320立方不銹鋼保溫水箱腐蝕焊接改進(jìn)修復(fù)實(shí)踐

杭州紫元置業(yè)有限公司 浙江 杭州 310013

0 前言

杭鋼紫元下沙高教園東區(qū)桃李苑、成蹊苑熱水機(jī)房共有2只320立方和2只160立方的不銹鋼保溫?zé)崴?提供給浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)、浙江金融學(xué)院、浙江經(jīng)貿(mào)學(xué)院34000多學(xué)生熱水洗浴,自投入使用7年,就存在不同焊接點(diǎn)位的腐蝕、開裂漏水現(xiàn)象,其中成蹊苑1只320立方保溫水箱,每天滲漏熱水達(dá)30余立方,可問題一直沒有得到有效解決,處于報(bào)廢狀態(tài),外部機(jī)組因長時(shí)間受潮運(yùn)轉(zhuǎn),使用壽命也受到影響。同時(shí)維護(hù)人力,生產(chǎn)成本大大增加。

1 原因分析

經(jīng)觀察水箱腐蝕部位主要集中在水箱內(nèi)壁,焊縫點(diǎn)位、焊縫旁邊有裂紋存在,焊縫處有一層紅褐色的銹斑,存在不同規(guī)律的腐蝕,這些裂紋有很明顯的分叉特征,銹蝕打磨之后,內(nèi)壁有一定的腐蝕,發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)腐蝕存在,并有很多的微小裂紋,裂紋處沒有特征明顯的塑形變形,裂紋的寬度與擴(kuò)展的深度不成比例,裂紋在焊接表面點(diǎn)腐蝕微小坑洼,許多裂紋已擴(kuò)展到整個(gè)壁厚,而且分叉嚴(yán)重,具有明顯的氯化物中應(yīng)力腐蝕裂紋的特征。氯離子來源于水箱熱水,因此可以確認(rèn)熱水水箱的裂紋是由氯離子造成的應(yīng)力腐蝕裂紋。

2 腐蝕、開裂焊接工藝對策

2．1 A304不銹鋼是0Cr18Ni9型中的一種,Ni、Ti、Nb等元素是穩(wěn)定奧氏體細(xì)化晶粒作用,在實(shí)際施焊中,應(yīng)避免這些元素的燒損,或是焊材匹配上,應(yīng)補(bǔ)充這些元素進(jìn)行選擇,來改善其性能,滿足使用要求,并在焊接熱循環(huán)中生成少量的鐵素體,有助于防止產(chǎn)生熱裂紋,再通過冷塑變形來提高焊接質(zhì)量和強(qiáng)度。

2．2 在焊接過程中,應(yīng)嚴(yán)格遵守,焊接工藝,避免產(chǎn)生焊接腐蝕,表面晶間、點(diǎn)狀、縫隙和應(yīng)力腐蝕。焊接腐蝕會造成晶間結(jié)合力喪失,強(qiáng)度幾乎只有零,在不銹鋼焊接腐蝕破壞事故中,由焊接腐蝕引起的事故中達(dá)到90%以上,可見,避免焊接腐蝕的重要性。

2．3 對于焊接腐蝕,主要措施應(yīng)把鋼中的Cr含量控制在12%以上,最好在12．5%以上,影響Cr含量減少在于焊接熱循環(huán)、焊接溫度和高溫停留時(shí)間,溫度是決定組織變化最主要因素,控制好溫度,也就控制好了焊縫及熱影響區(qū)的組織。A304,不銹鋼并非是超低碳不銹鋼,在實(shí)際焊接操作中,應(yīng)盡量避免產(chǎn)生脆相的生成,可以采取相應(yīng)的措施,如分段焊、間隙焊,跳焊、不擺動焊,有必要時(shí)可采取強(qiáng)制強(qiáng)冷手段進(jìn)行對焊縫的冷卻,避免高溫長時(shí)間停留,在多層焊接時(shí),第二層焊縫,應(yīng)再第一層冷卻至60度以下,在進(jìn)行焊接,避免再結(jié)晶溫度以上焊接。在匹配焊條上,選擇含Ni、Nb元素來穩(wěn)定奧氏體組織,使生成少量的鐵素體組織,有利于防止裂紋。但焊條含Ni、Nb元素時(shí),有再熱裂紋的可能,引起腐蝕,焊接過程中應(yīng)減少敏化區(qū)溫度時(shí)間。

2．4 在焊接過程中避免應(yīng)力引起的應(yīng)力腐蝕,在一定拉應(yīng)力和溫度下產(chǎn)生,針對這些現(xiàn)象的產(chǎn)生,應(yīng)嚴(yán)格控制H2含量,避免產(chǎn)生氫脆。另一方面,嚴(yán)格控制Ci和O2的含量,避免產(chǎn)生氯脆。

3 改進(jìn)要領(lǐng)概述

3．1 對于A304不銹鋼的焊接總的來說,控制好焊接腐蝕,避免熱裂紋、脆化以及缺陷的產(chǎn)生,在焊條匹配上,根據(jù)A304性能,應(yīng)選擇ER304、ER308等,控制好熱循環(huán)對組織的影響,高溫時(shí)間停留,焊后、焊前的的處理,應(yīng)掌握的原則是:控制層間溫度、小電流、快速焊、多層多道焊。來實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的焊接,滿足焊接工藝質(zhì)量要求。

3．2 對所有老焊縫進(jìn)行清理、打磨、角落隱蔽處焊縫進(jìn)行酸洗,焊接時(shí)嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程焊接,特別是在450度－到800多之間焊縫溫度的控制,保持焊縫銀白色和金黃色,避免產(chǎn)生晶間腐蝕。對焊接應(yīng)力變形控制,進(jìn)行對稱、分段、倒退的焊接焊法,控制熱輸入的焊接工藝,局部焊接完再進(jìn)行效應(yīng)工藝。焊接完成后,對加固部位的拉桿撐桿進(jìn)行切割,打磨清理焊接,重新加固．。對老焊縫引起的局部變形,進(jìn)行釋放應(yīng)力操作,然后進(jìn)行焊接。對于底部焊縫,包括側(cè)面進(jìn)行著色擦傷,仔細(xì)尋找隱蔽裂紋、氣孔、龜裂,在裂紋背部難以清理的采取包圈方法處理來解決漏水問題。

3．3 奧氏體不銹鋼焊后處理,為增加奧氏體不銹鋼的耐腐性,焊接后進(jìn)行表面處理,處理方法有拋光和鈍化處理。

4 密封性能試驗(yàn)

將焊接完成后的水箱用干毛巾把所有焊接部位擦拭干,檢查焊縫無砂眼、氣孔、夾渣等缺陷有無漏焊,再注入水至標(biāo)明的容量,靜置24小時(shí)后,外部用面巾紙擦拭焊接部位,面巾紙應(yīng)無水濕現(xiàn)象。

5 改進(jìn)前與改進(jìn)后圖片對比

改進(jìn)前

改進(jìn)后

6 實(shí)績與效果

我們對改進(jìn)修復(fù)的保溫水箱焊接質(zhì)量進(jìn)行跟蹤檢查,到目前已使用6年,因此我們得出結(jié)論,分析改進(jìn)修復(fù)保溫水箱的原因是正確的,,在改進(jìn)過程中所制定的改進(jìn)修復(fù)方案也是可行的,現(xiàn)通過焊接改進(jìn)后,使用壽命保守估計(jì)可延長8年,本來更換一只不銹鋼保溫水箱需要費(fèi)用40萬元左右,杭鋼紫元下沙高教園共有4只不銹鋼保溫水箱,通過改進(jìn)直接節(jié)省更換不銹鋼保溫水箱費(fèi)用100萬左右。

7 結(jié)語

掌握該修復(fù)法,可以使一些修復(fù)方面的“常見病”得到有效控制,經(jīng)測算,實(shí)施該方法以來,對學(xué)生洗浴得到了較大的改善,為設(shè)備順利運(yùn)行提供了有利的設(shè)備保障,它具有科學(xué)性,先進(jìn)性和普及推廣性。通過檢測,之前不銹鋼板及閥門部件可重復(fù)使用,為公司的發(fā)展獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,根據(jù)實(shí)踐證明與論證,目前,桃李苑熱水機(jī)房320立方不銹鋼保溫水箱腐蝕、裂紋滲漏,此改進(jìn)修復(fù)實(shí)踐方法已推廣應(yīng)用。