低温压力容器用钢堆焊

王圣达　徐强

摘 要：本文对低温压力容器用钢材（09MnNiDR）堆焊E308L-16进行了研究，制造了中石化茂名煤（焦）制氢气项目订购的循环气压缩机分液罐。

关键词：低温压力容器用钢材（09MnNiDR） 耐蚀堆焊 TP308L

0、前言

我公司在之前的工作中并没有在09MnNiDR钢材上堆焊的经历，根据《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011）中要求，在产品施焊前需制作合格的焊接工艺评定。通过焊接工艺评定，检验按拟订的焊接工艺规程焊接的焊接接头的使用性能是否符合设计要求，并为正式制定焊接工艺规程提供可靠的依据。

1、焊接工艺评定

1.1参照《承压设备焊接工艺评定》中的规定并结合图纸要求，选择在厚度为30mm，长600mm，宽350mm的09MnNiDR钢板上实施堆焊，焊接方法为带极堆焊。

过渡层焊带型号：E309L-16；焊带规格：60x0.5mm；过渡层焊剂型号：SJ304。覆层焊带型号：E308L-16；焊带规格：60x0.5mm；覆层焊剂型号：SJ303。

1.2带极堆焊参数

根据以往的工作经验拟定带极堆焊工艺参数如下：

过渡层堆焊电流：800-850A；电压：28-30V；焊接速度：180-200mm/min。

覆层堆焊电流：820-880A；电压：28-30V；焊接速度：160-180mm/min。焊带伸出长度均為35-40mm。由于09MnNiDR为低温压力容器用钢且堆焊不锈钢耐腐蚀层，层间温度控制在≤150℃。过渡层堆焊3mm，覆层堆焊3.5mm。

下图为施焊后的焊接工艺评定试板。

1.3根据《承压设备焊接工艺评定》中的要求，在我公司探伤室进行了渗透检测；在物理实验室和化学实验室分别进行了弯曲试验和化学成分分析。

按JB/T4730-2005进行100%渗透检测，Ⅰ级合格，表面无裂纹；

切取4个侧弯试样，弯曲试验合格，表面无裂纹；

化学成分分析数据如下：

化学成分分析合格。09MnNiDR堆焊焊接工艺评定合格，编号为SR12D81-83。

2、产品堆焊

2.1 焊前准备

不锈钢带极堆焊容易产生夹渣、气孔和未熔合等缺陷，焊接前需要将待堆焊的钢材表面打磨干净，去除油污、铁锈等影响焊接质量的因素。过渡层焊接前待焊表面按JB/T4730-2005进行100%MT检测，Ⅰ级合格。焊剂SJ304需经250℃烘干2小时。产品封头堆焊在变位机上进行，焊接前调整好封头位置。

2.2 过渡层堆焊

设备封头内径为DN1200；钢材牌号为09MnNiDR；厚度为30mm。参照焊接工艺规程，封头堆焊过渡层焊带型号为E309L-16，焊剂型号为SJ304，施焊电流为820-830A，电压为28-29V，焊接速度为190mm/min，焊带伸出长度为40mm。道间搭接宽度为8mm。下图为过渡层堆焊。

2.3 覆层堆焊

封头覆层堆焊前，过渡层表面按JB/T4730-2005进行100%PT检测，Ⅰ级合格。参照焊接工艺规程，覆层焊带型号为E308L-16，焊剂型号为SJ303，施焊电流为830-840A，电压为29-30V，焊接速度为180mm/min，焊带伸出长度为40mm。道间搭接宽度为8mm。下图为覆层堆焊。

设备筒体长度为2750mm，也采用封头一样的焊接工艺参数堆焊。

2.4 焊后检查

设备内壁整体堆焊后覆层表面按JB/T4730-2005进行100%PT检测，Ⅰ级合格；测量厚度最小值为6.2mm，最大厚度为6.6mm。合符标准及图纸要求，堆焊合格。

3、结论

3.1低温压力容器用钢09MnNiDR可以堆焊耐腐蚀材料E308L-16，选用上文中的焊接参数可以得到表面成型很好且无焊接缺陷的堆焊表面。

3.2 焊接电流、焊接电压和焊接速度的配合很重要，最终是为了保证焊缝成型，控制堆焊层厚度。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准，《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011），2011年7月1日发布。

[2] 中华人民共和国行业标准，《压力容器焊接规程》（NB/T47015-2011），2011年7月1日发布。

[3] 中华人民共和国行业标准，《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》（NB/T47016-2011），2011年7月1日发布。