化工裝置安裝用焊材的應用現狀及發展趨勢

中國核工業華興建設有限公司 （江蘇揚州 211900） 路書永

一、概述

進入21世紀以來，雖然國際政治經濟形勢風云變幻，但我國經濟一直處于較快增長之中。化工行業持續發展，新裝置也在不斷建造投運。

化工裝置的安裝，焊接至關重要。我公司在長達三十多年的化工裝置的安裝實踐中，接觸到較多金屬材質的焊接，常見的有低碳鋼、低合金鋼、普通不銹鋼、雙相不銹鋼、低溫鋼、耐熱鋼、鎳基合金、鈦合金及鋁合金等。常用焊接材料品牌有大西洋、昆山天泰、北京金威、昆山京群、曼徹特、伊薩、現代及伯樂等。常用的焊接方法有焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧焊及等離子弧焊等。

二、安裝行業焊接特點

（1）焊接方法 手工焊多，自動焊少。安裝工程的焊口全位置多、規格多、空間受限，因此較多地采用手工焊方法，占焊口總量的70%～90%。安裝現場的焊口一般采用手工焊，預制焊口逐年加大自動焊的使用。

（2）焊接材料 焊條使用逐步減少，焊絲使用逐步加大。焊口手工焊使用的焊條占30%～50%，使用的焊絲占50%～70%，自動焊全部使用焊絲。普通工程基本使用國產品牌焊材，特殊工程使用國外品牌焊材。

（3）管道焊接 普通管道焊接基本使用焊條電弧焊，重要管道全部使用焊絲氬弧焊。前幾年，我公司承接某化工裝置安裝工程，如圖1所示。管道材質主要是低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼及鎳基合金等，使用的焊材有E4315、E5015、ENiCrMo—4、ER70S—G、ER308L、 ER309L、ER316L、ERNiCrMo—4等，手工焊使用的焊條占30%～40%，使用的焊絲占60%～70%，除鎳基合金外全部采用國產品牌焊材。

圖1 某化工裝置焊接工程

三、國產焊材存在的問題

（1）國產品牌高端焊材的質量有待進一步提高 國產品牌有必要加強科技創新，嚴把質量關，在高端焊材市場上占有更大份額。

2011年，我公司承接的某化工裝置，大口徑不銹鋼管道占得比例較大，如采用背面充氬保護工藝，氣體使用量很大，成本將大幅增加，焊接質量也不易保證。因此需要采用一種自保護藥芯焊絲，焊接時，保護熔渣滲透到熔池背面，形成致密保護層，使背面不受氧化。要求焊縫背面熔渣剝離性好，可以進行全位置焊接。焊接工藝評定時，我們采用國產品牌和國外品牌的藥芯焊絲打底試驗，試驗結果表明，兩種焊絲的背面保護效果及焊縫質量都能滿足要求，但對焊工操作要求不一致，國產品牌焊絲對焊接電流和焊速要求較高，稍有不當，焊縫熔合線位置會有保護不好現象，易氧化；而國外品牌焊絲較易掌控。國產品牌焊絲不宜采用連續加絲，需斷續加絲，焊接速度較慢；而國外品牌焊絲可采用連續加絲，焊接速度較快，效率較高。

（2）國產品牌焊材的服務有待進一步提升 與國外品牌相比，國產品牌焊材在推介、售后等服務方面有一定的欠缺。

2012年，我公司進行某雙相不銹鋼焊接工藝試驗，先采用國產品牌焊絲鐵素體含量較低，達不到要求，聯系供應商也未及時解決，我們和某國外品牌供應商溝通，改用他們的焊絲焊接，問題很快得到解決。

四、安裝行業未來對焊接材料的需求和發展趨勢

目前，我國產業結構正處于轉型期，國家加快發展戰略新型產業，搶占新一輪經濟和科研發展制高點，采用綠色環保的工藝也是安裝行業的必然選擇，未來對焊接材料的需求及發展趨勢主要有以下幾個方面：

（1）逐步擴大管道自動焊的使用，也就是擴大自動焊焊絲的使用 在公司本部附近的工程，主要在本部的管道預制場進行預制工作，采用預制生產線，從切割下料、坡口加工，到組對焊接，根據管道類別不同，采用不同的自動焊方式，如圖2所示。

圖2 管道預制自動焊接

在公司外部工程，逐步推廣管道預制工作站，如圖3所示。在某LNG接收站工程，管道預制工作站發揮較大作用。根據不銹鋼管道的不同要求，采用氬弧焊打底、埋弧焊或氬弧焊填充蓋面，滿足了低溫鋼管道的低溫韌性要求。

圖3 管道預制自動焊接工作站

針對管線安裝的固定焊口，我們采用一種新型焊機，實現鎢極惰性氣體保護焊的全自動送絲功能，與MIG焊接一樣的熔敷效率，卻給出和TIG焊接一樣的高質量焊縫，焊縫的冶金性能和力學性能表現優良。另外，還實現了焊絲對熔池的攪拌功能，不但能大幅度提高熔敷效率，改善金屬的熔敷性能，而且使熔池中產生和裹挾的氣體、雜質容易逃逸，從而保證焊縫具有優良的冶金性能和力學性能。焊接的可達性好，操作方便，對坡口加工組對精度要求低，特別適應現場安裝需求。

（2）在戰略性新型產業上，較多使用高端焊材 根據公司發展戰略規劃，逐步進入核電安裝市場，用于核電安裝的不銹鋼、鎳基合金等各類高端焊材將較多使用。核電焊材在微量元素的控制、各類性能的要求，以及質保體系的運行有較為嚴格的要求。

在公司的某LNG工程上，由于對低溫沖擊值、側向膨脹量有嚴格要求，所以全部采用國外品牌的高端焊材，保證了工程順利完成。

高端焊材由于技術含量高、附加值高、優質也優價，因此是國內焊材企業爭奪的重要市場。

綜上所述，安裝企業順應形勢發展而不斷轉型升級，也需要國內焊材供應商不斷提升服務和提高產品質量，不斷創新，占領高端市場，為用戶提供更多優質環保的產品。