脫硫系統雙相不銹鋼鋼管與外板焊接應用

國際海事組織(IMO)規定，2020年后將禁止所有未安裝脫硫設備的船舶攜帶高硫燃油，從2020年起，全球船舶所使用燃油硫含量將不得超過0.5%。考慮成本支出，一些航運公司對于脫硫塔的安裝采取謹慎態度，德國某知名航運公司采取在塢內優先安裝排弦短管的措施。

由于洗滌廢水的PH值小于4、顆粒雜質含量較高，并具有腐蝕性和磨損性，排弦管件采用雙相不銹鋼材料。雙相不銹鋼是指鐵素體與奧氏體各約占50%的不銹鋼。在C含量較低 (0.025%) 的情況下，Cr含量在16%～29%，Ni含量在3%～7%，并且含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等，兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，保持鐵素體不銹鋼的475 ℃脆性以及高導熱系數，具有超塑性，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕高的優點。與普通不銹鋼相比，雙相不銹鋼的焊接要求更為苛刻，熔敷金屬的化學成分難以控制。

本次采用的E2205技術條件參考ASTMA790系列標準，供貨狀態為固溶和酸洗，化學成分和機械性能如表1～表2，焊接參數見表3。

表1 E2205化學成分 %

表2 E2205機械性能

焊接方法采用法國船級社認可的焊接工藝，采用多層多道CO2保護半自動焊和手工電弧焊蓋面，焊絲為韓國ESAB SeAH生產，牌號是2209，并獲得各船級社的型式認證。

表3 焊接參數

1)焊接前根據圖紙確定施工區域，開好深熔焊坡口，因機艙外板線型的變化，注意調整好坡口角度；焊接區域清潔，無銹，無水；調試好焊接設備和保護氣體；施焊前在焊接試板上調整好電流、電壓、送絲速度；焊接時注意層間溫度的控制，特別注意定位焊縫長度要適中，確保足夠的熱量輸入，這樣焊縫冷卻就不會太快，鐵素體含量就不會過高、韌性不會過低。

2)焊接過程中，不要隨意在材料表面引弧和弧擊，短時的高溫過程冷卻速度非常快，導致鐵素體的含量非常高。應全力避免產生對焊接裂紋和腐蝕敏感的組織；材料的保護非常重要，應避免碳鋼、銅、低熔點金屬或其他雜質對不銹鋼的污染；采取措施防止飛濺、擊弧、局部過熱等；盡可能連續施焊，盡快完成焊接工作。

熔敷金屬冷卻過程控制要注意以下幾點：嚴格控制焊接熱量輸入，比如線能量、層間溫度。若冷卻速度過快，焊接熱量循環冷卻時間很短，發生鐵素體向奧氏體相轉變時，造成奧氏體相轉變不完全，易造成過量鐵素體和粗晶，成相比例不平衡，導致沖擊韌性下降，同時氮化物沉淀，影響抗拉力和腐蝕性能。若冷卻速度太慢，高溫停留時間太長，會促使脆性析出，導致沖擊韌性下降，影響抗拉力和腐蝕性能(金相會發生變化)。

3)焊接完成后外觀檢驗。利用滲透著色試驗檢查表面缺陷，將管口焊接封板后用水壓試驗來檢驗相關焊縫和閥件的密性，最后用半自動等離子切割機依外板線形進行修割，然后用細砂輪機打磨光順。為了增強舷外管附近區域耐腐蝕性，依據圖紙要求涂抹貝爾佐納涂層。