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浅析锅炉、压力容器的焊接材料选用

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  摘要:当前锅炉压力容器制造业发展水平越来越高,然而很多的焊接技术人员对焊接材料选择还存在一定问题,选用依据比较模糊。尤其是在小企业焊接中,材料代用问题比较普遍,文章就锅炉、压力容器的焊接材料选用进行分析。
  关键词:焊接材料 锅炉 压力容器 选材
  一、焊接材料选用的基本方法
  (一)焊接材料选用的依据
  进行选材时,需要有据可依,在满足产品使用性能基础上,对焊接材料选材需要从几个方面加以确定。第一,强度。第二,温度。第三,腐蚀性。第四,荷载性质。这些数据在压力容器中,需要根据设计图样,还有设计数据表中将其明确体现出来。这是锅炉的设计文件要求,一般在强度计算中都会有明确的说明。因此,在使用过程中,应该详细的阅读数据表,在掌握产品使用需求基础上,在进行焊接材料选择。
  (二)焊接材料选用方法
  第一,需要阅读相关的执行标准,掌握住母性材料性能,这个性能可以从低温性能、高温性能还有力学性能中进行把握。另外,还需要从化学成分着手,有必要的时候可以从其碳含量进行计算,这样可以为后期的焊接工艺提供依据。焊接材料都具备化学性质,物理性质。因此,可以从这个角度分析出材料的屈服强度、抗拉强度还厚相关的韧性,这样在选择材料时才可以做到合理选择焊接材料。进行焊接材料选择时,能够满足产品使用需求,可以不再考虑其他需求。一般这里强调的相近和匹配还有相同这是由概念区分的,匹配指的是焊接材料是属于专用的焊接材料,基于工艺焊接之后,可以得到和母材相似的性能。这是一种比较简单也是比较实用的方法之一。如果不太清楚母性材料性能,可以从《压力容器焊接规程》中进行查阅,这样就可以查看到焊接材料相关性能。“相近”也比较容易理解,指的是指熔敷金属中的化学性能,还有相应的化学成分,一般而言化学成分和力学性能比较类似,但是化学成分还存在偏差,这是比较难以控制的。因此,在母材选择中出现了多种焊接材料。焊接材料和母材基本一致。
  二、实践中的焊接材料的选用与代用
  (一)碳素钢、低合金高强度钢的焊接材料
  碳素钢、低合金这材料一般都是属于承载结构,在使用过程中不会出现腐蚀现象。当处于零下20度到零上435度范围内时,该高强度钢还可以发挥出超强的承载作用。当前,大量的焊接材料在该基础上进行选择,选择的焊接材料强度都比较强,而且还可以在合适的范围内实现等级升高。进行焊接时,需要注意一下几个问题。第一,需要充分考虑到厚度影响问题,当厚度达到一定需求时,因为焊缝受到多次的热循环,这样会使得强度逐渐降低。第二,进行热处理时,注意热处理带来的影响。当前的锅炉、压力容器进行热处理时,需要做好应力热处理工作,需要在温度上提升。加热同时会使得应力逐渐得到处理,同时也会降低焊缝的强度。第三,应力腐蚀应该满足需求。当前使用的很多材料都是强度高,价格低的材料。这些材料在投入使用时,可以提升设备运行效率,降低维修成本支出。但是,一些应力腐蚀工程,一般选择的是强度比较低的材料,这样可以有效的降低敏感性。还有一个关键问题,在进行材料选择时,应该做好碳控制工作,不应该选择强度比较大的焊接材料。
  (二)低合金耐热钢焊接材料的选用
  时常遇见的是低合金耐热钢的选择。一般在高温条件下,该材料具备一定的抗氧化能力,还有具备高温抗蠕变能。这是一种性能比较好的钢材,在低温使用基础上,可以适当加入一定的元素。像:15Mo,12CrMo,15CrMo,12CrlMoV等等,这样可以提升材料的性能。如何判断该钢材性能,需要根据相关钢材规定标准加以判断。从标准给定的数据进行入手,根据不同的耐热材料在不同的温度条件下改变可以判断出。对该钢材材料的选择,应该根据《压力容器焊接规程》标准选择,一般在该标准中都会有多种推荐,有大量的焊条表明,每一种规格都不一样。有的规格需要使用上自动焊丝,有的规格不需要。这样进行管理会显得比较困难。但是需要明确一些重点的焊条,像R307、焊丝H08CrMoVA是与15CrMo钢相匹配的焊接材料,这样比较常用或者功能比较齐全的焊接材料就应该牢记使用。在使用材料时,需要明确这些材料的使用性能,在低温环境下的表现,在高温环境的表现,这样在进行选择时,就可以做到高效选择。这样从整体上把握也不会出现选择偏差问题,而且整体的材料性能都得到了保障。举个例子,在12CrlMoV钢。该钢材可以同R307焊接材使用。但是这个使用是有条件规定的。第一,温度需要在550度之下。第二,需要对该焊缝进行强度计算,因为两种材料之间的强度差异还是存在的,虽然差异比较小,但是如果在高温条件下,这个差异就变得非常大,因此就这一点现实性能问题,在进行锅炉集箱使用时,就不能实现。一般而言,锅炉集箱有许多的管孔,为了对该管孔位置进行补强,可以适当的增加上一定的厚度。而且,在裂缝位置不能出现开孔问题,这样就可以获得更大的厚度余量。经过严格处理之后,可以对锅炉、压力容器焊接进行评价。而且,这个评定标准可以从材料的定义中得以确定,一般都会有几种材料定义类型,这不是一个组合,因此进行评定时是不能相互替代的。因此,可以不用考虑工件使用情况下,就可以对该钢材加以选择,这样的选择方式存在一定的危害。
  三、焊条酸碱性的选用原则
  焊接材料酸碱性的选用,碱性的焊条焊缝一般的熔敷金属的扩散氢含量低,但是该材料的坑裂性能非常好。在使用过程中,可以获得良好的冲击韧性,因此该被使用于焊接结构中。但是,在实际使用中焊接结构工艺性能比较差。主要是因为,焊接之前的清理工作没有做到位,相对的水、油、还有锈没有及时清理干净。这样便存在一定缺陷,在使用之前应该进行严格的烘干。一般这些材料的焊接难度都比较大,对技术人员要求比较高。酸性焊条抗裂性能相对差一些,而且冲韧性能也相对比较低。但是该焊条在使用中具备良好的工艺性能,因此需要对焊条进行清理,这个工作要求不高。
  结束语
  一些小型的或者是单件生产的企业技术人员而言,在进行材料选择时,应该充分考虑到材料的匹配性问题,在最优基础上进行选择。另外,还需要在注重产品的性能基础上,在保障产品质量前提上做好焊接材料工作,这样可以降低焊接成本,提升焊接效率。技术人员需要更新焊接知识,需要从自身出发提升作业能力。在进行材料选择时,才可以做到得心应手。
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