如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項水處理專業(yè)知識——不銹鋼罐體焊接要點分析。

不銹鋼罐體屬于金屬罐的一種，主要是用于儲存食品、藥品，并廣泛的用于酒類和乳品的儲存。不銹鋼罐體之于其它材質(zhì)的儲罐在工業(yè)上的用途更加廣泛。相比于其它材質(zhì)的儲罐，不銹鋼罐體具備著耐腐蝕、密閉性好、沉淀性強以及好清洗等特點。

不銹鋼罐體設(shè)備可分為單層儲罐，真空儲罐，夾套罐、保溫罐等，一般為304或316L不銹鋼材料制作，被廣泛運用在食品、制藥、釀酒、乳品、化工等工業(yè)領(lǐng)域上。

不銹鋼作為一種常用的鋼材，在化工及食品、制酒等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，但應(yīng)用在大規(guī)模的不銹鋼罐體上還是不多。本文以不銹鋼罐焊接為例，結(jié)合不銹鋼罐體的焊接工藝方法，詳細介紹了保證不銹鋼儲罐焊接時容易出現(xiàn)的角變形、晶間腐蝕、熱裂紋等問題的方法。

一、概述

不銹鋼焊接時易出現(xiàn)晶間腐蝕，因其導熱系數(shù)小，焊接熱影響區(qū)在450℃—850℃溫度區(qū)停留時間長，易在晶界處形成鉻的碳化物，其中鉻來自晶粒的表層，而內(nèi)部的鉻來不及補充，造成晶粒表層含鉻量不足，形成貧鉻區(qū)域，在腐蝕嚴重的情況下貧鉻區(qū)域優(yōu)先腐蝕，這樣就形成了熱影響區(qū)晶間腐蝕。焊縫金屬由于多層焊道施焊反復(fù)加熱處于敏化溫度的時間長，造成焊縫的晶間腐蝕。

由于導熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，在焊接期降溫區(qū)焊接接頭承受較大的應(yīng)力，其次焊縫組織易形成柱狀晶體，有利于雜質(zhì)偏析及晶間液態(tài)夾層形成，再次，鎳與硫磷等雜質(zhì)形成易熔共晶體，為此不銹鋼易出現(xiàn)焊縫的熱裂紋現(xiàn)象。由于不銹鋼電阻是碳素鋼的5倍，導熱系數(shù)為碳素鋼的1/3，線膨脹系數(shù)為碳素鋼的1.5倍，再次相對于管材及其他小直徑的容器，大型儲罐曲率小，相同厚度時，其徑向剛性小，容易產(chǎn)生焊接角變形。

二、常見問題解決措施

1、避免晶間腐蝕

引起晶間腐蝕的原因是復(fù)雜多樣的，針對不銹鋼罐體的施工特點，有效可行的方法有以下幾點：

（1）選用超低碳或添加了鈦和鈮合金的焊條；

（2）采用小的焊接線能量，快速冷卻，避免高溫停留區(qū)；

（3）采用雙面焊接方法，與介質(zhì)接觸的焊接面后焊。

選用超低碳或添加了鈦和鈮合金的焊條，利用鈦和鈮優(yōu)先于鉻與碳形成穩(wěn)定的碳化物，從而阻止形成富鉻碳化物，減少晶間腐蝕。但在母材不是超低碳不銹鋼的情況時，采用超低碳或添加了鈦和鈮合金的焊條效果不是十分明顯，因為熔合比的作用將會使母材向焊縫中增碳，達不道預(yù)期目的，反而造成浪費。

采用小的焊接線能量，快速冷卻。兩者的目的都是減少高溫過熱區(qū)及中溫敏化區(qū)停留時間，減少Cr23C6擴散及沉淀形成所需要的時間。小的線能量可采用短電弧（不擺?。?、窄焊道、快速焊、小電流來實現(xiàn)，而層與層、道與道之間焊接時要控制好間隔溫度，將溫度控制在100℃以下。

采用水冷的方法，可以達到快速冷卻，通過敏化區(qū)的目的，同時節(jié)省空冷時間，增加工效。水冷方法：采用海綿吸足水，將海綿敷在焊道及熱影響區(qū)，水冷前勿需敲掉藥皮，防止水蒸氣侵入焊縫表層，待水冷卻后藥皮自行脫落。儲罐內(nèi)側(cè)與介質(zhì)接觸，放在結(jié)尾焊接，焊后做酸洗鈍化處理，增強耐腐蝕能力。

2、避免熱裂紋

控制熱裂紋的方法如下：

（1）使焊縫為A+F雙相組織；

（2）控制焊縫金屬Cr/Ni比大于2；

（3）控制P、S等雜質(zhì)含量；

（4）控制合理的焊接工藝。

對于既定的板材焊接，前三個因素通過焊材的選擇來控制。以0Cr18Ni9鋼焊接為例，選用A102焊條主要成分（見下表）：

采用該種焊材，焊縫中F組織占百分之十，能溶解P、S等雜質(zhì)，阻止低熔點共晶體形成網(wǎng)狀，從而阻止裂紋擴展和延伸。Cr/Ni比大于2，P、S雜質(zhì)含量低于母材，有利于避免熱裂紋形成。制定合理的焊接工藝（見表二）。

儲罐環(huán)縫焊接過程中，幾乎沒有熱裂紋出現(xiàn)，而在立焊縫焊接過程中容易出現(xiàn)熱裂紋。

主要原因如下：

首先，由于儲罐施工立焊縫先焊接，其組對焊接應(yīng)力遠遠大于環(huán)焊縫受的應(yīng)力；

其次，橫焊縫電弧連續(xù)，借助于電弧吹力，再加上橫焊縫熔池流淌性好于立焊縫，能保證熔池內(nèi)鐵水飽滿；

再次，因為立焊縫采用滅弧焊手法，收弧、引弧點多，點與點之間時間間隔難控制，容易形成弧坑熱裂紋。

具體解決措施如下：

橫焊時操作手法：少擺動，窄焊道，多道焊；短電弧，快速焊。焊條與行走方向成85°角。

立焊操作手法：滅弧焊，焊條與壁板成90°角，收弧時要慢，填滿弧坑，成月牙型收弧。

控制好每次引弧、滅弧時間間隔，應(yīng)保證上一次弧點變?yōu)榘导t色前，進行下一點引弧焊接，否則容易在應(yīng)力作用下出現(xiàn)熱裂紋及弧坑裂紋；保證下一焊點壓蓋住上一焊點的3/4，即使上一焊點出現(xiàn)裂紋，進行下一焊點時也將其熔化；控制好運條角度及弧長，短電弧，電弧吹力小，再加上大的焊接角度能保證弧坑熔池內(nèi)鐵水，避免出現(xiàn)弧坑裂紋。

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