不锈钢压力容器板的焊接特点

不锈钢压力容器板的焊接特点

不锈钢是指在钢中加入一定量的铬元素后，其表面形成致密钝化膜，从而有了不容易生锈的特性。而要达到这一目标，不锈钢中铬含量就一定要大于12％。此外为提高不锈钢的钝化性，往往还需要向不锈钢中加入可使不锈钢更易于钝化的镍、钼等元素。通常所指的不锈钢实质上就是不锈钢和耐酸钢的合称。不锈钢不一定能够耐酸，但耐酸钢一般都具有较好的不锈性能。不锈钢按金相组织差异主要可分成奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢等。

奥氏体不锈钢容器板的焊接特点

应用*广泛的不锈钢要属奥氏体不锈钢了，其中高铬-镍型*为常见。现在的奥氏体不锈钢大致可分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奥氏体不锈钢的焊接特点主要是四点。

1、首先是焊接热裂纹。由于奥氏体不锈钢的热传导率小，线膨胀系数大，所以在焊接工序进行时，焊接接头部位的高温停留时间较长，焊缝容易形成粗大的柱状晶组织，在凝固结晶过程中，如果硫、磷、锡、锑、铌等杂质元素的含量较高，就会在晶间形成低熔点共晶，在焊接接头承受较高的拉应力时，也容易在焊缝中产生凝固裂纹，进而在热影响区形成液化裂纹，这属于焊接热裂纹。而避免热裂纹*有效的途径就是降低奥氏体不锈钢及焊材中易产生低熔点共晶的杂质元素，另外要使铬镍奥氏体不锈钢中含有4％~12％的铁素体组织。

2、其次是晶间腐蚀。根据贫铬理论，如果在不锈钢晶间上析出碳化铬，就会造成晶界贫铬，这是形成晶间腐蚀的主要原因。所以避免晶间腐蚀的主要措施是选择超低碳焊材或含有铌、钛等稳定化元素的焊材。

3、应力腐蚀开裂。一般这种情况的表现是脆性破坏，并且破坏发生的过程时间也比较短，所以危害严重。导致奥氏体不锈钢产生应力腐蚀开裂的主要原因是焊接残余应力，即焊接接头的组织变化或应力集中存在，另外局部腐蚀介质浓缩也是会促使产生应力腐蚀开裂的原因。

4、焊接接头的σ相脆化。σ相是一种脆硬的金属间化合物，主要析集于柱状晶的晶界。γ相和δ相都可发生σ相转变。比如对于Cr25Ni20型焊缝在800℃~900℃加热时，就会发生强烈的γ→δ转变。对于铬镍型奥氏体不锈钢，特别是铬镍钼型不锈钢，易发生δ→σ相转变，这主要是由于铬、钼元素具有明显的σ化作用，当焊缝中δ铁素体含量超过12％时，δ→σ的转变非常显著，造成焊缝金属的明显的脆化，这也就是为什么热壁加氢反应器内壁堆焊层将δ铁素体含量控制在3％~10％的原因。

铁素体不锈钢容器板的焊接特点

铁素体不锈钢有普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大种类，其中普通铁素体不锈钢有Cr12~Cr14型，如00Cr12、0Cr13Al；Cr16~Cr18型，如1Cr17Mo；Cr25~30型。由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高，因此进行加工成形和焊接相对较为困难，耐腐蚀性能也难有效保障，所以应用受限。而在超纯铁素体不锈钢中则严格控制了碳和氮元素的总量，通常控制在0.035％~0.045％、0.030％、0.010％~0.015％三个层次，另外还加入了必要的合金元素来提高不锈钢的耐腐蚀性和综合性能。和普通铁素体不锈钢相比，超纯高铬铁素体不锈钢的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能都非常好，更多的应用在了石化设备中。铁素体不锈钢的焊接特点主要有以下几点。

1、在焊接高温作用下，加热温度达到1000℃以上的热影响区尤其在近缝区的晶粒会急剧长大，焊后即使快速冷却，也无法避免因晶粒粗大化引起的韧性急剧下降及较高的晶间腐蚀倾向。

2、铁素体不锈钢自身就含有较高的铬元素，另外有害元素碳、氮、氧等也较多，脆性转变温度较高，缺口敏感性较强。所以在焊后脆化现象比较严重。

3、在400℃~600℃长时间加热缓冷时，容易出现475℃脆化，严重降低常温韧性。在550℃~820℃长时间加热后，则容易从铁素体中析出σ相，也明显降低其塑、韧性。

马氏体不锈钢容器板的焊接特点

马氏体不锈钢主要有Cr13型马氏体不锈钢、低碳马氏体不锈钢和超级马氏体不锈钢三种。Cr13型有着一般抗腐蚀性能，从Cr12为基的马氏体不锈钢，因加入镍、钼、钨、钒等合金元素，除有着一定的耐腐蚀性能，还具有较强的高温强度和抗高温氧化性能。

马氏体不锈钢的焊接特点主要是Cr13型马氏体不锈钢焊缝和热影响区的淬硬倾向特别大，焊接接头在空冷条件下便可得到硬脆的马氏体，在焊接拘束应力和扩散氢的作用下，非常容易出现焊接冷裂纹。当冷却速度较小时，近缝区及焊缝金属会形成粗大铁素体及沿晶析出碳化物，使接头的塑、韧性显著降低。

另外低碳及超级马氏体不锈钢的焊缝和热影响区冷却后，虽然全部转变为低碳马氏体，但也不会出现明显的淬硬现象，其焊接性能也是非常好的。