石油化工装置施工焊接材料的选择

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【摘要】石油化工设备的焊接工艺规程是保证保证石化装置运行的关键因素。本文结合工作实际，重点探讨了如何选择石油化工装置施工焊接材料。

【关键词】石油化工 焊接材料 选择

低温压力容器用焊接材料，应选用与母材化学成分和机械性能相同或相似的材料。受压元件或非受压元件与受压元件间的焊接材料当采用手工电弧焊时，焊条应选用GB 5117《碳钢焊条》和GB5118《低合金焊条》中的低氢碱性焊条，当采用埋弧焊时应选用碱性或中性焊剂。

1 石油化工装置施工焊接工艺

铁素体钢的焊接，一般应选用铁素体型焊接材料（9%Ni钢除外）。焊接接头的低温冲击试验温度，以及焊缝金属、熔合线、热影响区的低温冲击功的要求，均应与母材相同。铁素体钢之间的异种钢的焊接，焊接材料按韧性要求较高侧的母材选用，而且焊接接头抗拉强度不低于两侧母材中最低抗拉强度的较小值。

铁素体钢与奥氏体钢之间的异种钢的焊接，应使焊接接头的抗拉强度不低于两侧母材中最低抗拉强度，且铁素体钢侧熔合线和热影响区的冲击功应与该铁素体钢母材相同。由于焊件的结构形状、厚度及使用条件不同，常用的接头形式有对接接头，T形接头、角接接头及搭接接头，如图所示。

2 焊接规范参数的选择

焊接规范是指影响焊接质量和生产率的各个工艺参数的总称。其主要参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊条或焊丝直径等。由于它直接影响着焊缝的熔深、宽度与高度，因此正确选择焊接规范是保证焊缝质量的重要条件。

2.1 焊接电流

增大电流能提高生产率，增加熔深，适于焊厚板。但电流过大易造成咬边而影响成形质量；相反，电流过小也易造成夹渣及未焊透缺陷。总之，焊接电流既不能太小，又不能过大，只有适当选择才能保证焊接质量。

2.2 电弧电压

电弧电压主要影响焊缝的尺寸和形状。电弧电压过高时，会形成浅而宽的焊缝，易导致未焊透和咬边等缺陷；但电弧电压过低时，会形成高而窄的焊缝，使边缘熔合不良。选择时电弧电压应与焊接电流相适应，随着电流的提高，电弧电压也应相应增大。2.3 焊接速度

焊接速度对焊缝的外观有直接的影响。焊接速度过快，易产生未焊透、咬边、气孔等缺陷；速度太慢会导致焊瘤、溢流等缺陷的形成。焊接速度必须与所选定的焊接电流、电弧电压相匹配才能形成质量良好的焊缝。

2.4 焊条或焊丝直径主要考虑板厚、接头形式、焊接位置等。板厚大，可选较粗直径的焊条或焊丝。

一般的焊接技术要求主要有：选择焊接方法；选择焊条；焊缝布置；焊接工艺上的特殊要求（如在某部位要堆焊，要求焊前预热及焊后热处理等）；检验方面的要求；水压试验要求；气密性试验以及后处理要求。

3 焊接材料的选择

GB50236-98第2.0.2条规定：设计文件应标明母材、焊接材料、焊缝系数及焊缝坡口的形式，并对焊接方法、焊前预热、焊后热处理及焊接检验提出要求。

焊接材料包括焊条、焊剂、焊丝、保护气体、电级、熔剂等。

3.1 焊条的选择

（1）依照焊件材料的物理性能选择：Q235，按等强度的原则应选用J42×焊条，而不应该选用J50 ×焊条。按照力学性能选择。熔敷金属的合金成分符合或接近母材。15CrMo必须选用R307焊条（1Cr-0.5Mo），并且不能选用R207焊条（0.5Cr-0.5Mo）。按化学性能选择。16Mn钢选用J502、J503等酸性焊条是在用于非重要结构时；而选用J506、J507等碱性焊条是在用于重要结构时。

（2）按照工作条件选择：焊接1Cr18Ni9不锈钢时，为了满足焊缝与母材金属成分相同的要求，对于在腐蚀要求不高的条件下工作的焊件，可选用A102、A107焊条；而对于工作温度低于300℃而耐腐蚀要求较高的焊件，则应选用A132、A137或A002焊条。12CrMo在400℃下工作，焊接应选R207 ，而不能选J507。

（3）根据焊件的结构特点、焊接接头型式选择：大厚度的焊件，采用抗裂性好的焊条，如低氢型焊条和高韧性焊条焊条。坡口较小的接头，应选用具有较大熔深焊条。长输管线用钢X42焊接，为保证根部焊透且焊瘤不至于过大，常采用纤维素型焊条E6010进行向下立焊操作3.2 焊丝和焊剂的选择

焊丝和焊剂要配合使用。低碳钢，普低钢选择使用H10Mn2焊丝配用HJ130焊剂；珠光体耐热钢选择使用Cr-Mo钢焊丝配用HJ251焊剂；低碳及普低钢重要结构选择使用H08MnA，H10Mn2焊丝配用HJ330焊剂；低碳钢及普低钢重要构件（薄板）选择使用H08A焊丝配用HJ432焊剂。

3.3 保护气体的选择

焊接薄板金属、热导率低的金属，选用在氩气作为保护气体；焊接中厚板和热导率高的金属材料，选用氦气作为保护气体；焊接铝及其合金、铜及其合金等热敏感性强的高导热材料，选用采用氩、氦混合气体。

3.4 电极的选择

一般常见性金属工件的焊接，如铜、合金铜、合金铝等选用铬铜电极；不锈钢金属片状、丝状等零件选用铍青铜电极。

溶剂在石油化工装置中不常用，故此略去。

4 结语

石油化工装置要求运行起来要求可靠、安全、长期，选择合理焊接材料进行焊接，可以获得良好的焊接质量和机械性能。

参考文献

[1] 张光瑞，袁振涛，吕德鹏. 煤浆流量计在德士古气化炉中的应用问题探讨[J]. 自动化仪表，2011（12）

[2] 亢万忠. 当前煤气化技术现状及发展趋势[J].大氮肥，2012（01）

[3] 王晓平，秦昊. 德士古煤气化高氨氮废水处理浅析[J]. 大氮肥，2012（01）