低溫壓力容器用鋼堆焊

王圣達　徐強

摘 要：本文對低溫壓力容器用鋼材（09MnNiDR）堆焊E308L-16進行了研究，制造了中石化茂名煤（焦）制氫氣項目訂購的循環氣壓縮機分液罐。

關鍵詞：低溫壓力容器用鋼材（09MnNiDR） 耐蝕堆焊 TP308L

0、前言

我公司在之前的工作中并沒有在09MnNiDR鋼材上堆焊的經歷，根據《承壓設備焊接工藝評定》（NB/T47014-2011）中要求，在產品施焊前需制作合格的焊接工藝評定。通過焊接工藝評定，檢驗按擬訂的焊接工藝規程焊接的焊接接頭的使用性能是否符合設計要求，并為正式制定焊接工藝規程提供可靠的依據。

1、焊接工藝評定

1.1參照《承壓設備焊接工藝評定》中的規定并結合圖紙要求，選擇在厚度為30mm，長600mm，寬350mm的09MnNiDR鋼板上實施堆焊，焊接方法為帶極堆焊。

過渡層焊帶型號：E309L-16；焊帶規格：60x0.5mm；過渡層焊劑型號：SJ304。覆層焊帶型號：E308L-16；焊帶規格：60x0.5mm；覆層焊劑型號：SJ303。

1.2帶極堆焊參數

根據以往的工作經驗擬定帶極堆焊工藝參數如下：

過渡層堆焊電流：800-850A；電壓：28-30V；焊接速度：180-200mm/min。

覆層堆焊電流：820-880A；電壓：28-30V；焊接速度：160-180mm/min。焊帶伸出長度均為35-40mm。由于09MnNiDR為低溫壓力容器用鋼且堆焊不銹鋼耐腐蝕層，層間溫度控制在≤150℃。過渡層堆焊3mm，覆層堆焊3.5mm。

下圖為施焊后的焊接工藝評定試板。

1.3根據《承壓設備焊接工藝評定》中的要求，在我公司探傷室進行了滲透檢測；在物理實驗室和化學實驗室分別進行了彎曲試驗和化學成分分析。

按JB/T4730-2005進行100%滲透檢測，Ⅰ級合格，表面無裂紋；

切取4個側彎試樣，彎曲試驗合格，表面無裂紋；

化學成分分析數據如下：

化學成分分析合格。09MnNiDR堆焊焊接工藝評定合格，編號為SR12D81-83。

2、產品堆焊

2.1 焊前準備

不銹鋼帶極堆焊容易產生夾渣、氣孔和未熔合等缺陷，焊接前需要將待堆焊的鋼材表面打磨干凈，去除油污、鐵銹等影響焊接質量的因素。過渡層焊接前待焊表面按JB/T4730-2005進行100%MT檢測，Ⅰ級合格。焊劑SJ304需經250℃烘干2小時。產品封頭堆焊在變位機上進行，焊接前調整好封頭位置。

2.2 過渡層堆焊

設備封頭內徑為DN1200；鋼材牌號為09MnNiDR；厚度為30mm。參照焊接工藝規程，封頭堆焊過渡層焊帶型號為E309L-16，焊劑型號為SJ304，施焊電流為820-830A，電壓為28-29V，焊接速度為190mm/min，焊帶伸出長度為40mm。道間搭接寬度為8mm。下圖為過渡層堆焊。

2.3 覆層堆焊

封頭覆層堆焊前，過渡層表面按JB/T4730-2005進行100%PT檢測，Ⅰ級合格。參照焊接工藝規程，覆層焊帶型號為E308L-16，焊劑型號為SJ303，施焊電流為830-840A，電壓為29-30V，焊接速度為180mm/min，焊帶伸出長度為40mm。道間搭接寬度為8mm。下圖為覆層堆焊。

設備筒體長度為2750mm，也采用封頭一樣的焊接工藝參數堆焊。

2.4 焊后檢查

設備內壁整體堆焊后覆層表面按JB/T4730-2005進行100%PT檢測，Ⅰ級合格；測量厚度最小值為6.2mm，最大厚度為6.6mm。合符標準及圖紙要求，堆焊合格。

3、結論

3.1低溫壓力容器用鋼09MnNiDR可以堆焊耐腐蝕材料E308L-16，選用上文中的焊接參數可以得到表面成型很好且無焊接缺陷的堆焊表面。

3.2 焊接電流、焊接電壓和焊接速度的配合很重要，最終是為了保證焊縫成型，控制堆焊層厚度。

參考文獻：

[1]中華人民共和國行業標準，《承壓設備焊接工藝評定》（NB/T47014-2011），2011年7月1日發布。

[2] 中華人民共和國行業標準，《壓力容器焊接規程》（NB/T47015-2011），2011年7月1日發布。

[3] 中華人民共和國行業標準，《承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗》（NB/T47016-2011），2011年7月1日發布。