石油化工設(shè)備制造技術(shù)雙相不銹鋼冷凝器換熱管與管板焊接工藝高晶，張瑩瑩，鄒力維，馬向峰（遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧撫順113001）接試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)焊縫及熱影響區(qū)組織的金相分析，提出了合理的焊接工藝。
常減壓蒸餾塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)是煉油廠腐蝕較嚴(yán)重的部位，主要腐蝕介質(zhì)為HCl+H2S+H2O，對(duì)碳鋼造成均勻腐蝕，對(duì)奧氏體不銹鋼造成應(yīng)力腐蝕破裂。當(dāng)工藝防腐措施不當(dāng)時(shí)，還易發(fā)生HCl露點(diǎn)腐蝕和H4Cl垢塔下腐蝕。各煉油廠原油來(lái)源和工藝防腐蝕措施不同，塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)腐蝕程度也不同，常用材料有碳鋼、高合金鋼、鈦及鎳合金等。
雙相不銹鋼SAF2507是塔頂冷凝器、冷卻器在采用高合金材料之前的理想選擇其耐蝕性好，可控制工藝防腐控制中出現(xiàn)的正常波動(dòng)，提高裝置可靠性，延長(zhǎng)服役壽命，降低維護(hù)成本和總的運(yùn)行成本。
1雙相不銹鋼焊接特點(diǎn)雙相不銹鋼綜合了奧氏體型和鐵素體型不銹鋼兩者的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、強(qiáng)度和焊接性11 ~41，其屈服強(qiáng)度可達(dá)普通不銹鋼的2倍，耐中性氯化物應(yīng)力腐蝕性能遠(yuǎn)很過(guò)188型不銹鋼，并具有良好的抗孔蝕和間隙腐蝕的能力。其含鎳量只有18 8鋼的1/2解決了鎳資源不足問(wèn)題。焊接熱循環(huán)會(huì)使雙相不銹鋼焊接接頭組織（無(wú)論焊縫或熱影響區(qū)）發(fā)生重要的相變，對(duì)焊件的塑性和耐蝕性都有很大的影響151.雙相不銹鋼焊接的關(guān)鍵是要使焊縫和熱影響區(qū)均保持有適量的鐵素體和奧氏體161，在焊接過(guò)程中若采用了不當(dāng)?shù)暮附庸に?，熱影響區(qū)易出現(xiàn)單相鐵素體從而喪失雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕的特征，可見(jiàn)合理的焊接工藝在雙相不銹鋼應(yīng)用過(guò)程中起著重要作用。
2焊接實(shí)驗(yàn)方案別采用不同的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行TIG填絲焊接，冷某冷凝器的管板材質(zhì)選用316L鋼，換熱管材凝器換熱器與管板焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1，焊縫接頭質(zhì)選用SAF2507，其規(guī)格為025mmX表1冷凝器換熱管與管板焊接工藝參數(shù)試件號(hào)接頭形式保護(hù)氣體層數(shù)層間溫度廠c焊接電流I/A焊接電壓U/V焊接速度v/s圈-1焊接熱輸入量E/kJ平焊縫角焊縫每個(gè)試件的焊縫以及管側(cè)熱影響區(qū)的金相組織照片見(jiàn)。
~d看，試件1焊縫金相組織中奧氏體與鐵素體組織比例好于試件2試件2焊縫組織中奧氏體過(guò)多，這是由于焊接時(shí)使用Ar+2%N2混合氣體保護(hù)焊，316L中的Ni和保護(hù)氣體中的N共同作用，促進(jìn)了鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)化。試件1和試件2熱影響區(qū)金相組織中鐵素體比例明顯多于奧氏體，且?jiàn)W氏體呈馬氏體型，這是由于單層焊時(shí)，冷卻速度過(guò)快，鐵素體來(lái)不及向奧氏體轉(zhuǎn)變所致，將使熱影響區(qū)脆性增加。
從試件3和試件4的焊縫金相組織照片可以看各試件焊縫及熱影響區(qū)金相組織（1 0D0X）出，試件3的焊縫奧氏體明顯多于試件4的焊縫奧氏體這是由于試件3使用的是Ar+2%N2混合氣體保護(hù)焊，保護(hù)氣體中的N促進(jìn)了鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)化。
從各試件熱影響區(qū)金相組織照片可以看出，試件3和試件4熱影響區(qū)組織中奧氏體與鐵素體的組織比例較接近，且分布均勻，這是由于試件3和試件4采用兩層焊接，一次焊接熱影響區(qū)經(jīng)受了二次焊接熱循環(huán)的加熱，不僅促進(jìn)了奧氏體相的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，而且細(xì)化了晶粒。
綜合分析認(rèn)為，試件3的焊縫及熱影響區(qū)組織較理想。
4結(jié)語(yǔ)
對(duì)316L鋼制管板和SAF2507鋼制換熱管進(jìn)行管與管板焊接時(shí)，應(yīng)采用角焊縫的接頭形式，用氬氣保護(hù)或氬氣與2%氮?dú)獗Ｗo(hù)，電流110A，電壓12 ~14V，焊接速度50~70s/圈，焊接熱輸入量0.5~1.2kJ/mm，TIG填絲焊2遍，焊后焊縫及熱影響區(qū)可得到較好的奧氏體與鐵素體雙相組織。
