探析不锈钢焊接与防腐的质量控制

探析不锈钢焊接与防腐的质量控制

罗扬健

广西金科源建设质量检测有限公司  广西贺州  542899

摘要：不锈钢广泛应用于石油开采、化工冶炼、液化天然气储罐、食品餐具等行业。不锈钢在焊接中受到多种因素隐形，为了更好保证其焊接质量，本文对不锈钢焊接原理进行了分析，指出其主要存在的原因以及提出有效控制措施。

关键词：不锈钢；焊接；腐蚀；问题；措施

ABSTRACT: stainless steel is widely used in oil extraction, chemical smelting, liquefied natural gas tanks, food tableware and other industries. In order to ensure the welding quality of stainless steel, this paper analyzes the welding principle of stainless steel, points out the main reasons and puts forward effective control measures.

Keywords: Stainless Steel; welding; corrosion; problems; Measures

1前言

不锈钢在工程领域有着广泛的应用。根据使用环境的不同，开发了多种不锈钢，可分为奥氏体、马氏体、铁素体、双相不锈钢等。海上平台最常用的不锈钢是奥氏体不锈钢，根据流体介质的不同，有时是双相不锈钢。本文以奥氏体和双相不锈钢为例，研究了它们的焊接特性、防腐蚀原理、防腐蚀措施及应用中有效的质量控制方法。

2不锈钢的焊接特性

2.1 奥氏体不锈钢的焊接特点

奥氏体不锈钢焊性能好，奥氏体不锈钢可采用电极电弧焊、钨极氩弧焊、熔极熔化极气体保护电弧焊等。奥氏体不锈钢应尽可能选择低碳焊接材料，以避免在晶界形成碳和铬化合物，导致铬耗尽，从而提高焊缝的抗焊缝锈蚀能力，尽可能使用不摇摆或少摇摆的焊接，并保证良好的熔接条件，尽可能使用较小的焊接电流、较低的电弧电压、较快的焊接速度。在焊接过程中，必须保持较低的层间温度，通过强制冷却控制层间温度和焊后温度，使焊缝滞留时间缩短到450-850 °c。

2.2 双相不锈钢的焊接特点

双相不锈钢具有高铁素体含量和优良的抗热裂性能，因此在焊接中很少考虑热裂。双相不锈钢焊接中最常见的问题区域是热影响区。热影响区存在耐蚀性、韧性损失和焊后开裂等问题。为了避免这些问题，焊接工艺的重点是尽量减少焊缝红热区的停留时间，而不是控制单个焊道的热输入，因此，在焊接材料的选择和焊接工艺中应控制氢源，防止氢致裂纹的产生。为了防止热输入过高或过低，在焊接过程中应随时监测各层之间的温度。热输入范围一般控制在0.5~2.5k J/mm, 热输入的公式:热输入k J/mm= (V×A) / (S×1000) , 式中:V=电压, 伏特;A=电流, 安培;S=移动速度, mm/s。

3不锈钢焊接的质量控制

3.1 焊接前的准备工作

在焊接不锈钢之前，我们需要做好准备工作，主要从以下几个方面来做: 第一，需要制定完善的焊接计划，焊接人员应在具体操作之前，准备适当的焊接工艺和焊接材料等。其次，对焊工的资格进行审查，所有人员都必须获得工作执照，以便焊工能够按计划操作。第三，准备好焊机，对于不锈钢的焊接作业，需要依靠特定的工具进行焊接，所以工具需要充分准备并保证其正常使用，以便为后续的焊接打下基础; 准备好焊接材料，焊接材料需要有很强的稳定性，所使用的电极应符合相应的标准和具体的焊接工程。

3.2 不锈钢焊前质量控制

焊接前，应清除焊缝周围的油脂、污垢、灰尘和油漆。任何含水量都会对不锈钢的耐腐蚀性和机械性能产生不利影响。不锈钢等离子切割应按照相关工艺要求进行，切割沟槽周围毛刺应去除，均匀平滑抛光，沟槽内不锈钢表面硬质层应去除，切割不锈钢最好，以保证沟槽的均匀性。与大多数碳钢不同，焊前预热可能对不锈钢有害。不锈钢焊前预热可能有利于湿气冷凝的发生。预热应遵循批准的焊接程序。

3.3 焊接工艺的控制

在不锈钢的焊接操作中，合理地选择焊接工艺是必要的，主要控制点包括以下几个方面: 第一，在焊接不锈钢时，除了控制层间温度外，还要采用小电流，这样才能获得满意的焊接效果。焊接时，温度应控制在60 °c 以内，焊接后应冷却焊缝，以保证焊接质量; 其次，不锈钢管道的焊接部位需要彻底清洁，不能有杂物等，焊缝面积应尽可能控制，焊缝应采取强制冷却措施。在焊接过程中，为了有效地避免变形问题，需要根据正确的工艺进行焊接，选择合理的焊缝形状，控制焊接电流，并严格按照相应的工艺操作。如果出现这些问题，可以用机械方法进行纠正，不能用锤击法，可以用锤击法。如需加热，可用电阻丝加热，不能用碳弧火焰加热，防止渗碳。

3.4检查焊缝质量

不锈钢焊接前，要做好清洁工作，不能有杂物等。焊接后，要及时清理焊缝表面，不能有焊点、飞溅物等，还要进行目视检查。如果发现有焊接缺失，或气孔等问题需要及时修复。另外，为了提高不锈钢的耐腐蚀性，有必要提高不锈钢的耐腐蚀性，要进行酸洗或动画，用酸洗膏，或自动处理，一般涂抹不锈钢表面，保持20分钟左右即可用于清洗水。

3.5焊条的管理

对于电极需要做好贮存工作，贮存在干燥通风的环境中，控制温度和湿度，一般放在电极架上。电极使用前可按有关规定进行干燥，温度可严格控制。当电极温度逐渐升高时，电极可以慢慢冷却，容易开裂或剥落。焊条干燥后，通过控制焊条质量，在100-150 °c 的温度范围内放入恒温箱，为不锈钢的焊接奠定了基础。

4不锈钢焊接的防腐原理和主要措施

不锈钢的耐蚀性随碳含量的增加而降低。因此，大多数不锈钢的碳含量都很低，最多不超过1.2% 。不锈钢的主要合金元素是铬，不锈钢具有耐蚀性，因此不锈钢中的铬含量至少为10.5% ，只有这样才能在表面形成一层铬钝化膜来抵抗大气腐蚀。不锈钢还含有大量的其他合金元素，如钼可以提高不锈钢的耐孔蚀性，氮可以提高不锈钢的耐缝隙腐蚀性，镍可以延缓不锈钢中有害金属间相的形成。作为用户，在验收过程中有必要检查产品的证书和外观。如有必要，可进行化学微量元素分析，以确保不锈钢的质量。不锈钢的耐腐蚀性往往与其含量密切相关，含量越高，耐腐蚀性越差，大多数不锈钢的碳含量相对较低，一般不超过1.2% ，铬和钼是不锈钢的主要核心元素。在不锈钢表面镀铬钝化膜可以有效地提高其耐蚀性。当缝隙腐蚀能力提高后，便可进行氮处理。客户检验不锈钢产品时，需要核对合格证书和产品外观。如有必要，可对化学微量元素进行分析，以保证不锈钢的质量。

5 结语

在本研究中主要介绍了不锈钢的焊接特点，焊接过程质量控制的难点，分析了焊接缺陷产生的原因，提出了相应的解决方法，探讨了不锈钢的腐蚀与防护，分析了焊缝腐蚀与孔蚀的原因。通过对不锈钢焊接和防腐蚀的研究，可以提高焊接和防腐蚀的质量控制，避免质量问题。

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