3Cr2W8V管件_熱壓管件_鍛制管件,哈氏合金C276管道焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行了數(shù)值模擬,獲得了殘余應(yīng)力和變形的分布規(guī)律,討論了線變化的影響,為哈氏合金C276的焊接提供參考依據(jù)。1有限元計算模型的建立1.1焊接工藝參數(shù)管道規(guī)格為76mm×5.49mm,坡口角度60°,三道焊,焊接方法為氬弧焊,焊條牌號ERNi-CrMo-4。采用兩種線Q1=310J/mm和Q2=550J/mm來分別進(jìn)行計算,速度均取為8cm/min。1.2材料熱物理性能以及力學(xué)性能為方便起見,假設(shè)焊材和母材熱物性近似相同。
應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生有兩個基本條件:一是材料對介質(zhì)具有一定的應(yīng)力腐蝕開裂性;二是存在足夠高的拉伸應(yīng)力。導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力既可來自工作應(yīng)力,也可緣于制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從減少腐蝕和拉伸應(yīng)力兩方面采取措施。盡量避免使用對應(yīng)力腐蝕的材料;設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計要力求合理,盡量減少應(yīng)力集中和積存腐蝕介質(zhì);在加工制造設(shè)備時,要注意殘余應(yīng)力。根據(jù)對美國FGD裝置中腐蝕部位和出現(xiàn)損壞的金屬部件的統(tǒng)計,點蝕和縫隙腐蝕約占失效事故的75以上。
我公司在寧波三菱PTA工程施工中,焊接哈氏合金管道320寸徑,大規(guī)格Φ273×12mm,介質(zhì)為腐蝕性較強(qiáng)PTA漿料,工作壓力14MPa,要求RT探傷100合格。2焊接性分析哈氏合金的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱系數(shù)要比低碳鋼低得多,而電阻率和膨脹率都比低碳鋼高得多,熔池流動性差,潤濕性差,穿透力小,熔深淺。所以,容易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋、未焊透、未等缺陷。容易產(chǎn)生氣孔:哈氏合金焊接前坡口處理不干凈,天氣潮濕,焊接過程中熔池保護(hù)不好,氫、氮等氣體容易滲入熔池。
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,固溶溫度過低會造成合金硬度偏高,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,在很短的時間通過敏化溫度區(qū)域,過飽和的碳來不及大量析出,貧鉻區(qū)來不及充分形成,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);
大氣中主要是含硫燃料(如煤、燃料油、石油焦碳等)燃燒的產(chǎn)物,而以燃燒化石燃料為基礎(chǔ)的火力發(fā)電廠是上大的SO2排放源之一。因此,控制火力發(fā)電廠設(shè)備的SO2排放以保護(hù)環(huán)境,必將在范圍內(nèi)的電力發(fā)展中進(jìn)一步的重視。煙氣脫硫技術(shù)是目前控制火力發(fā)電煙氣排平的主要技術(shù)之一[1-2]。煙氣脫硫(fluegasdesulfurigation,FGD)裝置中,吸收塔入口煙道的腐蝕在整個裝置中是嚴(yán)重的。
典型的C276合金的拉力試驗結(jié)果如表1所示。其材料是在1150℃退火,并以水急冷。表,C276在不同溫度下的力學(xué)性能試驗值溫度(℃)屈服強(qiáng)度口皿(MPa)抗拉強(qiáng)度qb(MPa)延伸率對C276合金進(jìn)行冷變形加工會使其強(qiáng)度增加。在對其進(jìn)行沖擊試驗時,V形槽沖擊試樣采用10mm厚的板材(板材要經(jīng)過退火處理),如果試樣是采用焊接的試樣,則在同樣的溫度范圍,它會顯示出一定的柔韌性,這是因為焊縫的原因。板材沖擊試驗結(jié)果如表2所示。表ZV形槽試樣沖擊試驗值試驗溫度(℃)。
美國SuperPower公司與LosAlamos實驗室的合作研究[13]中,在使用AFM測量SDP工藝的基底表面粗糙度時,分別使用了1,5和20μm3種掃描尺度。LosAlamos實驗室與韓國的合作研究[14]中,對非晶態(tài)氧化釔薄膜的表面粗糙度隨著薄膜層數(shù)的變化采用了5和50μm兩種掃描尺度分別進(jìn)行對照比較。日本ISTEC實驗室使用AFM測量對IBAD-MgO過渡層表面粗糙度的研究[15]中,也使用了20,100,500nm3種尺度進(jìn)行分別的對照比較來研究沉積時間的影響,這個研究中還引入了分形幾何來對表面粗糙度隨著掃描尺度的變化進(jìn)行了初步分析。
C-22的鉻、鉬、鎢含量經(jīng)過仔細(xì)的調(diào)整成為目前的水平,既耐氧化性酸腐蝕,又能滿足高溫穩(wěn)定性的需求。盡管這種合金在高氧化性環(huán)境中的耐蝕性比合金C-276和金C-4*,但它在強(qiáng)還原性環(huán)境中和在嚴(yán)重縫隙腐蝕條件下的表現(xiàn)就不如合金C-276和59因為合金C-276和59中都含有16的鉬。合金C-22常應(yīng)用于煙氣脫硫系統(tǒng)腐蝕環(huán)境及復(fù)雜的反應(yīng)器中。
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家,實現(xiàn)了化,我廠材料已達(dá)到了水平;
如要求在C276的焊縫中添加某些成分,象其它鎳基合金或不銹鋼,并且這些焊縫將暴露在腐蝕環(huán)境中時,則焊接所用的焊條或焊絲則要求有和母材金屬耐腐蝕相當(dāng)?shù)男阅堋?32固溶熱處理包括兩個過程:(1)在1040℃一1150℃加熱:(2)在2分鐘之內(nèi)快速冷卻至黑色狀態(tài)(4(X)℃左右),這樣處理后的材料有很好的耐蝕性能。因此僅對哈氏C276合金進(jìn)行應(yīng)力熱處理是無效的。在熱處理之前要清理合金表面的油污等可能在熱處理過程中產(chǎn)生碳元素的一切污垢。
近年來還出現(xiàn)了通過化學(xué)溶液法涂覆非晶態(tài)薄膜實現(xiàn)平整化(SDP)的研究[10]。表面粗糙度測量的常見方法包括探針輪廓儀、掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)和一些光學(xué)測量技術(shù)(如光截面顯微鏡、相位偏移干涉儀和白光干涉儀等)[11]。其中,在1986年被提出的AFM被認(rèn)為是為的測量方法之一[12],由于AFM能夠在原子尺度給出表面形貌的高分辨圖像,在代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的相關(guān)研究中被廣泛采用。