脫硫系統(tǒng)雙相不銹鋼鋼管與外板焊接應(yīng)用

國(guó)際海事組織(IMO)規(guī)定，2020年后將禁止所有未安裝脫硫設(shè)備的船舶攜帶高硫燃油，從2020年起，全球船舶所使用燃油硫含量將不得超過(guò)0.5%。考慮成本支出，一些航運(yùn)公司對(duì)于脫硫塔的安裝采取謹(jǐn)慎態(tài)度，德國(guó)某知名航運(yùn)公司采取在塢內(nèi)優(yōu)先安裝排弦短管的措施。

由于洗滌廢水的PH值小于4、顆粒雜質(zhì)含量較高，并具有腐蝕性和磨損性，排弦管件采用雙相不銹鋼材料。雙相不銹鋼是指鐵素體與奧氏體各約占50%的不銹鋼。在C含量較低 (0.025%) 的情況下，Cr含量在16%～29%，Ni含量在3%～7%，并且含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等，兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，保持鐵素體不銹鋼的475 ℃脆性以及高導(dǎo)熱系數(shù)，具有超塑性，強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕高的優(yōu)點(diǎn)。與普通不銹鋼相比，雙相不銹鋼的焊接要求更為苛刻，熔敷金屬的化學(xué)成分難以控制。

本次采用的E2205技術(shù)條件參考ASTMA790系列標(biāo)準(zhǔn)，供貨狀態(tài)為固溶和酸洗，化學(xué)成分和機(jī)械性能如表1～表2，焊接參數(shù)見表3。

表1 E2205化學(xué)成分 %

表2 E2205機(jī)械性能

焊接方法采用法國(guó)船級(jí)社認(rèn)可的焊接工藝，采用多層多道CO2保護(hù)半自動(dòng)焊和手工電弧焊蓋面，焊絲為韓國(guó)ESAB SeAH生產(chǎn)，牌號(hào)是2209，并獲得各船級(jí)社的型式認(rèn)證。

表3 焊接參數(shù)

1)焊接前根據(jù)圖紙確定施工區(qū)域，開好深熔焊坡口，因機(jī)艙外板線型的變化，注意調(diào)整好坡口角度；焊接區(qū)域清潔，無(wú)銹，無(wú)水；調(diào)試好焊接設(shè)備和保護(hù)氣體；施焊前在焊接試板上調(diào)整好電流、電壓、送絲速度；焊接時(shí)注意層間溫度的控制，特別注意定位焊縫長(zhǎng)度要適中，確保足夠的熱量輸入，這樣焊縫冷卻就不會(huì)太快，鐵素體含量就不會(huì)過(guò)高、韌性不會(huì)過(guò)低。

2)焊接過(guò)程中，不要隨意在材料表面引弧和弧擊，短時(shí)的高溫過(guò)程冷卻速度非常快，導(dǎo)致鐵素體的含量非常高。應(yīng)全力避免產(chǎn)生對(duì)焊接裂紋和腐蝕敏感的組織；材料的保護(hù)非常重要，應(yīng)避免碳鋼、銅、低熔點(diǎn)金屬或其他雜質(zhì)對(duì)不銹鋼的污染；采取措施防止飛濺、擊弧、局部過(guò)熱等；盡可能連續(xù)施焊，盡快完成焊接工作。

熔敷金屬冷卻過(guò)程控制要注意以下幾點(diǎn)：嚴(yán)格控制焊接熱量輸入，比如線能量、層間溫度。若冷卻速度過(guò)快，焊接熱量循環(huán)冷卻時(shí)間很短，發(fā)生鐵素體向奧氏體相轉(zhuǎn)變時(shí)，造成奧氏體相轉(zhuǎn)變不完全，易造成過(guò)量鐵素體和粗晶，成相比例不平衡，導(dǎo)致沖擊韌性下降，同時(shí)氮化物沉淀，影響抗拉力和腐蝕性能。若冷卻速度太慢，高溫停留時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)促使脆性析出，導(dǎo)致沖擊韌性下降，影響抗拉力和腐蝕性能(金相會(huì)發(fā)生變化)。

3)焊接完成后外觀檢驗(yàn)。利用滲透著色試驗(yàn)檢查表面缺陷，將管口焊接封板后用水壓試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)相關(guān)焊縫和閥件的密性，最后用半自動(dòng)等離子切割機(jī)依外板線形進(jìn)行修割，然后用細(xì)砂輪機(jī)打磨光順。為了增強(qiáng)舷外管附近區(qū)域耐腐蝕性，依據(jù)圖紙要求涂抹貝爾佐納涂層。