Q345R+0Cr18Ni9复合钢板的焊接
Q345R+0Cr18Ni9复合钢板的焊接摘要通过对Q345R+0Cr18Ni9复合钢板焊接工艺评定、焊接工艺编制、焊工培训、焊接质量检验、酸洗钝化处理等环节的试验和实施，解决了
Q345R+0Cr18Ni9复合钢板焊接技术和与此相关的一些生产技术难题，完成了脱硫除油净化塔的焊接施工。
关键词：复合钢板；焊接工艺；焊接工艺评定
正文
我厂施工的松南气田10亿方天然气产能建设地面工程中的2台脱硫除油净化塔材质为Q345R+0Cr18Ni9 δ=（32+3）mm复合钢板。经试验，较好地解决了Q345R+0Cr18Ni9复合钢板焊接技术和相关的一些生产技术难题，完成了脱硫除油净化塔的焊接施工。
1 技术方案
1.1 焊接工艺评定
根据GB150-1998(钢制压力容器》的规定，选用Q345R+0Cr18Ni9 δ=（32+3）mm复合钢板进行焊接工艺评定。参照的主要标准是JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》、JB/T 4709-2000《钢制压力容器焊接规程》。
1.1.1 焊接方法的选择
基层采用焊条电弧焊+埋弧自动焊，过渡层和覆层采用焊条电弧焊。
1.1.2 坡口形式的设计
为了保证了Q345R+0Cr18Ni9复合钢板原有的综合性能，应对基层、过渡层和覆层分别进行焊接。坡口形式如图l所示。
图1 坡口形式
1.1.3焊接工艺参数
焊接材料的选择及焊接工艺参数见表2。
在确定Q345R+0Cr18Ni9复合钢板焊接工艺参数时，应注意以下几点：
(1)遵循先焊基层，再焊过渡层，最后焊覆层的焊接顺序。
(2)过渡层焊接应采用小直径焊条，并采用小参数反极性进行直道焊，以降低基层对过渡层焊缝的稀释作用。
表2 焊接工艺参数
1.1.4 焊接工艺评定结果
焊接完毕，经100％X射线探伤检查，合格后进行了拉伸、弯曲、冲击。
(1)力学性能检测：力学性能检测结果见表3。
表3 力学性能检测结果
1.2 焊接施工
按焊接工艺评定确定的焊接工艺参数，选用培训合格的焊工进行焊接施工，并采取相应的技术措施。
1.2.1 基层的焊接
用焊条E5015Φ3.2打底, 打底时一定要控制焊接线能量，打底焊道不得触及和熔化复层金属；打底完成后用焊条E5015Φ4.0填充一遍，然后用埋弧自动焊填充并盖面。
1.2.2 过渡层的焊接
过渡层即基层距复合界面2mm和复层距复合界面1mm之间部分。过渡层焊接时，在保证熔合良好的前提下，尽量减少基材金属的熔入量，即降低熔化比。为此，应采用较小直径的焊条或焊丝及较小的焊接线能量，多焊道焊接。
1.2.3 复层的焊接
焊接复层前，必须将过渡层焊缝表面和坡口边缘清理干净。
复层焊缝表面应尽可能与复材表面保证平整光滑。对接焊缝的余高应不大于1.5mm。注意事项：
(1)严格按照图纸、焊接工艺和相关标准施焊。
(2)筒体组对以覆层为基准，防止覆层错边量超标。要求纵缝错边量不大于1 mm，环缝
错边量不大于1．5 mm。
(3)施焊前，在坡口内及两侧各150mm范围内刷涂防飞溅涂料。
(4)定位焊缝仅允许在基层金属面上采用焊接基层金属时的电焊条施焊。
1.3 焊接检验
在基层焊接完毕之后，过渡层与覆层焊接之前，对基层进行射线探伤检查。发现超标缺陷，立即进行返修。返修完毕并经射线探伤检查合格后，将覆层侧的基层焊缝表面打磨平整，再经过100％渗透探伤检查合格后，方可焊接过渡层和覆层。过渡层和覆层焊接完毕后，再进行100％渗透探伤检查。
1.4焊后热处理
为避开奥氏体不锈钢的敏化温度区间(580—620℃)，热处理温度为550±20℃，保温时间不少于1.44h。焊后热处理应在基层焊接结束之后、过渡层与覆层焊接之前进行。
1.5 酸洗- 钝化处理
按照图纸要求，采取酸洗钝化一次处理的方法，取得了良好的酸洗- 钝化效果。
2 Q345R+0Cr18Ni9复合钢板焊接总结
2.1焊接难点及解决方案
（1）焊接基层时，由于板厚较大，焊接接头承受有较大的拘束应力；在焊接热循环的作用下，热影响区易产生马氏体淬硬组织，使焊接接头硬度和脆性增加，韧性和塑性显著降低。这些因素都会导致焊接裂纹的产生。
为了有效预防焊接裂纹的产生，可采取的措施有：选用低氢型焊条；焊条使用前按要求进行烘干；仔细清理坡口表面水、油、锈等杂质；选择合理的焊接工艺参数，如焊前预热、焊后缓冷、采取多层多道焊、控制层间温度等；焊后热处理，以去除氢、消除内应力和改善接头组织韧性；选择合理的施焊顺序，以减小焊接应力等。
（2）在用不锈钢焊条(A102)焊接复层时，易熔化基层，使焊缝金属成分稀释，从而降低焊缝金属的塑性及耐蚀性,熔合区的脆性明显增加。因此，焊接复层时，一定要控制焊接线能量，采用多层多道焊，以减小焊接熔深。
（3）在用奥氏体钢焊条(A302)焊接过渡层时，焊缝易产生热裂纹。同时，过渡区会发生碳的迁移过程:即碳由低铬的基层向高铬的不锈钢熔敷金属转移,困此，基层和复层的交界处形成高硬度的增碳层和低硬度的脱碳层,引起熔合区的脆化(或软化),持久
强度降低，易产生疲劳裂纹。宜采用小直径焊条，快速多道焊，必要时可采用浇冷水的方法以加速冷却，阻止脱碳层的形成，使焊接接头具有高的强度和韧性。
2.2 错边量的控制
对复合钢板错边量的控制要求比普通碳钢或低合金钢严格得多，错边量不超标，是保证其强度和耐蚀性能的一个关键因素。为此，采取以下措施：
(1)一般可先加工好封头，再根据封头的实际中径来确定筒体的展开尺寸，据文献[1]筒体展开长度应按下式计算：
L=π（Di+2Yh）
δs1（δ+δ2）-δ2δs2 + k0δs2δ22/（2R）
其中Yh =
k0δs2δ2/R + 2δs1
式中Di为封头实测内径，Yh为封头中性层离内壁的距离，δ为复合板的总厚度，δ2为复层厚度，R为中性层的曲率半径，k0为复层强化系数，对0Cr18Ni9取 k0=360；δ
s1, δs2分别为基层和复层的屈服极限。
(2)保证筒节滚圆质量，控制好圆度。
(3) 筒体组对时以覆层为基准，确保错边量不超标。
(4)封头与筒体组对，首先保证各自的圆度，再以封头周长匹配筒体周长，保证封头与筒体的组对质量。
3 结论
通过焊接工艺评定验证了既定的焊接工艺，结合文献[1，2]采取了有效的焊接措施，保证了Q345R+0Cr18Ni9复合钢板脱硫除油净化塔的焊接质量，在复合钢板焊接方面积累了一定的经验。
参考文献
[1]林莉，复合钢板压力容器制造工艺[B]．石油化工设备，2003，32(6)：47.
[2]原国栋，奥氏体系复合钢板的焊接工艺．焊接，2006（5）.