合点的夹层薄膜，在凝固结晶后期以液态膜形式存金过渡系数低，焊接时易夹渣，更换焊条焊接中一断时在于奥氏体柱状晶粒之间，在定的拉应力作用，易引起焊接工艺参数的波动，从而影响焊接下起裂、扩展形成晶问开裂。对此，采取控制焊缝质量。的化学成分，减少硫、磷等杂质元素在晶问形成低焊接材料是焊接过程中的各种填充金属及为熔点共晶，以及减少焊接时形成较大的内应力等了提高焊接质量而附加的保护物质，包括焊丝、

8、焊措施，防止出现热裂纹的缺陷。条、焊剂和保护气体等，对焊缝金属的成分、组织2．3应力腐蚀和性能起着至关重要的作用。焊接材料