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小議藥芯焊絲電弧焊與承壓設(shè)備

欄目:行業(yè)知識(shí) 發(fā)布時(shí)間:2023-07-28
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問(wèn):有什么標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定疲勞壓力容器不能使用氣保焊藥性焊絲?
答:不是所有的容器都限制使用藥芯焊絲,部分類(lèi)型的壓力容器不推薦使用藥芯焊絲基于一些客觀(guān)存在的問(wèn)題,爭(zhēng)議也比較大。

1、藥芯焊絲電弧焊描述

藥芯焊絲電弧焊使用連續(xù)送絲的方式于焊絲和母材之間建立電弧并進(jìn)行焊接的焊接方法。常用類(lèi)型有自保護(hù)型,外加保護(hù)氣型和金屬粉型。本文將對(duì)藥芯焊絲電弧焊在部分工況被限制使用的可能的原因以及標(biāo)準(zhǔn)/文獻(xiàn)條款進(jìn)行描述。

2、優(yōu)點(diǎn)描述

與手工焊條電弧焊或非熔化極鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊相比,藥芯焊絲電弧焊由于連續(xù)送絲具有更高的熔敷效率;
與非熔化極鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊或熔化極氣體保護(hù)電弧焊(實(shí)心焊絲)相比,藥芯焊絲電弧焊由于焊藥的作用對(duì)母材表面清潔狀態(tài)耐受度高,且在需求單面焊雙面成型的工況有優(yōu)勢(shì)。
與熔化極氣體保護(hù)電弧焊(實(shí)心焊絲)相比,藥芯焊絲電弧焊可通過(guò)改變藥芯粉料來(lái)滿(mǎn)足不同需求且在一些高合金需求的領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì);
藥芯焊絲電弧焊本身可適用于全位置焊接,可用于厚材焊接,熔深大,成型好,能效高,綜合成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)。

3、局限描述:

由于藥芯焊絲特有的制造過(guò)程,混粉和加粉過(guò)程中可能存在的不穩(wěn)定的情況可能導(dǎo)致局部粉料不均勻或局部斷粉;
有縫的藥芯焊絲在包裝打開(kāi)之后可吸潮,而常用的標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)下文)中部分標(biāo)準(zhǔn)條款中的氫含量指標(biāo)基于剛從包裝中取出的情況,而實(shí)際工況中對(duì)于焊材領(lǐng)用后的時(shí)限管理,再烘干等若未得到規(guī)范實(shí)施則可能導(dǎo)致熔敷金屬氫含量偏離預(yù)期。而去除焊絲端部這一措施并不能完全解決此問(wèn)題;
有縫的藥芯焊絲盤(pán)可能出現(xiàn)焊絲扭轉(zhuǎn)以及由于扭轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的局部漏粉,且此問(wèn)題在使用中可能被忽略而導(dǎo)致在焊接過(guò)程中尤其是高合金焊接的過(guò)程中導(dǎo)致熔敷金屬成分及性能偏離預(yù)期;
藥芯焊絲渣系堿性的要求可能仍未完全公認(rèn)的解決,市場(chǎng)信心仍在逐步建立。

4、標(biāo)準(zhǔn)/資料引用:

在不同的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于不同材質(zhì)的母材以及服役工況的設(shè)備采用藥芯焊絲電弧焊存在不同要求或描述。
如NB/T 47015-2011(見(jiàn)本文圖1)未采用藥芯焊絲,其釋義為本標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有采用藥芯焊絲,這是因?yàn)槟壳斑€沒(méi)有成熟的適用于鍋爐壓力容器藥芯焊絲藥芯焊絲渣系,對(duì)藥芯粉料的均勻性、熔敷金屬化學(xué)成分、力學(xué)性能的穩(wěn)定性都沒(méi)有達(dá)到以用于壓力容器焊材的水平。此系列標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47018.3-2011未見(jiàn)采用藥芯焊絲(見(jiàn)本文圖2至圖3)。


圖1:截圖來(lái)自NB/T 47015-2011 <壓力容器焊接規(guī)程>

圖2:截圖來(lái)自NB/T 47018.3-2011 <承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件 第3部分:氣體保護(hù)電弧焊鋼焊絲和填充絲>

圖3:截圖來(lái)自NB/T 47018.3-2011 <承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件 第3部分:氣體保護(hù)電弧焊鋼焊絲和填充絲>

NB/T 47065.1-2018排除使用藥芯焊絲(見(jiàn)本文圖4)。

 圖4:截圖來(lái)自NB/T 47065.1-2018 <容器支座 第1部分:鞍式支座>

API RP 582-2016對(duì)藥芯焊絲的使用做限制和說(shuō)明,其中對(duì)自保護(hù)和外保護(hù)藥芯焊絲分別予以說(shuō)明,以及備注了合金添加量的微小變化會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生重大影響。(見(jiàn)本文圖5至圖6)。

圖5:截圖來(lái)自API RP 582-2016  <Welding Guidelines for the Chemical, Oil, and Gas Industries>

圖6:截圖來(lái)自API RP 582-2016  <Welding Guidelines for the Chemical, Oil, and Gas Industries>

BS EN ISO 17634-2015對(duì)熔敷金屬氫含量進(jìn)行了進(jìn)一步說(shuō)明,大意包括:對(duì)于該標(biāo)準(zhǔn)中的氫含量,制造商應(yīng)聲明其對(duì)儲(chǔ)存條件,電流,電弧電壓,干伸長(zhǎng),極性和保護(hù)氣體進(jìn)行要求維持在限制內(nèi)(見(jiàn)本文圖7)。

圖7:截圖來(lái)自BS EN ISO 17634-2015  <Welding consumables —Tubular cored electrodes for gas shielded metal arc welding of creep-resisting steels —Classification>


AWS A5.20/A5.20M:2005條款聲明按照該標(biāo)準(zhǔn)的氫含量試驗(yàn)應(yīng)由未打開(kāi)包裝的焊絲進(jìn)行。焊接注意事項(xiàng)的描述大意包括:生產(chǎn)中的條件和工藝可能與本標(biāo)準(zhǔn)中的存在區(qū)別,這些區(qū)別可能導(dǎo)致焊縫金屬的性能不同,這種不同可大可?。ㄒ?jiàn)本文圖8至圖9)。

圖8:截圖來(lái)自AWS A5.20/A5.20M:2005  <Specification for Carbon Steel Electrodes for Flux Cored Arc Welding> 



圖9:截圖來(lái)自AWS A5.20/A5.20M:2005  <Specification for Carbon Steel Electrodes for Flux Cored Arc Welding>


核電領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)NBT 25085-2018中適用焊接方法包括藥芯焊絲而對(duì)承壓管道及壓力容器等設(shè)備構(gòu)件的推薦焊接方法中未包括藥芯焊絲(見(jiàn)本文圖10至圖12)。

 圖10:截圖來(lái)自NBT 25085-2018  <核電廠(chǎng)常規(guī)島焊接技術(shù)規(guī)程> 

 圖11:截圖來(lái)自NBT 25085-2018  <核電廠(chǎng)常規(guī)島焊接技術(shù)規(guī)程> 

 圖12:截圖來(lái)自NBT 25085-2018  <核電廠(chǎng)常規(guī)島焊接技術(shù)規(guī)程>

5、結(jié)束語(yǔ)

由于藥芯焊絲現(xiàn)狀客觀(guān)存在可能斷粉,吸潮,渣系等問(wèn)題未完全公認(rèn)的解決,對(duì)于特定服役條件可能被要求保守處理而限制其應(yīng)用。但藥芯焊絲所具備的顯著優(yōu)勢(shì)也是其用量占焊材總量穩(wěn)步提高的原因,藥芯焊絲在等級(jí),規(guī)格,應(yīng)用領(lǐng)域具有的發(fā)展空間前景可觀(guān)。
藥芯焊絲用于壓力容器有失效案例歷歷在目,也有成功案例比比皆是,這并不是這一種焊接方法所獨(dú)有的。有些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其禁止使用,但也有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其帶限制的使用或無(wú)限制的使用。就壓力容器一詞的范疇,也有若干定義,是廣義上的壓力容器還是某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中指定定義的壓力容器也需區(qū)分。此外服役工況之用還可能涉及是否低溫,強(qiáng)度等級(jí),等參數(shù)。
至于在特定的項(xiàng)目中是否可以應(yīng)用此焊接方法則需要結(jié)合合同,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)以及甲乙方協(xié)商一致的技術(shù)要求來(lái)執(zhí)行,不宜一概而論。




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