SUS316L不锈钢化学品舱裂纹焊补工艺.docx

SUS316L不锈钢化学品舱裂纹焊补工艺冉维佳王欣（大连辽南船厂91439部队）摘要：介绍了SUS316L不锈钢裂纹修复焊接工艺。通过一系列工艺措施修复原有裂纹使产品满足使用技术要求。实践证明按此工艺施工焊接质量良好。关键词：SUS316L不锈钢；焊接工艺我厂近期承接某化学品运输船进厂时该船5号化学品舱后壁板母材及焊缝多处开裂经鉴定分析开裂主要是因局部应力腐蚀、晶间腐蚀所致并且该壁板靠近泵机舱长期承受动载荷从而加剧了该壁板开裂的速度。由于该船主要运输苯类、氯类等剧毒化学品故化学品舱一旦发生泄漏将直接威胁船上工作人员的生命安全。我们通过一系列工艺措施对该舱开裂处进行修复取得了良好的效果。材料该化学品舱壁板材质为日本进口奥氏体超低碳不锈钢SUS316L相当于我国的00Cr17Ni14Mo2钢钢板厚度t＝8mm。SUS316L钢的化学成分见表1。表1SUS316L钢化学成分（质量百分数）（％）CSiMnPSCrNiMo≤0.030≤1.00≤2.00≤0.045≤0.03016.0～18.012.0～15.02.00～3.00编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：焊接性分析SUS316L属于奥氏体超低碳不锈钢具有良好的塑性和韧性耐蚀性能优良尤其是耐晶间腐蚀性能良好。但由于这种钢热胀冷缩很大容易在焊接过程中出现热裂纹和焊接变形大的问题。再者就是保证焊接接头的耐晶间腐蚀性和耐应力腐蚀性的问题。虽然奥氏体超低碳不锈钢通过降低钢组分中碳的含量使晶间腐蚀基本上可得到避免但仍有资料显示含钼类超低碳不锈钢在敏化温度区间其晶界会析出σ相并在析出处发生晶间腐蚀另外杂质元素磷等也可在晶界富集并且其影响程度远大于碳。工艺措施3.1防止热裂纹的工艺措施由于该类型不锈钢导热率小线膨胀系数大因此焊缝区在降温时必然要产生较大的拉应力从而导致各种热裂纹的产生。从工艺角度上可通过以下一些方法加以控制：①采用适当焊接坡口及焊接方法降低熔合比（即使母材金属在焊缝金属中所占的分量减小）。②选用小的热输入（小电流快速焊）多层焊时降低层间温度。③焊接过程结束收弧时减慢收弧速度使熔敷金属填满弧坑。3.2防止晶间腐蚀的工艺措施①通过适当的焊接方法尽量降低输入焊接熔池的线能量。通过此途径尽可能缩短焊接接头在敏化温度区间的停留时间减小危险温度对焊缝的影响。②工艺参数的制定也以降低焊接熔池在危险温度停留时间为宗旨即尽量选择小的焊接电流并适当提高焊接速度。③在施工操作方面首先尽量采用窄焊缝多道多层焊并且控制每道焊缝施焊的时间间隔等焊接部位冷却到室温后再进行下一道焊缝的焊接。其次在施焊过程中不允许焊接材料摆动焊接材料的摆动会增加熔池温度和冷却的时间。再次可采取背面强制冷却措施降低熔池在危险温度的停留时间即封底焊操作完毕后在焊道背面由一名施工人员用水或氩气强制冷却注意用水进行强制冷却时不要让水浸入焊接熔池而是对焊接热影响区进行冷却。3.3防止应力腐蚀的工艺措施众所周知残余应力较大的奥氏体不锈钢焊接接头在氯化物、氟化物等腐蚀介质中对应力腐蚀开裂较为敏感。根据工程实际情况主要采取如下工艺措施：①选择适当焊接材料、焊接方法及工艺参数使焊缝金属及近缝区焊后为奥氏体—铁素体双相组织。②焊后进行时效处理以减少焊接残余应力。焊接工艺4.1焊接规范及坡口采用TIG焊封底、手工电弧焊盖面的方法进行焊接。焊接材料选择及规范见表2。焊接坡口形式及焊道层次见图1。图1焊接坡口形式及焊道层次表2焊接工艺规范层焊接方法焊材牌号焊材规格电流（A）电压（V）1GTAWH00Cr19Ni12Mo2φ2.095～11016～192SMAWE316L—16φ3.2110～15020～243SMAWE316L—16φ4.0140～19021～254SMAWE316L—16φ4.0140～19021～254.2焊接施工操作步骤⑴着色渗透检查确定裂纹大小、数量、方向。⑵为防止气刨渗碳在施工条件允许的下裂纹处一律采用砂轮打磨的方法开坡口由于化学品舱内壁板无加强结构承受应力相对较大故先在此侧开坡口。⑶着色渗透检查确定原始裂纹等缺陷彻底清除。⑷用丙酮彻底清洗坡口处及其两侧各30㎜的区域。⑸按既定焊接工艺对化学品舱内壁板裂纹进行焊补。焊缝背面采用强制冷却工艺（氩气冷却气体流量15～20L/min冷却工装见图2）。图2冷却工装示意图⑹由于焊接部位限制无法进行热处理改为焊接完成后进行48小时时效处理。⑺100％着色渗透探伤100％射线探伤。结束语通过采用以上工艺措施及焊接规范取得了良好的焊接效果焊缝金属显微组织呈现枝晶状奥氏体组织及α相（双相组织）如图3所示。图3焊缝金属显微组织各项力学性能试验全部达到标准要求。该