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学兔兔 Alloy20铁镍基合金焊接 中石油第二建设公司(兰州市 730060) 周光河 王益铭 摘要 分析了烷基化反应器工艺管线Alloy2~0的化学成分及其焊接性，选用了相应的焊接材料，制定了适当的 焊接工艺参数和现场施工措施，确保焊接接头满足要求，并成功应用在生产实践中。 关键词： Alloy20 焊接性分析 焊接工艺参数 中图分类号： TG455 液、氯气和含氯化物的各种介质、干燥氯气、甲酸和醋 0 前 言 酸、¨酸酐、海水和盐水等，成为理想的介质输送材料。 针对炼油厂烷基化装置工艺管线用材所使用的 1 焊接性分析 20 无缝钢管，因其设备在运行过程中，钢管焊缝处产生 裂纹，险些酿成严重后果。有关部门决定对其进行更 Alloy20(NS143／N08020)的焊接具有与奥氏体不 换，更换材质为Alloy20无缝钢管。 锈钢相类似的问题，即具有较高的热敏感性，气孔生成 Alloy20(NS1403／N08020)，又称20 合金，是一种 率较高，容易产生未融合、未焊透等缺陷。此外，铁镍 进口奥氏体铁镍基耐蚀合金，对氧化性和中等还原性 基合金钢还具有较高的焊接热裂纹倾向、焊接区域产 腐蚀有很好的抵抗能力，具有优异的抗应力腐蚀开裂 生晶问腐蚀倾向。由于铁镍合金具有较高的镍含量， 能力和好的耐局部腐蚀能力。在很多化工工艺介质中 液态镍流动性差，焊接时易产生未熔合。母材化学成 有令人满意的耐蚀特性，包括侵蚀性很强的无机酸溶 分及力学性能见表1及表2。 表1 Alloy20的化学成分(质量分数，％) 表2 Alloy20的力学性能 织应力小。 熔合区中碳扩散层的形成是由于珠光体钢含碳量 较高，合金元素少，而奥氏体钢却相反。在高温加热过 程中珠光体钢与奥氏体钢界面发生碳迁移，珠光体钢 一 侧形成脱碳层，奥氏体钢一侧形成增碳层，造成两侧 珠光体钢合金元素含量远不及奥氏体钢，熔池中 力学性能相差较大，引起应力集中。为阻碍碳化物的 的氧化还原反应会引起合金元素的烧损；焊接熔池边 形成，同时可以缩短焊缝高温停留时间，可以采用增加 缘，液态金属温度低、流动性差，熔化母材金属在熔池 奥氏体焊缝中镍含量的方法。 边缘上与填充金属不能实现很好地熔合，使得在靠近 焊缝中的残余应力是由于珠光体钢和奥氏体钢的 珠光体母材的狭窄区域内形成和焊缝金属内成分不 线膨胀系数相差较大引起的(珠光体钢与奥氏体钢的 同、宽度为0．2～0．6 mm的过渡层，离熔合线越近，珠 膨胀系数之比为14：17)，且奥氏体钢的导热能力差，仅 光体钢的稀释作用越强，特别是Cr，Ni，Mo等合金元素 为珠光体钢的50％，因此焊后在焊缝和熔合线附近产 的稀释 。焊接时考虑采用铬镍含量较高的焊条，改 生较大的焊接残余应力。在交变温度条件下，就可能 善异种钢熔合区质量，将不存在相变过程，接头各区组 出现熔合区珠光体钢侧热疲劳裂纹，使接头过早断