摘 要:對8926合金鋼板的優點、成分、物理性能及力學性能、耐腐蝕性能及焊接性能等進行介紹,從焊接準備、焊接工藝、焊接應注意的事項和難點及無損檢測進行詳細的闡述。經過實踐的驗證,具有很強的適用性和理論性;同時附帶一些現場操作的圖片,具有一定的觀賞性。
關鍵詞:8926板;各種性能;焊接工藝;無損檢測
中圖分類號:TP 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2010)06-0321-02
在污染日益嚴重的今天,人們更加追求美好的環境條件。在火電行業同樣面臨環境保護的問題。我國是一個以燃煤為主要能源結構的國家,燃煤煙氣中的粉塵,硫化物,氯化物,氮氧化物是大氣污染的主要污染源。煙氣脫硫裝置應運而生。
煙氣脫硫裝置龐大,某些設備部位所處的環境腐蝕性也較強。煙氣脫硫裝置運行狀態要求穩定,可靠,長周期(大修期4~5年,總運行壽命25~30年),一次性投資費用相當高。為盡量降低國內脫硫工程的造價,同時,又能使國內脫硫裝置的總體水平處于較高水平,能夠達到長周期安全可靠運行的目的,應根據燃煤中硫含量以及氯化物,氟化物含量的高低,根據脫硫裝置的設計結構特點,借鑒國外煙氣脫硫裝置制造的成熟經驗以及國內石化行業高等級耐蝕合金設備制造的成熟經驗,合理地選用不同等級的耐蝕合金,采用不同的設備制造方式(如等厚板結構,薄板加外支撐結構,復合板結構,貼壁紙結構等),降低脫硫工程的造價。
在廣安二期擴建工程的煙氣脫硫裝置中的合金板采用8926板。8926板對冷凝酸,爐氣清滌劑有很好的耐蝕性,周期壽命費用分析表明,在脫硫系統中的某些腐蝕嚴重的設備如硫化物吸收容器,噴啉設備等采用8926板比采用316L不銹鋼或哈氏C-276更為經濟有效。因此8926合金板被大量應用在國外FGD系統中,如煙氣吸收的主體裝置,風門,煙氣管道系統,煙囪襯里,煙氣吸收混和器,再熱器,分布器,噴淋吸收器,懸浮液輸送管道,旋轉葉片,結構支撐件等。
8926合金板的顯微結構均為奧氏體組織。因此,這些合金具有奧氏體鋼的一般通性,如無磁性,延展性好,低溫韌性好,沖擊韌性值高,屈強比低,加工硬化率高,熱膨脹系數較高,導熱性較差等。8926合金板的分類,牌號,化學成份如下:
(2)按照ASTM G-48B方法進行試驗
(3)按照ASTM G-48A方法進行試驗
(4)按照ASTM G-150方法進行試驗
8926板的焊接性能:
奧氏體不銹鋼的焊接性能較好,但焊接時還應注意以下問題:
(1)焊接接頭的晶間腐蝕。
晶間腐蝕產生的原因主要是金屬中的鉻同碳生成的碳化物沉淀下來,形成貧鉻層引起,焊縫金屬含碳量越高,晶間腐蝕越大。同時,焊接線能量過大或進行多層焊接也會加速貧鉻層形成,引起晶間腐蝕。
(2)焊接接頭的應力腐蝕開裂。
拉伸應力的存在是應力腐蝕開裂不可缺少的重要條件。統計顯示:焊接殘余應力所引起的應力腐蝕開裂事件約占全部應力腐蝕破壞事件的60%以上。最大限度地消除焊接殘余應力,對于焊接接頭的耐應力腐蝕開裂具有極為重要的意義。
(3)焊接接頭的熱裂紋。
焊縫金屬結晶過程存在較大的拉應力,焊縫組織應形成方向性強的柱狀晶,有害雜質如S、P等易形成熔夾層是形成熱裂紋的三個重要條件。防止形成熱裂紋的有效途徑是:嚴格控制有害雜質的浸入,采用盡可能的線能量和小截面焊道。
鑒于8926板的各種性能,廣安二期擴建工程煙道的合金導流板的焊接我們采用了如下的步驟:
焊條的作用→焊前準備→焊接工藝→無損檢測
(1)廣安二期擴建工程煙道的合金導流板的焊接我們采用ENiCrMo-3,3.2mm焊條.
(2)在正式的焊接前,必須作好以下的焊前準備:
①施工區域必須與其他鐵件施工區域有效隔離,并作好防風、防雨及降塵措施。這樣可以保證焊縫不夾渣和外型美觀。
②焊接坡口采用單邊V形坡口,鈍邊1-2mm,對口間隙1-2mm。坡口制備可以采用機械方法加工,也可以采用砂輪機打磨的方法完成。坡口形式如下:
圖1③焊件在組裝前必須將坡口及附近母材表面20~25mm范圍內的氧化膜、油污清理干凈,保持坡口干燥、清潔。清理方法如下:
先除氧化膜:用專用不銹鋼絲刷或鋼絲碗打磨坡口及附近母材表面,除去氧化膜;再除油污,用白棉布蘸丙酮或純酒精擦拭坡口及附近母材表面,除去油污;然后涼干。
④組裝時應將焊件墊置牢固,禁止采用強力對口,以防止產生附加應力和變形。
⑤在坡口兩側涂抹防飛濺劑,防止飛濺點引起氧化腐蝕。
⑥焊接前焊接材料按其使用說明書要求進行烘烤,焊接時裝入焊條保溫筒內,隨用隨取。
⑦焊機根據現場條件選用逆變焊機ZX7-400S。
焊接工藝:
(1)拼縫焊接設計為兩層兩道,焊接施工順序為:點焊→正面焊一道→反面清根→除氧化膜、油污→封底焊一道→清除表面氧化色。
(2)點焊的工藝要求與正式焊接一致,點焊長度約50mm,間隔280~320mm,鋼板兩端必須點焊。正式施焊前應對點焊質量進行檢查。
(3)為防止焊接溫度過高和減少焊接變形,正面焊和封底焊采用分段退焊法,每段長度250~350mm(約一根焊條焊接長度),示意圖如下:
圖2 分段焊示意圖(4)焊接電流應盡量小,焊條不允許作寬副擺動。
(5)嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物。
(6)施焊時,應保證焊接接頭和收弧質量,收弧時應盡量添滿弧坑,避免出現弧坑裂紋。
(7)嚴格控制層間溫度≤90℃。
(8)焊接區域產生的氧化顏色應在焊縫尚未冷卻時用不銹鋼絲刷刷去。焊接完成后,清除焊縫區域的藥皮和飛濺,并用不銹鋼絲刷或鋼絲碗打磨焊縫直至露出金屬光澤。
無損檢測:現在常用的無損檢測手段有以下幾種:
由于8926合金板是超強奧氏體不銹鋼結構。它不能用UT和MT進行探傷。由于ET探傷主要用于鋼管探傷。RT和PT成為探傷手段。
根據設計院和廠家的資料對8926合金板的對接采用5%的RT和100%的PT檢驗。屬于Ⅲ級檢驗范圍。
檢測結果顯示焊接質量達到了優良的標準。表明整個施工工藝是可行的。
在火電施工行業中,新材料、新方法不斷的出現,我們會整合各種信息和已有的經驗處理新情況的發生,力爭做得更好。
參考文獻
[1]電力工業部華北電業管理局主編.火電施工質量檢驗及評定標準(焊接篇)[S].1996.