火力发电厂EH油管焊接详论（奥氏体不锈钢0cr17Ni14Mo）316L

程 平

（华能国际电力股份有限公司德州电厂，山东 德州 253000）

不锈钢是广泛应用于电厂高温、耐腐蚀及汽轮机油系统（EH油管）奥氏体不锈钢焊接时焊材选用与马氏体和铁素体相比要有较好的焊接性，但是焊接时仍需要注意很多问题，奥氏体不锈钢焊接接头在腐蚀环境中使用较长时间后焊缝焊趾及热影响区会在敏化区（焊接时加热到600~1000°的区域）出现不同程度的晶间腐蚀，应力腐蚀断裂，奥氏体不锈钢在一些特定的腐蚀、震动、高温、高压介质中使用一段时间后会出现开裂现象，这是由于焊后存在较大的残余应力及焊缝区域碳扩散、腐蚀介质共同作用的结果，焊缝结晶裂纹奥氏体焊缝在冷却过程中很容易形成方向性强的柱状晶组织使SP等杂质在焊缝中心偏聚，形成低熔点共晶，弱化了该处的抗裂纹能力，加上奥氏体不锈钢收缩量很大焊接过程中易产生较大的焊接应力促使焊缝容易出现结晶裂纹，奥氏体不锈钢用焊材的选择原则时在无裂纹的前提下保证焊缝金属的耐腐性能及力学性能与母材基本相同，或高于母材，在不影响耐腐性能的前提下希望含铁素体，这样既能保证良好的抗裂性能又有良好的耐腐性能，对于长期高温运行的奥氏体钢焊件中要限制焊缝金属内的铁素体含量不超过5%以防在使用过程中铁素体发生脆性转变[1]。如316L型奥氏体不锈钢是允许少量铁素体存在的，否则会降低其耐腐性能，奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，要特别注意选用相匹配的焊接材料和适宜的焊接工艺方法，如果选用不当，有可能引起晶间腐蚀，应力腐蚀或焊接热裂纹等。

1 镍基焊材

（1）镍是一种用途广泛的重要有色金属，具有熔点高，耐腐性好，力学性能优良等特性，采用镍基焊材能够在焊缝金属液态中增加镍的含量，镍的含量增加可以提高长期高温、抗氧化性、组织稳定性和耐热性，对高频震动的焊口起到了良好的抗裂性能。更使用于低温、超低温、耐腐蚀等重要管道[2]。

（2）奥氏体不锈钢晶间腐蚀是在450°~850°之间，而这个时间停留时间过长就会导致裂纹产生，熔池温度一高能产生碳的扩散迁移这样一来焊口经过长时间的高温、高压、震动就能造成接头熔合区发生脆性断裂，在焊接过程中温度控制也是防止碳扩散的原因之一。如果焊接电流大，运条比大也容易发生裂纹，所以对根部焊道等拘束度较大的部位焊接就必须用低电流，低焊速[3]。

2 材料

0cr17Ni14Mo奥氏体不锈钢

规格：直径20X2mm、51X3.5mm。

3 焊接过程论述

焊接设备：奥太焊机——400（如图1所示）。

图1 焊接过程

焊丝：镍基焊丝 SG6390TiG 直径1.6或2.0 焊条：UTP不锈钢焊条直径2.4mm.

图2 氩弧焊打完底后所呈现的收弧处

在焊接时点口可以分四个点、点1、点2、点3、点4，首先点1点，焊点长度不大于5mm，对应点2点，其次3点、4点，打底可分4次完成，点完焊口打底时先从2点至4点焊接，焊接时注意起弧、收弧、接头质量，完成后待焊口温度不烫手为宜，再从3点至1点焊接，方法、温度控制同2点至3点焊接，再其次4点至1点焊接，焊完后自然冷却到室温，在打底过程中应注意起弧后应将点口收弧处完全溶透在进行加丝，加丝时应准确无误，氩弧焊枪嘴与焊件应成八十度至八十五度之间，如小于八十度容易使熔池变形，收弧时更容易产生热裂纹，氩弧焊打完底后可用电磨头将氩弧焊收弧处打磨）等冷却到40~50°后使用N焊条恰弧进行盖面，盖面时注意：①必须等氩弧焊打完底的焊口冷却到室温后；②恰弧盖面时应控制熔池温度一弧将一弧压好，控制好一弧与一弧的间距，每一弧的频率，避免同一部位多次重复加热，或停留时间过长，并掌握好焊条角度，焊缝宽度6~8mm为宜，增加焊缝强度，焊接完毕后可用压缩空气吹的办法强制冷却，如图2所示。

4 结语

焊接接头采用对接接头，严禁插接接头，V型坡口，间距2mm。如用割管机进行直径51X3.5的管子割除割完后应将坡口重新修整，采用氩弧焊打底，焊接电流50A~60A。每个焊口要求全部冲氩保护（电焊盖面也应冲压保护）。打底完毕后可用压缩空气强制冷却，冷却40~50°后采用NCF焊条进行恰弧盖面焊接电流60A~65A。焊缝完成后焊工自检，不允许有咬边缺陷。注：此焊接方法适用于EH油管与震动设备连接处焊接点，事实证明机组经过六年的运行没有发生过一次渗油、裂纹等事故，而利用普通不锈钢焊丝经过一段时间运行。