Hastelloy C-2000焊接工藝及安排功能研討

 
HastelloyC-2000合金是由美國哈氏合金國際公司20世紀90年代開發(fā)的合金材料,無論是在氧化仍是還原環(huán)境中都具有優(yōu)異的耐蝕才能,是現(xiàn)在市場上最優(yōu)異的Ni-Cr-Mo合金,可使用于稀硫酸、氫氟酸等多種嚴苛腐蝕環(huán)境,化工防腐職業(yè)對其使用也越來越重視。在國內(nèi)壓力容器領(lǐng)域,哈氏C-2000合金的焊接技能的深化體系研討較少,但已在某些化工設(shè)備上有了成功使用的事例:如APV換熱器集團在食品工業(yè)的板式換熱器;BASF有機酸酯化反響的反響器和熱交換器;DuPont公司在HF反響器上選用C-2000合金來維修/代替G-30合金等。本文經(jīng)過對C-2000材料進行鎢極氬弧焊接試驗,從焊前清理、焊接過程規(guī)范控制到焊后相關(guān)檢測和接頭點評,全面研討了C-2000的焊接工藝功能,以便為C-2000更廣泛的推廣使用提供有價值的參閱根據(jù)。1C-2000焊接性分析試驗用C-2000板材由美國進口,其化學(xué)成分及力學(xué)功能見表1。表1哈氏C-2000合金主要化學(xué)成分及室溫力學(xué)功能Tab.1ThechemicalcompsitionandroomtemperaturemechanicalpropertyofHastelloyC-2000alloyC-2000合金的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱系數(shù)要比低碳鋼低許多,且電阻率和膨脹率較低碳鋼高許多,熔池流動性差,潮濕性差,穿透力小,熔深淺。因為這些特征,在焊接過程中簡略出現(xiàn)氣孔、熱裂紋、未焊透、未化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù),%)室溫力學(xué)功能CrMoCoFeMnSiSPAlCCuNiRm/MPaReL/MPaA(%)22.0~24.015.0~17.02.03.00.500.0800.0100.0250.500.0101.3~1.9余量6902834522.7615.530.070.810.20<0.02<0.0010.0040.310.0031.49余量73741372熔合等缺點。1.1氣孔靈敏性待焊方位及周圍40mm規(guī)劃清理不潔凈、焊接過程中熔池保護作用不佳等都會導(dǎo)致氫、氮、氧等氣體卷進熔池。而哈氏合金固-液相溫度規(guī)劃小,流動性差,熔池凝固過程中,非可溶性氣體簡略殘留在焊縫中構(gòu)成氣孔。1.2裂紋靈敏性鎳基耐蝕合金具有較高熱裂紋靈敏性,而冷裂紋關(guān)于哈氏合金不靈敏,不會導(dǎo)致氫致裂紋。熱裂紋分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和高溫失延裂紋。(1)結(jié)晶裂紋:在熔池凝固過程中,低熔點共晶雜質(zhì)元素構(gòu)成Ni-S共晶(熔點為645)、Ni-P共晶(熔點為880)、Ni-NiO共晶(熔點為1438)低熔點共晶體,會存在于柱狀晶間構(gòu)成低熔點液態(tài)薄膜,嚴峻削弱了晶界間的結(jié)合力,受拘束力作用,發(fā)生結(jié)晶熱裂紋。(2)液化裂紋:在鎳基合金中,碳化物或金屬間化合物與基體的共晶熔化、雜質(zhì)元素在晶界的偏析以及溶質(zhì)元素從焊縫金屬向熱影響區(qū)晶界的渙散是引起晶界液化的主要因素。(3)高溫失延裂紋:高溫失延裂紋是在固相線以下高溫區(qū)構(gòu)成,在固態(tài)開裂。2C-2000焊接工藝試驗本次試驗試板規(guī)范為250mm150mm6.35mm,固溶態(tài)。焊接設(shè)備選用帶水冷箱(類型WRC-300A)氬弧焊機(類型YC-500WX4)。2.1坡口類型焊接坡口方式見圖1。因為C-2000合金焊接過程中比較粘,熔池流動性差,且不簡略焊透,故對接空隙設(shè)定為2mm,坡口鈍邊選擇0.5mm。坡口選用牛頭刨床進行機械加工,去除毛刺。2.2焊接工藝(1)坡口清潔:選用不銹鋼絲刷鏟除待焊坡口周圍30mm規(guī)劃內(nèi)的氧化皮,然后運用無水乙醇清潔待焊方位油污。(2)保護氣氛:選用99.99%純氬保護,槍氣設(shè)置為13L/min,不和保護氣體為20L/min,