J607RHDQ和LB-65L熔敷金屬成分與性能對比

王安軍 王傳標 王清棟

(合肥通用機械研究院)

J607RHDQ和LB-65L熔敷金屬成分與性能對比

王安軍*王傳標 王清棟

(合肥通用機械研究院)

介紹了07MnNiMoDR鋼制乙烯球罐工程中所使用的國產焊條和日本進口焊條的建造實例，并對其化學成分、熔敷金屬力學性能、擴散氫含量以及焊接試板的力學性能等數據進行分析，得出國產焊條與日本焊條的焊接接頭力學性能指標相當，均可滿足設計溫度為-45～-50℃范圍內07MnNiMoDR鋼制乙烯球罐的建造要求。

球罐 07MnNiMoDR鋼 J607RHDQ LB-65L 力學性能

近十年來，我國的乙烯工業發展迅速，已成為國民經濟的支柱產業之一。作為乙烯裝置中的關鍵設備——乙烯球罐，其球殼板用過多種鋼板。20世紀90年代初，合肥通用機械研究院與有關單位共同攻關，采用07MnNiMoVDR鋼建造了設計溫度為-40℃的乙烯球罐并全部實現國產化，隨著生產工藝的發展，乙烯球罐設計溫度降至-45～-50℃[1]，為進一步實現乙烯球罐用鋼板和焊條的全部國產化，合肥通用機械研究院與昆山京群焊材科技有限公司研發了J607RHDQ焊條，其熔敷金屬的低溫沖擊韌性指標滿足設計溫度為-50℃07MnNiMoVDR鋼的建造要求，現就兩個乙烯工程項目的建造實例進行分析論述。

國內設計溫度為-50℃的乙烯球罐主要采用寶鋼的07MnNiMoVDR、日本JFE公司的JFE-HITEN610U2L、N-TUF490及武鋼的15MnNiNbDR。前兩種鋼均采用調質工藝生產[1,2]。國內設計溫度為-45～-50℃用焊條有國產的J607RHDQ和日本進口的LB-65L。通過對兩個乙烯工程項目建造實例的分析，兩焊接接頭力學性能指標大致相當。為進一步推廣設計溫度在-45～-50℃的低溫乙烯球罐焊條國產化提供借鑒。

1 兩種焊條技術條件對比分析

國產焊條和日本焊條技術條件的主要技術指標見表1、2。從表1中可以看出，國產焊條技術要求和日本焊條的技術要求相當，但國產焊條P、S含量比日本焊條要求嚴格。從表2可以看出，在焊條熔敷金屬的力學性能指標上，國產焊條的技術要求和日本焊條的技術要求基本一致。

表1 國產與日本進口焊條熔敷金屬化學成分 wt%

表2 國產與日本進口焊條熔敷金屬力學性能

2 兩種焊條質量證明書及復驗數據的對比

2.1化學成分

兩個乙烯工程項目中使用國產焊條J607RHDQ及日本焊條LB-65L質保書中都提供了C、Si、Mn、S、P、Ni、Mo及其他合金元素的質量分數，結果整理見表3。可以看出：國產焊條及日本焊條主要元素的質量分數實物水平基本相當；特別是P、S的質量分數，國產焊條控制水平較高于日本焊條；國產焊條的Ni質量分數實物水平較高于日本焊條。

表3 兩種焊條主要元素含量范圍及平均值 wt%

2.2擴散氫含量

擴散氫含量是焊接冷裂紋產生的主要原因之一，所以要嚴格控制氫來源，選擇與母材配套的低氫焊接材料來降低擴散氫含量。按照相關標準規定采用氣相色譜法測量4個試樣，然后計算4個試樣的擴散氫含量的平均值。J607RHDQ和LB-65L焊條的數據整理結果見表4。

表4 擴散氫含量比較 mL/100

從表4統計的數據可以看出，J607RHDQ擴散氫和LB-65L相當。

2.3熔敷金屬力學性能

J607RHDQ焊條共計3個批號，質保書和復驗報告得到ReL、Rm、A分別為3個，KV2數據為3組，計算出一個KV2平均值。LB-65L焊條共計兩個批號，質保書和復驗報告得到ReL、Rm、A分別為2個，KV2數據為2組，計算出一個KV2平均值。

2.3.1屈服強度、抗拉強度和伸長率

J607RHDQ焊條和LB-65L焊條的屈服強度、抗拉強度和伸長率數據整理結果見表5。

表5 J607RHDQ焊條和LB-65L焊條各項指標的范圍及平均值比較

從表5可以看出，J607RHDQ和LB-65L焊條的各項性能相差不大，說明國產焊條已接近日本焊條的技術水平。而從數據的變化范圍來看，國產焊條和日本焊條的各項指標相當。

2.3.2沖擊吸收能量比較

沖擊韌性特別是低溫沖擊韌性是調質高強度鋼非常重要的指標。標準規范對最低值做了相關規定，不過在滿足各項指標的前提下，該指標應是越大越好，波動性越小越好。按照標準規定沖擊試驗每組取3個試驗，同時還需要計算3個試樣沖擊吸收能量值的平均值。J607RHDQ和LB-65L焊條的數據整理結果見表6。可以看出J607RHDQ熔敷金屬的沖擊吸收能量能滿足標準要求，且與LB-65L相當。

表6 兩種焊材熔敷金屬-60℃沖擊吸收能量范圍及平均值 J

3 產品焊接試板力學性能和彎曲性能數據

根據工程項目實際，球罐按GB12337標準要求制備產品焊接試板，并按NB/T47016-2011標準要求進行力學性能和彎曲性能檢驗[2]。07MnNiMoDR鋼制乙烯球罐使用國產J607RHDQ焊條有4臺球罐，每臺球罐13個試板(橫焊、立焊，平+仰焊)，共計52個試板；使用日本進口LB-65L焊條有4臺球罐，每臺球罐3個試板，共計12個試板；兩個工程所用國產J607RHDQ焊條與日本進口LB-65L焊條的焊接工藝以及焊后消除應力熱處理工藝基本相同，都嚴格按照焊接工藝控制焊接熱輸入量，產品焊接試板的-50℃力學性能檢驗結果見表7。

表7 產品焊接試板力學性能檢驗結果

注：平均值數據為四舍五入的平均值；彎曲試驗(D=4a，α=180°)兩件合格(側彎)；拉伸試驗斷裂位置為WM區域。

從表7可以看出，07MnNiMoDR鋼用國產J607RHDQ的產品焊接試板的焊接接頭在-50℃時的力學性能和日本進口LB-65L相當，這說明通過嚴格控制焊接工藝參數及合理的焊接熱輸入量，07MnNiMoDR鋼用國產J607RHDQ焊條亦能滿足實際工程項目需要。

4 結論

4.1在相同試驗條件下，07MnNiMoDR鋼制乙烯球罐使用國產J607RHDQ和日本LB-65L焊接接頭性能的穩定性和可靠性相當。

4.2在設計溫度為-45～-50℃范圍內，國產J607RHDQ與日本LB-65L在07MnNiMoDR鋼制乙烯球罐的應用方面均能滿足建造要求，可以得到應用與推廣。

[1] 房務農，卜華全，汪輝.國產與進口乙烯球罐用焊接接頭性能對比[J].石油化工設備技術，2011，32(4)：39～42.

[2] NB/T47016-2011，承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗[S].北京：國家能源局，2011.

ComparisonofDepositedMetalComponentsandMechanicalPropertiesbetweenJ607RHDQandLB-65L

WANG An-jun, WANG Chuan-biao, WANG Qing-dong

(HefeiGeneralMachineryResearchInstitute,Hefei230088,China)

Welding rods from China and Japan for 07MnNiMoDR steel ethylene tank were introduced and their

*王安軍，男，1982年3月生，工程師。安徽省合肥市，230088。

TQ053.2

A

0254-6094(2015)01-0016-04

2014-05-29，

2014-12-08)

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