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焊接对奥氏体不锈钢管道耐腐蚀性的影响

奥氏体不锈钢管道经焊接的高温加热,会使焊接接头即焊缝及热影响区的不锈钢金属,经历一次过饱和固溶在奥氏体内的碳的析出,并在晶界形成碳化物沉淀的过程,从而使焊接接头与母材具有了不同的耐蚀性能。影响焊接接头耐蚀性的因素很多,现就主要的几个因素分述如下:

(1)                                         不锈钢管材的含碳量

以18-8奥氏体不锈钢为例,其室温时能固溶的碳≤0.03%,超过此含碳量的不锈钢管就需要作固溶处理以保证其耐蚀性,但经焊接的再次加热,奥氏体内过饱和固溶的碳会析出,在晶界形成碳化物沉淀而降低耐蚀性,要焊后保持原有的耐蚀性,一是采用超低碳不锈钢管,二是焊后再次作固溶处理。但现场不锈钢管焊后是无法实施固溶处理的,因此,就生产出了含有一定量的钛、铌等稳定化元素的不锈钢管,使钛、铌在焊接过程中,优先于铬与析出的碳形成碳化物,而防止贫铬区的形成,以保证焊接接头的耐蚀性。

(2)     焊接材料的合金成分与含碳量

   焊接材料的合金成分与含碳量直接决定着焊缝金属的耐蚀性,因此需要按管材的需要选配相适应的电焊条与氩弧焊丝。一般的原则是合金成分略高于母材,以补充焊接时的烧损,而含碳量应低于母材。

(3)                                         焊接工艺规范的控制

奥氏体不锈钢的导热性差,而线胀系极大,若焊接工艺控制不当,特别是大线能量的输入,会造成焊缝及过热区的晶粒粗大而降低焊接接头的耐蚀性,因此,应严格控制焊接规范参数,采用小电流快速焊的焊接方法,减少焊接接头在高温停留的时间,减小焊接应力,从而提高焊接接头的耐蚀性。

(4)管内侧焊缝的成形与保护

不锈钢管道焊缝内侧的成形和保护直接影响其耐蚀性,若焊缝根部焊接时得不到有效保护,就无法光滑成形,氧化的金属是不具耐蚀性的,因此,手工电弧焊时,焊工必须掌握单面焊双面成形技术,使溶渣进入管内侧对焊缝根部作有效保护。钨极氩弧焊时,必须对管内作充氩气或纯氮气体的保护。

(5)   焊接接头的酸洗钝化

焊后对焊接接头实施酸洗钝化,可有效提高其耐蚀性,特别是对焊接飞溅物的清除,消除了会引起点腐蚀的腐蚀源。但管内无法实施酸洗钝化,故不锈钢管道的初层宜采用钨极氩弧焊,以保证管内侧焊缝及热影响曲的耐蚀性。