4J36鋼板的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),表1列出了HastelloyC系列合金的不同商業(yè)牌號(hào)對(duì)照。2材料性能2.1成分和力學(xué)性能HastelloyC系列合金是鎳-鉻-鉬固溶體合金,具有強(qiáng)度高、延展性好、硬度高和易發(fā)生加工硬化及中溫敏化的特性。表2[1]、表3[2]分別列出了合金的化學(xué)成分和力學(xué)性能。HastelloyC系列合金的合金化程度較高,以此來(lái)獲得優(yōu)異的耐蝕性能。Cr元素和Mo元素分別起到耐氧化性介質(zhì)和還原性介質(zhì)腐蝕的作用,并共同起到抵抗局部腐蝕(點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕)的作用;W或Nb的加入可以進(jìn)一步提高抵抗局部腐蝕的作用。
焊絲型號(hào)ERNiCrMo-4,其化學(xué)成分和力學(xué)性能如表3、表4所示。4焊接工藝4.1管道切割管道現(xiàn)場(chǎng)采用等離子或無(wú)碳砂輪片進(jìn)行切割,再用不銹鋼刷子和干抹布清理打磨后的粉末等雜物。4.2坡口加工焊接坡口采用機(jī)械加工的方法,但是機(jī)械加工會(huì)帶來(lái)加工硬化,所以進(jìn)行焊前打磨。坡口成V型,如圖1所示。圖1焊縫坡口4.3管道組對(duì)、打底焊接管道組對(duì)前,要將坡口表面及內(nèi)外兩側(cè)60~80mm范圍內(nèi)采用角向磨光機(jī)打磨去除氧化膜直至露出金屬光澤,用或酒精等溶劑擦洗后,再用不銹鋼鋼絲刷刷去清洗時(shí)殘留在工件表面的污物。
C276因其特殊的性能在火力發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫中被廣泛使用,但因哈氏合金C276為國(guó)外鋼材牌號(hào),國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)與其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,因此就其性能和焊接工藝加以總結(jié)和討論,對(duì)于同類工程類似項(xiàng)目的施工具有一定的應(yīng)用和參考價(jià)值?;ば袠I(yè)有各種各樣的化學(xué)介質(zhì),在不同的工藝環(huán)境下,它們表現(xiàn)出了不同程度的腐蝕性。而哈氏合金對(duì)多種惡劣的腐蝕環(huán)境都有優(yōu)異的抗腐蝕性能,是實(shí)現(xiàn)很多化工工藝*的材料。
1、純鎳:N5、N02201、Ni201、2.4068、Ni99.0LC、N6、N7、N02200、Ni200、2.4066、Ni99.0 。
2、蒙乃爾(Monel):N04400、N05500、Monel K500、國(guó)標(biāo):67Ni30Cu。
3、因科洛伊合金:N08800、Incoloy800、N08810、Incoloy800H、N08811、Incoloy800HT、N08825、Incoloy825、N08020、N08028、N08031 、Alloy31、Alloy28合金、Alloy20合金。
4、 因科奈爾合金:N07750、Inconel-X750合金、N07718、Inconel718合金、N06600、Inconel 600、N06601、Inconel601合金、N06690、Inconel690合金、Inconel600合金、N06600、N06625、Inconel625合金、ZRJWXTG。
5、哈氏合金:Hastelloy B-2、Hastelloy B-3、Hastelloy C-276、Hastelloy C-22、Hastelloy C-2000、Hastelloy G-30。
在熱處理過(guò)程中,由于碳和鉻、鉬等合金元素的擴(kuò)散速率不同,碳向晶界的擴(kuò)散速度大于鉻元素的擴(kuò)散速度,固溶溫度過(guò)低會(huì)造成合金硬度偏高,導(dǎo)致機(jī)械性能降低,固溶處理的目的是使鎳基合金在高溫下快速冷卻,在很短的時(shí)間通過(guò)敏化溫度區(qū)域,過(guò)飽和的碳來(lái)不及大量析出,貧鉻區(qū)來(lái)不及充分形成,使材料產(chǎn)出的晶間腐蝕敏感性降低,不充分的固溶會(huì)導(dǎo)致晶內(nèi)存在未溶碳化物聚集在原始晶界,使得晶界產(chǎn)生貧鉻區(qū);
次合格率為100,焊縫表面質(zhì)量檢查100達(dá)到合格要求哈氏合金C276管道的焊接工藝。哈氏合金C276應(yīng)用場(chǎng)合我公司承建的沙特拉比格2×660MW亞臨界燃油電廠地處沙特紅海海岸,機(jī)組設(shè)備所處氣候及環(huán)境腐蝕嚴(yán)重。以風(fēng)機(jī)為例,其輪轂材質(zhì)15MnV,強(qiáng)度級(jí)別等同Q390,屬于普通低合金高強(qiáng)度鋼,在現(xiàn)場(chǎng)工況下#1機(jī)組風(fēng)機(jī)輪轂機(jī)械磨損和介質(zhì)腐蝕嚴(yán)重。為解決此問(wèn)題,經(jīng)分析,#2機(jī)組采取如下改良技術(shù)方案:將3mm哈氏合金C276襯板滾型、曲型后包覆于風(fēng)機(jī)輪轂之上。
熱裂紋性高焊絲及材料本身表面雜質(zhì)在焊接過(guò)程中形成晶間液態(tài)膜殘留在晶界區(qū),由于收縮應(yīng)力的作用而開(kāi)裂,從而引發(fā)熱裂紋。(2)氣孔合金元素含量分配的特點(diǎn),決定合金固液相溫度間距小,流動(dòng)性偏低,在焊接快速冷卻凝固結(jié)晶條件下,極易產(chǎn)生氣孔。焊接時(shí),坡口表面油脂、氧化物、油漆等異物沒(méi)有清理干凈,或保護(hù)氣體種類不當(dāng)、純度不高、流量不合適等,則易產(chǎn)生焊接氣孔。(3)晶間腐蝕C276在敏化溫度600一1200℃之間停留時(shí)間,超過(guò)10分鐘,就會(huì)析出占相及M6C,產(chǎn)生晶間腐蝕。
哈氏合金的AFM測(cè)量結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步地討論討論,特別是比較電化學(xué)拋光和機(jī)械拋光在不同尺度下的作用區(qū)別。此外,在AFM測(cè)量結(jié)束之后,的圖像都會(huì)進(jìn)行flatten處理:該處理對(duì)每一條掃描線進(jìn)行小二乘法多項(xiàng)式擬合,再?gòu)膾呙杈€的原始數(shù)據(jù)中減去擬合結(jié)果,從而終的AFM圖像[18]。flatten處理將不需要的形貌去除,這些形貌一般是因?yàn)楸粶y(cè)量樣品放置時(shí)出現(xiàn)的傾斜和彎曲導(dǎo)致的。在flatten處理之后,AFM圖像中的細(xì)節(jié)將會(huì)變得更加明顯,特別是一些分散的小尺度形貌。
HastelloyC系列合金在不同溫度、濃度的單一介質(zhì)或混合介質(zhì)中的腐蝕數(shù)率如表4[1]所示。由表中可以看出高合金化的686、59、C-2000不僅耐蝕性有所提高,而且表現(xiàn)出比C-22、C-276更廣泛的適應(yīng)性。這些數(shù)據(jù)可以作為選材的依據(jù)。在均勻腐蝕的情況下,金屬的耐蝕能力是用其腐蝕速度來(lái)衡量的,常用等腐蝕速度曲線圖來(lái)比較不同金屬材料的耐均勻腐蝕的能力。曲線圖1[5]和圖2[5]表示了在腐蝕速度為0.51mm/a時(shí),環(huán)境溫度和介質(zhì)濃度對(duì)腐蝕的綜合影響。
Ni系,特性為耐熱,有良好的抗高溫氧化和耐氯離子斷裂性能,在高濃度氯化物中以及含有微量氯化物和氧的熱水和高溫水中,具有良好的耐腐蝕性能。在制造加熱器、換熱器、蒸發(fā)器、蒸餾塔以及脂肪酸處理用冷凝器等有這不可替代的作用,其焊接性能和機(jī)械性能良好,承受高溫及高壓性良好,國(guó)內(nèi)外消耗量巨大,合金的生產(chǎn)工藝使得合金材料出口歐美等國(guó)家,實(shí)現(xiàn)了化,我廠材料已達(dá)到了水平;
在外表面的焊縫區(qū),x向變形為收縮變形,在焊縫具有大值,然后逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔熳冃?離焊縫1cm處大,然后逐漸降低。在不同線下,Q2下的變形整體稍大于Q1下的變形。從圖8可見(jiàn),在內(nèi)表面的焊縫及近縫區(qū),x向變形為拉伸變形,在焊縫具有大值,然后逐漸降低,離焊縫3cm處轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的收縮變形。在不同線下,Q2下的變形整體稍大于Q1下的變形。從圖9、10可見(jiàn),y向變形在內(nèi)外表面的分布具有相似性,均表現(xiàn)為拉伸變形;在焊縫區(qū)具有大值。
代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線可以用于制造各種節(jié)能的發(fā)電、輸配電和用電設(shè)備,具有廣闊的應(yīng)用前景[1],因此其制備產(chǎn)業(yè)化受到了各國(guó)的廣泛重視。代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線是在金屬基底(一般采用具有諸多優(yōu)良性能[2]的鎳基合金)上采用多層覆膜的工藝生產(chǎn)的,所以又被稱為涂層導(dǎo)體。離子束輔助沉積(IBAD)技術(shù)路線是目前在上為主流的制備路線之一,在IBAD技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了長(zhǎng)帶快速生產(chǎn)的階段之后,以日本Fujikura公司、美國(guó)SuperPower公司為代表的研發(fā)單位都使用了哈氏合金HastelloyC276作為金屬基底。