冬季焊接316L不锈钢如何防止晶间腐蚀和热裂纹

间 。而且 这 个 区间范 围 比较 宽 ，所 以导致 在凝 固 的过
耐 腐 蚀性 能 优 于 ３４不 锈 钢 ，尤 其 具 有 良好 的耐 氯 ０
化 物 侵 蚀 的 性 能 ，齐 鲁 分 公 司氯 碱 厂氯 乙 烯 装 置 的 部 分 设 备 和 管 线 就 采 用 了这 种 材 料 。该 材 料 在 焊 接 过 程 中最 易 产 生 的 缺 欠 是 晶 间腐 蚀 和热 裂 纹 ，所 以 控 制 晶 间腐 蚀 和 热 裂 纹 的发 生 是 提 高 这 种 材 料 焊 接
Ｗｅ ｉｇＴ ｃｎ １ ｖ Ｖ １ ７ ｏ Ｄ ｃ ２０ ｌ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｏ． Ｎ ． ｄ ｏ ３ ６ ｅ．０ ８
文章编 号：０ ２ ０ ５ （ ０ ） － ０ ７ ０ １０ － ２Ｘ ２ ８ ６ ０ ５ － ２ ０ ０
・ 接 质 量控 制 与 管理 ・ ５ 焊 ７
冬 季 焊 接 ３ ６ 不 锈 钢 如 何 防 止 晶 间 腐 蚀 和 热 裂 纹 １Ｌ
由于该 钢有 众多 与碳钢 不 同的特 性 。其 焊接工 艺参数 也 与碳 钢不 同。 因此 ，对 于 ３ ４ ０ Ｌ不锈 钢 钢 管 ，采用 Ｅ ３８ Ｒ ０ Ｌ焊 丝 ，焊 接工艺 参数 见表 ｌ 。
表 １ ３ ４ 不 锈 钢 钢 管 焊 接 工 艺 参 数 ０Ｌ
焊层
根 焊
焊丝直径， ｍ｛ ｍ 焊接电流／ 电弧电压／ 焊接速度／ｅ ｒ ｎ ） Ａ ｖ （ｍ・ ｉ ａ
３ 结 论
在 氧氯 化反 应 器检 修 过 程 中 。焊接 ３ ６ １ Ｌ不锈 钢 采 用 的参数 ：Ｉ １０Ａ， ＝０ ２ Ｖ左 右 ，ｖ １ ０ ／ ｎ ０ ＝ ８ ｍｍｍｉ，
焊 接 第 １道 焊 缝 时 出现 了许 多 微 裂 纹 ，而其 他 各 道 则 没有 裂 纹 。通过 分 析 ，确 定这 些微 裂 纹是 热 裂纹 ， 产 生 的原 因 是 由于焊 接 电流 太 小 、冷却 速 度 太 快 而 导致 液 态 熔 池 金 属存 在 时 间太 短 造 成 的 。 由此 ，笔 者 改 变 了措 施 ，增 大 了焊 接 工 艺 参数 ：Ｉ １ ０Ａ， ＝ ＝２ １０ｍ ／ ｉ ，结 果微 裂纹 没再 出现 。为 了验证该措 施 ４ ｍ ｍｎ
中 圈分 类 号 ：Ｔ ４ １８ Ｇ４． 文 献 标 识 码 ：Ｂ
３ ６ 不 锈 钢 是 一 进 口 钢 种 ， 其 成 分 与 国 内 １Ｌ
ｏ Ｃ １ Ｎ １ Ｍｏ ０ ｒ７ ｉ ４ ２相 当 ，属含 钼不锈 钢 ， （ ） ００ ％， Ｃ ． ３
大原 因。３ ６ 锈 钢 中 Ｃ ，Ｎ ，Ｍｏ等 合金 元 素 的含 １ Ｌ不 ｒ ｉ 量 较 高 ．它 由液 态 变 为 固态 时 的凝 固温 度 是 一个 区
个 区 间加快 冷却 速 度 ，而 降低 冷 却 速度 是 指在 １ ０ ０ ０ ℃以上 降低 它的冷 却速 度 ，所 以它们 并不 矛盾 。可通 过加 大工艺 参数来 延 长熔池 的存 在时 间 。特 别是 在冬
是否 正确 ，采用相 同的焊接材料对 ３ ６ １Ｌ不锈 钢做了焊
接 工艺 评定 ，Ｉ １ ０ ＝２ Ａ，Ｕ ２ ＝ ０Ｖ左右 ，ｖ １０ｍ ／ ｉ ， ＝ ４ ｍ ｍ ｎ
焊接 技 术
第 ３ 卷 第 ６期 ２ ０ ７ ０ ８年 １ ２月
制 氢 转 化 炉 炉 管 的 焊 接 工 艺 特 点 及 常 见 缺 陷 的 防 止
赵 洪祥 ，潘 月勇 ，张玉华 ，崔明强
（ ． 津 炼 达 集 团有 限公 司 ，天 津 ３ ０ ８ ；２大 港 油 田集 团公 司 第 二矿 区 ，天 滓 ３ ０ ８ ） １ 天 ０２０ ． ０ ２ ０
收 稿 日期 ：２ ０ — ８ １ ｏ８０— ２
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２ ３４ ０ Ｌ不锈 钢焊 接工 艺特点
出引起 的晶 间腐 蚀 。
不锈 钢 的 比电阻可 达碳 钢 的 ５倍 ，焊接 过程 中 自身会
因为 电 阻过大 产生 大 量 的电 阻热 ，它 的热导 率 为碳钢
１ 热 裂纹 产生 的原 因 ． ２ 由于 ３ ６ １Ｌ不 锈 钢含 碳 量 非 常 低 ，焊接 时 即使 在 急冷 的情 况 下 也 不会 出 现 淬 硬 的组 织 ，所 以在 焊 接
２１ 晶问腐 蚀及应 对措 施 ．
晶间腐蚀 是在腐 蚀介 质作 用源自 ，起源 于金属表 面 的 晶间 边 界 深入 金 属 内部 产 生 在 晶 粒之 间 的一 种腐
２２ 防 止热裂 纹 的措 施 ．
３６ １ Ｌ不锈 钢 属 于 高 合金 钢 。在 焊 接过 程 中 ，不
可避 免存在 着低熔 点 的共 晶体 ，所 以要 防止 它在 焊接 时产 生裂纹 ，只 能从 降低它 的凝缩 应力 来考 虑 。所 谓 凝缩 应力是 指熔 池金 属 由液 态变 为 固态 的过 程 中熔池 周 围的冷金 属对 液态熔 池金 属体 积 的收缩所 形成 的拉
参考 文 献 ： ［ ］ 中 国机 械 工 程 学会 焊接 学 会 编 ． 接 手 册 ． ２卷 ［ ． 京 ：机械 １ 焊 第 Ｍ］北
工 业 出 版 社 ．２ ０ ． ０１
应 力 。 由此 可见要 降低 凝缩应 力 ，就要 延长 液态 熔池
金属存 在 的时 间 ，也 就是 降低熔 池 的冷 却 速度 ，在讨 论 防 止产 生 晶 间腐 蚀 时 曾谈 到 ，为 了不 产 生 晶 间腐
蚀 ，希望冷 却速度 越快 越好 ．而 在这里 却希 望 降低冷 却速 度 ，这 是 因为加快 冷却 速 度是指 在 ４ ０ ８ ０ｏ这 ０ ～ ５ Ｃ
２０ ． Ｉ ９ ９ —５ ８ １ —０ ６± ０５
【 填充 、盖面
２ ． ４
１￣２ Ｉ １０ １０
ｌ～２ Ｏ １
６￣ ０５
１ ３４ ０ Ｌ不 锈钢 的特 性和焊 接工 艺参 数 奥 氏体不锈钢 ３ ４ ０ Ｌ对应我 国的标准是０ Ｃ ｌ Ｎ ｌ ， ０ ｒ９ ｉ０ 其 热 导率 低 ，约 为碳 钢 的 １ ３ ／ ，电 阻率 约 为碳 钢 的 ５ 倍 ，线膨 胀 系数 比碳 钢 的 约大 ５ ％ ，密 度大 于 碳 钢 。 ０
关 键 词 ：奥 氏体 不锈 钢 ； 晶 间腐 蚀 ； 焊 缝 ； 炉 管 中 图 分 类 号 ：Ｔ ４ ４７ Ｇ４． ４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
中 国石 油 天 然气 大 港石 化 公 司 ５ ０万 ｔ 完 善 配 ０ ／ ａ
套 改 造 工程 ，４ ｌ４ ｍ 制 氢 装 置 安 装 工 程 的 制 氢 ｘ ０ Ｎ 转 化 炉 ，采 用顶 烧 单排 双面 辐 射 炉 型 ，制 氢 炉 共 有 ７ ６根 转换 管 ，炉 管 材 质 为 ３ ４ ０ Ｌ不 锈 钢 ，规 格 ￣１ ７ ｂ２ ｍｒ ｌ ｍ，有 效长度 １ ０ ｎ ２ｍ ｘ ２０ ０ｍｍ，四管排 。
焊 后马 上水冷 ，无 损检测 没有 发现 裂纹 ，力学性 能试
验 、晶间腐蚀试验全 部合 格 ，说 明这种措施 是有效的。
天焊 接 时 ，冷却 速度 相 对 于夏 天来 说 还 是要 快 一 些 ，
液态熔 池金 属存 在 的时间要 短一 些 ．为 了防止热 裂纹 的产 生 ，必 须加 大焊接 工艺参 数 ，这是 防止 产生 热裂 纹 的最有效 措施 。
李 哲 凯
（ 国石 化 齐 鲁 分 公 司氯 碱 厂 ，山 东 淄博 ２ ５ １ ） 中 ５４ １
摘 要 ：针 对 ３６ １ Ｌ不锈 钢 材 料 在 冬 天 焊接 时 易 出现 的 问题 进 行 了分 析 并提 出预 防 措 施 ， 以提 高 ３６ １ Ｌ不 锈 钢 的 焊 接 质 量 ，增 强 设备 使 用 寿命 。 关 键 词 ：３ ６ １Ｌ不 锈 钢 ； 晶 问腐 蚀 ；热 裂 纹
ｗ（ ｒ＜ ２ ，就会 加 速该 区的腐蚀 而 发生 晶间腐 蚀 。 Ｃ ） １％
（ ）盯相 析 出 引起 的 晶 间 腐 蚀 ２ ３６ １Ｌ不 锈 钢 在
４ ０ ５ ０ｏ之 间停 留时 间过 长 ，晶界会 析 出 叮相 ，试 ０～ ０ Ｃ
验证 明‘ 沸 腾 的 （ Ｎ ３ ５ ，在 Ｈ Ｏ ）６ ％中 可发 现 相 的析
识 。因为 相对 于 焊 接熔 池 从 ３０ ０℃以上 冷却 到 环境 ０ 温度的 ３ ０℃或 者 一 ０℃差 异 不 大 ；再 一 个 就 是 ３ ６ １ １Ｌ
在 ５ ０ ８ ０℃区 间 时 ．过饱 和 的 Ｃ 向 晶界 扩 散 的速 ０ ０
度 比 Ｃ 扩散 的速度 要 快 。在 晶 界 附近 析 出的 Ｃ和Ｃ ｒ ｒ 形 成 Ｃ ｚ 在 晶界 沉 淀 析 出 ，形 成 了 晶 粒 边 界 附 ｒＣ 并 ３ 近 区域 贫 Ｃ ｒ的 现 象 ，变 成 了 贫 Ｃ 区 ，当 该 区 域 的 ｒ
１ ３６ １ Ｌ不锈 钢产 生 晶 间腐 蚀和 热裂 纹 的原 因分 析
２ 焊 接 ３ ６ 不锈 钢 防 止产 生 晶 间腐 蚀 和 热 裂 纹 的 １Ｌ
措 施
１１ 晶间腐 蚀产 生 的原 因 ．
（ ）碳 化 铬 析 出引 起 的 晶 间腐 蚀 １
３６ １Ｌ不 锈 钢
２１ 防止 晶 间腐蚀 的措 施 ． 根据 以上产 生 晶间腐 蚀 的原 因分 析知道 。要 防止 晶间腐蚀 ．只要 缩短 它在 敏化 温度 区间存在 的时 间即 可 。在 焊 接 ３ ６ １ Ｌ不 锈 钢 时 ，人 们 往往 认 为 ，冬 天环 境温 度 比较低 ，焊 接 时 的冷 却 速度 比较 快 ，所 以没有 必要 严格 控制 工艺 程 序 。这是 一个 非 常严重 的错 误认
３６ １ Ｌ不 锈 钢 时 出 现 的裂 纹 只能 是 热 裂 纹 。而 低 熔 点
的 １２左 右 ，它 的 自身 热传 导 非常 慢 。特别 是 在 厚板 １ 焊接 中尤 为 明显 。它 的大 部分 热 量 都 集 中在 焊 接 区 。 所 以 即使 在 冬 天 焊接 ３ ６ １ Ｌ不 锈 钢 也要 严 格 控 制工 艺 程序 ，必 须采 用 快速 冷 却 （ 如 水 冷 ） 例 ，严 格 控制 道 间温 度 （ 间温度 控 制在 １ ０ｏ 以下 ）等 工艺 措 施加 道 ５ Ｃ