甲醇裝置區316及316H材質管線焊接技術

張躍飛

（山西省工業設備安裝集團有限公司 山西太原 030032）

煤氣制甲醇核心轉化裝置區有一種特殊材質的不銹鋼（316H、316）材料被廣泛應用，在對比兩種材料中發現，國標要求的316、316H系列的管道P、Ni含量與ASME標準要求不同，國標中的P、Ni含量比ASME標準要少。與316材質相比，316H含碳量高，抗脫碳性更高，適于高溫條件使用。

1 316系列管材特性及應用

316與316H材質不同溫度下的許用應力：

表1

2 焊接工藝

為了保證316、316H管線系統的焊接質量，施工前須進行焊接工藝評定，執行《石油化工鉻鎳不銹鋼、鐵鎳合金和鎳合金焊接規程》（SH/T3523-2009）、《承壓設備焊接工藝評定》（NB/T47014-2011）、《承壓設備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件》（（JB/T4728）NB/T47010-2010）的標準。

2.1 鎢極氬弧焊（GTAW）焊接要求

表2

適用管徑：≤φ60.3mm，適用壁厚：≤5.0mm。

2.2 焊接方法及質量控制

（1）316、316H管線焊接采用鎢絲氣體保護焊和手工電弧焊（氬電聯焊），采用多層多道焊。

（2）在質量控制上，為了控制好焊接質量，防止焊縫晶間腐蝕，需要提高焊接時的冷卻速度。鉻鎳奧氏體鋼層間溫度控制在150℃以下；每一層焊道完成后應清除焊道表面熔渣，并消除各種表面缺陷，每層焊道的接頭應錯開，我們在施工過程中焊接采用多層多道焊，焊接用小電流快速度方式進行，嚴格控制焊接線能量。為了提高焊接速度，在焊接完畢后可采用濕毛巾輔助冷卻，確保施工進度。

2.3 不銹鋼焊接控制線能量輸出的重要性

奧氏體不銹鋼在經500～800℃溫度區間進行敏化處理時，過飽和固溶的碳向晶粒間界的擴散比鉻擴散的快，在晶界附近的鉻形成貧鉻現象，形成晶間腐蝕。

熔化焊接時，熔合線附近由于過熱，大部分碳化物被溶解。當第二次加熱到敏化溫度區（或多層焊或熱處理）時，主要沿晶界析出鉻的碳化物，由此引起晶間腐蝕。

晶間腐蝕導致晶粒間的結合力喪失，材料強度幾乎消失，是一種很危險的腐蝕現象。在施焊過程中，嚴格控制線能量對控制焊接時層間溫度、提高焊接質量有很重要得意義。

Q=I×U/V

式中：

I——焊接電流，單位：A；

U——電弧電壓，單位：V；

V——焊接速度，單位：cm/s；

Q——線能量，單位：J/cm。

2.4 焊接檢驗

2.4.1 外觀檢測

（1）焊縫外觀成型應良好，且應平滑過渡；焊縫寬度應以每邊不超過坡口邊緣2mm為宜；焊縫表面不得低于母材表面；焊縫余高不應大于3mm。

（2）焊縫表面不允許有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣和飛濺等缺陷存在。

（3）焊縫咬邊深度應≤0.5mm，連續長度應≤100mm，且焊縫兩側咬邊總長度不得超過該焊縫長度的10%。

2.4.2 焊縫無損檢測

外觀檢測合格后，依據相關設計文件需進行無損檢測。所有焊口焊接完畢后及時按照JB/T4730.2進行100%射線無損檢測，合格級別不低于Ⅱ級。射線檢測的不合格的焊縫須清除缺陷進行返修。缺陷一般采用打磨的方法，休整到適合補焊的形狀。同一部位的返修次數不應超過兩次，當必要時超次返修，需分析原因，制定相關返修措施并報技術負責人批準后執行。

2.5 其他注意事項

（1）特別注意由于國標與美標執行的標準不同，微量元素含量不同，原材料進場時，可能造成監理單位、建設單位對進場對主要元素的含量提出質疑，施工前，要提前將制造標準變更為采購時得標準。

（2）進場時316、316H管材及管件應具備質量檢驗部門的質量合格證，并有明顯標志注明規格和商標。包裝上應標有生產的名稱、批號、數量、生產日期和檢驗代號。

（3）須檢查316、316H管材及管件是否有損壞跡象，如發現有質量問題，應跟廠家及時聯系辦退貨手續。

（4）對進場管材進行化學成分分析試驗，對進場的管件原材料要求廠家留樣進行化學成分分析（必要時可派人進行監造），化驗合格的材料進行標識、入庫，對不合格的產品做好標識單獨存放，不得與合格產品混放，防止錯用。

3 結束語

基于316、316H的特殊材質屬性并且在化工行業中充分的運用，對其焊接工藝及注意事項分析總結意義重大。甲醇裝置區316及316H材質管線施工技術的分析總結，不僅對同材質工程施工提供技術參數指導，而且對同類施工提供指導性意見。避免因焊接工藝與焊接材料使用不當造成不必要的事故。