C22合金焊接修复C22合金强度
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Hastelloy C-22合金是全能的镍铬钼钨合金,比其他的现有的镍铬钼合金拥有更好的总体抗腐蚀性能,包括Hastelloy C-276、C4合金以及625合金。Hastelloy C-22合金有很好的抗点蚀,缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂能力。它具有优异的抗氧化水介质能力,包括湿氯,硝酸或者含有氯化物离子的氧化性酸的混合酸。同时,Hastelloy C-22合金也有理想的的抵抗过程中遭遇的还原性和氧化性环境的能力。依靠这种万能的性能,它能在一些令人头疼的环境中使用,或者在多种生产目的工厂中应用。Hastelloy C-22合金对各种化工环境有着异常的抵御能力,包括强氧化性物质,比如氯化铁、氯化铜、氯、热污染溶液(有机的无机的),甲酸、乙酸、醋酸酐、海水和盐溶液等。Hastelloy C-22合金在焊接热影响区有抵抗晶界沉淀形成的能力,这样使它在焊接状态下也能适应很多种化工过程的应用。
Hastelloy C-22 的金相结构:
Hastelloy C-22为面心立方晶格结构。
Hastelloy C-22 的耐腐蚀性:
Hastelloy C-22合金适用于各种含有氧化和还原性介质的化学流程工业。较高的钼、铬含量使合金能够耐氯离子的侵蚀,钨元素也进一步提高了其耐腐蚀性。Hastelloy C-22是仅有的几种能够耐潮湿氯气、次氯酸盐以及二氧化氯溶液腐蚀的材料之一,该合金对高浓度的氯化盐溶液具有显著的耐腐蚀性(如氯化铁和氯化铜)。
Hastelloy C-22 应用范围应用领域有:
Hastelloy C-22合金在化工和石化领域得到了广泛的应用,如应用在接触含氯化物有机物的元件和催化系统中。这种材料尤其适合在高温、混有杂质的无机酸和有机酸(如甲酸和乙酸)、海水腐蚀环境中使用。
Hastelloy C-22 其它应用领域:
1.醋酸/醋酸酐 2.酸浸 3.玻璃纸制造 4.氯化系统 5.复杂的混合酸 6.电镀锌槽的辊子 7.膨胀波纹管 8.烟气清洗器系统 9.地热井 10.氟化氢熔炉清洗器 11.焚烧清洗器系统 12.核燃料再生 13.杀虫剂生产 14.磷酸生产 15.酸洗系统 16.板式热交换器 17.选择性过滤系统 18.二氧化硫冷却塔 19.磺化系统 20.管式热交换器 21.堆焊阀门
、焊接修复
1.焊接方法与焊接材料
大多数镍合金可以采用焊条电弧焊、气体保护钨极电弧焊和熔化极气体保护焊。考虑到此导电辊是修补而不是生产, 所以采用了钨极氩弧焊(GTAW) 。这种方法能很好地控制热输人量,焊接过程稳定,成形美观,
质量可靠。
C一22是超低碳型的Ni-Cr-Mo-Fe合金,故焊接材料采用同样是超低碳型、低硅的(AWS) ERNi CrM o一 10。化学成分见表3。
焊接坡口及规范参数
为了能使导电辊修补工作顺利进行,先对导电辊表面进行清理,根据表面存在的缺陷,用砂轮打磨一定深度后用着色检验(PT)来确定出焊缝缺陷在辊筒体上的位置,导电辊C-22包覆层原焊缝布置见图2
从打磨出的焊缝发现,原C一22焊缝根部(靠近碳钢层)1~2mm有大量未焊透缺陷存在,与C一22接触的内筒体碳钢层氧化严重。鉴于此种情况,对于修复的C―22焊缝根部既要熔透,但又不能够焊穿,必须确定焊接修补所需的合适焊接坡口。采用留根分别为1mm和2mm两种不同的坡口形式进行焊接对比试验,选用的焊接规范见表4。结果表明,坡口留根2mm的试板根部未能焊透,而留根1mm的试板根部焊透,熔合良好,见图3。故采用留根1mm的坡口形式,如图4所示。
结构修复时的工艺措施
由于原焊缝(纵缝A、B及环缝C)存在根部未焊透的先天缺陷(贯穿于全部焊缝),为防止在修补过程中焊接区域的包覆层结构变形、应力集中以及长时间连续焊接而产生热裂纹,所以焊缝采用分批、分段用砂轮清除缺陷再进行焊接修复的办法,而不是按照常规焊接修补工艺一次性清除全部缺陷后再进行修补。同时,对缺陷清除及焊前坡口清理准备做了严格规定,打磨清理区进行PT检验,直至待修补区缺陷全部清除为止。并注意在焊接区域30mm范围内采用不锈钢丝轮将油污、氧化皮及其他杂质清除干净。
由于分段修补,且导电辊包覆层C-22材料经使用磨损后,厚度仅为4mm,因此对原焊缝用砂轮打磨出类似图4所示的待焊坡口,并将导电辊包覆层原纵缝A、B分别分成11、10小段进行焊接修补。焊接时,焊缝处于平位置,采用分段跳焊法,焊接顺序如图5所示。纵缝A总长1100mm,纵缝B总长1000mm,每小段焊接长度均为80~120mm不等。
环缝C长约3500mm,将其分成25小段进行依次修补,每小段焊接长度100~200mm不等。依然采用跳焊法,考虑该焊缝修补区域大,散热快,因此整条环焊缝以每次5小段同时焊补、共分5次的形式进行。焊接顺序如图6所示,其中第一次焊1~5段焊缝,以下依次
(1)打磨面积大或深的焊接区域应先进行局部焊接,打底焊采用dl.6mm的焊丝,填充、盖面焊缝采用o2.4mm焊丝。
(2)镍基合金焊接后焊道表面会产生致密性较高的的氧化层。与碳钢相比,镍基材料在焊接过程中溶人氧化物对焊缝质量的影响更加显面易见,故焊前或多层多道焊的每层每道焊完后都要用砂轮打磨焊缝表面,直至露出金属光泽,对坡口边缘、工件表面粘污物质和熔渣也要彻底进行清理。
(3)为防止焊缝过热,道间温度控制在60℃以下。
(4)采用小电流、慢速、短弧、窄焊道的焊接方式。
(5)焊接时,起弧点提前至接头的原焊缝上,凸出部分或焊缝起弧处缺陷可在打磨氧化层时一并去除。收弧时,填满弧坑并打磨干净,避免出现弧坑裂纹。
(6)整段焊缝的填充层焊接完成后,用砂轮平整焊缝,并用PT检验。若有缺陷,及时铲除、补焊,直至没有缺陷并平整焊缝后,再进行整体盖面焊接.