9Ni钢焊接材料及焊接工艺要点

随着国内LNG（液化天然气）事业的迅速发展,目前国内规划项目有多个LNG工程。9Ni钢以其优良的低温韧性和焊接性被认为是制造低温压力容器的优良材料,而LNG储罐的内罐材料无一例外都采用了9Ni钢。对9Ni钢的焊接,国内处于起步阶段,缺少成熟的经验,因此,9Ni钢的焊接无疑成为LNG工程建设的关键技术之一。本文从9Ni钢焊接材料及9Ni钢焊接工艺要点两个方面进行了阐述。     

LNG低温储罐用9Ni钢的焊接性能研究

本文主要介绍了9Ni钢的焊接性能.从9Ni钢的成分、组织、热处理工艺、焊接材料的选择、焊接接头的低温韧性、焊接热裂纹、焊接冷裂纹、电弧的磁偏吹等方面阐述了9Ni钢材料的焊接性能.从本质上了解9Ni钢的焊接性能,为我国LNG储罐发展提供技术支持.     

LNG储罐9Ni钢底板焊接及变形控制

介绍了大型LNG储罐9M铜底板安装制造的焊接工艺及变形控制方法,实践证明合理的焊接工艺及防变形措施可以有效地避免应力集中、变形过大,并可确保材料的低温韧性,同时也是保证储罐整体施工质量的关键环节.     

9Ni钢大型LNG低温储罐的焊接施工

大型LNG储罐内罐材料采用9Ni钢,该钢种在焊接冶金反应和热循环的作用下,其组织和成分改变,产生脆性相,低温性能下降,冷、热裂纹倾向增大,焊接施工比较复杂;分析了9Ni钢低温储罐的焊接特点,介绍了9Ni钢低温储罐采用的埋弧自动横焊和焊条电弧焊焊接工艺,并叙述了实际施工中采取的工艺措施,包括焊接材料管理、焊接工艺参数、内罐底板与内罐壳体板焊接施工顺序和焊接工艺,这些工艺控制了焊接线能量,提高了生产效率,有效地保证大型LNG低温储罐焊接施工质量.     

LNG储罐用9%Ni钢及其焊接性

回顾总结了液化天然气低温储罐用9%Ni钢的研究和发展,对9%Ni钢的显微组织结构、力学性能以及现场焊接性进行了介绍.使用最普遍的淬火 回火态9%Ni钢的组织形态主要为回火马氏体,并分布有少量残余奥氏体.9%Ni钢具有很高的强度和良好的低温韧性,焊接性良好,冷裂敏感性较低,采用合适的焊接工艺措施,可防止热裂纹的出现,获得具有良好低温韧性的焊接接头.9%Ni钢焊接时,焊接热输入一般控制在7～35 kJ/cm,多层焊层间温度应控制在100℃以下.     

LNG储罐用9Ni钢焊条电弧焊接头的组织与性能

采用国产的CHNiCrFe-9型镍基焊条进行9Ni钢焊条电弧焊试验,通过拉伸试验、弯曲试验、金相显微组织分析和扫描电镜(SEM)分析等方法,分析焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝金属由奥氏体基体和富Nb复杂碳化物组成,枝晶偏析严重,晶粒较为粗大;断口主要由大而深的韧窝组成,属于韧性断裂;试样的抗拉强度平均值为736 MPa;焊接接头的横向面弯测试不合格。根据试验结果分析焊缝金属弯曲性能不合格的原因,为9Ni钢的实际焊接提供了理论依据,对正确制定焊接工艺具有一定的指导意义。     

Ni9钢的热处理和焊接

在简述超低温用Ni9钢的发展应用状况基础上,结合项目研究结果和国内外有关资料着重对Ni9钢应用中涉及到的热处理方法及焊接工艺要点进行了述评。     

Ni9钢的热处理和焊接

在简述超低温用Ni9钢的发展应用状况基础上，结合项目研究结果和国内外有关资料着重对Ni9钢应用中涉及到的热处理方法及焊接工艺要点进行了述评。     

9％Ni钢的焊接技术

由于天然气的需求呈日益增长的趋势,国际上油气长输管线及液化天然气的输送与储存设施工程迫切需要低温钢材料及其焊接技术.目前,我国与世界其他国家都把发展天然气储存与运输设施的建设作为能源储备战略的重要任务.研究9%Ni钢的焊接技术就是当务之急,在分析该钢焊接性的基础上,合理连用焊接方法、焊材及焊接参数才可获得低温冲击韧性优良的焊接结构.     

9%Ni钢LNG低温储罐用埋弧焊焊接材料研制

针对LNG低温储罐用9%Ni钢母材,开展9%Ni钢配套的焊接材料和焊接工艺的研究工作。研制的埋弧焊丝HNi276及烧结焊剂SJ609,适用于交、直流电源两用的埋弧平焊和横焊焊接。结果表明,研制的埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609,其熔敷金属化学成分和各项性能均满足项目要求。新研制的镍基埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609与国外同类产品工艺性能及力学性能水平相当。     

9%Ni钢LNG低温储罐用埋弧焊焊接材料研制

针对LNG低温储罐用9%Ni钢母材,开展9%Ni钢配套的焊接材料和焊接工艺的研究工作。研制的埋弧焊丝HNi276及烧结焊剂SJ609,适用于交、直流电源两用的埋弧平焊和横焊焊接。结果表明,研制的埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609,其熔敷金属化学成分和各项性能均满足项目要求。新研制的镍基埋弧焊丝HNi276及焊剂SJ609与国外同类产品工艺性能及力学性能水平相当。     

液化天然气储罐用超低温9Ni钢的研究及应用

以真空冶炼 + 电渣重熔二步法制取镍合金焊芯,设计高碱度药皮形成复层梯度型熔渣,并研制出ENiCrMo-6深冷镍合金专用焊条. 对研制焊条熔敷金属和采用ENiCrMo-6型异质材料焊接9Ni钢接头的力学性能进行试验. 借助Acuteye高速摄像技术研究熔滴过渡及熔池流动特性,采用JSM-6360LV型扫描电子显微镜分析复层熔渣结构. 对焊缝和热影响区进行观察和分析以从不同角度探讨低温断裂行为. 结果表明,针对液态镍合金熔滴过渡颗粒粗大、流动性差、焊缝成形困难问题,通过药皮设计形成复层梯度型熔渣可有效解决焊缝成形. 焊缝组织中,抑制奥氏体柱状晶粗化、减小超低温条件下的塑性损伤是保证低温韧性的重要条件. 采用ENiCrMo-6型焊条焊接9Ni钢,其焊态热影响区过热对板条马氏体和逆变奥氏体相的影响并不显著. 通常情况下,焊接加热不致严重降低过热区中板条马氏体间残留逆变奥氏体相,从而对过热薄弱区低温韧性具有组织保证作用.     

LNG储罐9%Ni钢TIP-TIG立焊接头组织及性能

文中将新型TIP-TIG全自动焊技术用于液化天然气(LNG)储罐内罐的焊接,通过电子显微镜、能谱分析、X射线衍射等测试手段,对比研究了TT焊、SMAW焊接头显微组织、力学性能和低温冲击韧性。结果表明,TT焊接头具有强度高低温韧性好的优点,这主要归因于TT焊热输入小、焊接过程稳定、焊接工艺参数波动小,使得焊接接头成形良好、熔合比小,焊缝组织主要为晶粒细小的奥氏体,元素脱溶析出较少,析出相也是Mo含量较高的富Mo相,这种晶间析出相阻碍位错滑移,具有一定析出强化的作用,较少的析出相避免了因为夹杂物引起应力集中而形成孔洞形核,提高了接头韧性。随着该焊接方法自动化程度的提高,未来可替代SMAW成为LNG储罐立焊缝焊接新技术。创新点： 对比研究了TT焊、SMAW焊接接头的力学性能,TIP-TIG焊具有热输入量小、焊接过程稳定、接头成形好、熔合比小,焊缝晶粒细小的特点,使得TT焊接头具有强度高、低温韧性好的优点,可替代SMAW成为LNG储罐立焊缝焊接新技术。     

LNG储罐用06Ni9钢板生产工艺及控制措施

介绍了LNG储罐用06Ni9钢板的技术要求。针对生产中06Ni9钢板性能控制、表面质量控制及超极限规格轧制板形控制的难点问题,经试验及现场实践,提出了相应的控制措施,如优化化学成分设计、优化轧制工艺和热处理工艺,保证了钢板的性能;板坯表面喷涂专用防氧化涂料,并配合合理的除鳞工艺,保证了钢板的表面质量;优化坯料、辊型设计,改进模型参数,保证了极限规格钢板的板形质量。在此基础上,太钢成功开发出LNG工程用06Ni9钢板。     

LNG储罐用9Ni钢焊接接头的组织与性能

采用手工电弧焊、埋弧焊对9Ni钢板进行焊接,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）观察焊缝及热影响区的组织,通过拉伸、弯曲、冲击、硬度试验研究了焊接接头的力学性能。结果表明,两种焊接方法下焊缝组织主要由奥氏体和析出相组成,焊接热影响区组织主要为板条马氏体;焊缝的化学成分与母材匹配良好,焊接接头强度高、低温冲击性能和弯曲性能良好。     

镍基合金复合钢板的焊接

环化塔预热器壳体的设计材料是Hastelloy C-276、Monel 400两种镍基合金复合不锈钢板,焊接是制造这台设备的关键技术.通过分析镍基合金复合钢板的焊接特点,指出镍基合金复合钢板焊接的关键是控制基层根部焊接时,焊缝金属中不要熔入复层合金成分;复层堆焊后的合金成分接近或达到焊材的化学成分,满足耐蚀要求.采用台阶式坡口形式,是避免根部焊缝金属互熔的最好措施;控制焊接线能量的多层焊是保证堆焊复层耐蚀性的关键.     

16MnDR钢埋弧焊材的研制

简要介绍了埋弧焊焊接方法的特点、产生背景、发展概况,以及国内自主研发的-46℃低温用16MnDR钢的生产工艺流程及其焊接性;总结了市场上典型的配套焊接材料H10Mn2/SJ101,H08MnMoA/HJ350,H10Mn2/SJ101的冲击性能,富裕量低且不稳定。针对此现状,安泰科技股份有限公司独立研制出配套焊材H08Mn2DR/SJ603W,该产品焊接工艺性能良好,其熔敷金属的机械性能优异,具有较高的低温冲击性能,在实际产品上的应用效果良好。