不锈钢罐体焊接要点分析（一）

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一项水处理专业知识——不锈钢罐体焊接要点分析。

不锈钢罐体属于金属罐的一种，主要是用于储存食品、药品，并广泛的用于酒类和乳品的储存。不锈钢罐体之于其它材质的储罐在工业上的用途更加广泛。相比于其它材质的储罐，不锈钢罐体具备着耐腐蚀、密闭性好、沉淀性强以及好清洗等特点。

不锈钢罐体设备可分为单层储罐，真空储罐，夹套罐、保温罐等，一般为304或316L不锈钢材料制作，被广泛运用在食品、制药、酿酒、乳品、化工等工业领域上。

不锈钢作为一种常用的钢材，在化工及食品、制酒等领域已广泛应用，但应用在大规模的不锈钢罐体上还是不多。本文以不锈钢罐焊接为例，结合不锈钢罐体的焊接工艺方法，详细介绍了保证不锈钢储罐焊接时容易出现的角变形、晶间腐蚀、热裂纹等问题的方法。

一、概述

不锈钢焊接时易出现晶间腐蚀，因其导热系数小，焊接热影响区在450℃—850℃温度区停留时间长，易在晶界处形成铬的碳化物，其中铬来自晶粒的表层，而内部的铬来不及补充，造成晶粒表层含铬量不足，形成贫铬区域，在腐蚀严重的情况下贫铬区域优先腐蚀，这样就形成了热影响区晶间腐蚀。焊缝金属由于多层焊道施焊反复加热处于敏化温度的时间长，造成焊缝的晶间腐蚀。

由于导热系数小，线膨胀系数大，在焊接期降温区焊接接头承受较大的应力，其次焊缝组织易形成柱状晶体，有利于杂质偏析及晶间液态夹层形成，再次，镍与硫磷等杂质形成易熔共晶体，为此不锈钢易出现焊缝的热裂纹现象。由于不锈钢电阻是碳素钢的5倍，导热系数为碳素钢的1/3，线膨胀系数为碳素钢的1.5倍，再次相对于管材及其他小直径的容器，大型储罐曲率小，相同厚度时，其径向刚性小，容易产生焊接角变形。

二、常见问题解决措施

1、避免晶间腐蚀

引起晶间腐蚀的原因是复杂多样的，针对不锈钢罐体的施工特点，有效可行的方法有以下几点：

（1）选用超低碳或添加了钛和铌合金的焊条；

（2）采用小的焊接线能量，快速冷却，避免高温停留区；

（3）采用双面焊接方法，与介质接触的焊接面后焊。

选用超低碳或添加了钛和铌合金的焊条，利用钛和铌优先于铬与碳形成稳定的碳化物，从而阻止形成富铬碳化物，减少晶间腐蚀。但在母材不是超低碳不锈钢的情况时，采用超低碳或添加了钛和铌合金的焊条效果不是十分明显，因为熔合比的作用将会使母材向焊缝中增碳，达不道预期目的，反而造成浪费。

采用小的焊接线能量，快速冷却。两者的目的都是减少高温过热区及中温敏化区停留时间，减少Cr23C6扩散及沉淀形成所需要的时间。小的线能量可采用短电弧（不摆弧）、窄焊道、快速焊、小电流来实现，而层与层、道与道之间焊接时要控制好间隔温度，将温度控制在100℃以下。

采用水冷的方法，可以达到快速冷却，通过敏化区的目的，同时节省空冷时间，增加工效。水冷方法：采用海绵吸足水，将海绵敷在焊道及热影响区，水冷前勿需敲掉药皮，防止水蒸气侵入焊缝表层，待水冷却后药皮自行脱落。储罐内侧与介质接触，放在结尾焊接，焊后做酸洗钝化处理，增强耐腐蚀能力。

2、避免热裂纹

控制热裂纹的方法如下：

（1）使焊缝为A+F双相组织；

（2）控制焊缝金属Cr/Ni比大于2；

（3）控制P、S等杂质含量；

（4）控制合理的焊接工艺。

对于既定的板材焊接，前三个因素通过焊材的选择来控制。以0Cr18Ni9钢焊接为例，选用A102焊条主要成分（见下表）：

采用该种焊材，焊缝中F组织占百分之十，能溶解P、S等杂质，阻止低熔点共晶体形成网状，从而阻止裂纹扩展和延伸。Cr/Ni比大于2，P、S杂质含量低于母材，有利于避免热裂纹形成。制定合理的焊接工艺（见表二）。

储罐环缝焊接过程中，几乎没有热裂纹出现，而在立焊缝焊接过程中容易出现热裂纹。

主要原因如下：

首先，由于储罐施工立焊缝先焊接，其组对焊接应力远远大于环焊缝受的应力；

其次，横焊缝电弧连续，借助于电弧吹力，再加上横焊缝熔池流淌性好于立焊缝，能保证熔池内铁水饱满；

再次，因为立焊缝采用灭弧焊手法，收弧、引弧点多，点与点之间时间间隔难控制，容易形成弧坑热裂纹。

具体解决措施如下：

横焊时操作手法：少摆动，窄焊道，多道焊；短电弧，快速焊。焊条与行走方向成85°角。

立焊操作手法：灭弧焊，焊条与壁板成90°角，收弧时要慢，填满弧坑，成月牙型收弧。

控制好每次引弧、灭弧时间间隔，应保证上一次弧点变为暗红色前，进行下一点引弧焊接，否则容易在应力作用下出现热裂纹及弧坑裂纹；保证下一焊点压盖住上一焊点的3/4，即使上一焊点出现裂纹，进行下一焊点时也将其熔化；控制好运条角度及弧长，短电弧，电弧吹力小，再加上大的焊接角度能保证弧坑熔池内铁水，避免出现弧坑裂纹。

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