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鎳基焊條,國產品牌真的比國外差嗎?有人做了試驗對比

1. 主要產品和常用焊材

 

我公司為石油化工、煤化工建設單位,主要焊接方法包括焊條電弧焊、氬弧焊、熔化極氣保焊及埋弧焊等。主要焊接材料也是圍繞著這些焊接方法的選用焊條、焊絲。

 

隨著石油化工的深加工,高溫、高壓及劇毒等介質設備、管道需要耐腐蝕效果更好的材料投入使用。同時,海洋工程、脫硫裝置及廢水處理等眾多領域中,鎳基合金得到推廣應用。但鎳基合金材料在焊接時,鎳合金導熱性差、金屬潤濕性差、焊縫較難成形,這些特性造成其焊接難度很高。

 

2. 鎳基焊條在工程中的選用

 

我公司承建的某煤化工項目中費托合成反應器內集合管要求采用鎳基焊接材料進行焊接。焊接工藝確定后,為了控制成本,首先采用價格低廉的某國產牌號鎳基材料進行管道焊接。鎳基焊絲ERNiCr—3鎢極氬弧焊操作性良好,但焊條ENiCrFe—3在仰焊位置焊接時,在4點至8點位置反復出現氣孔,在返修焊接過程中,氣孔重復出現,特別是在仰焊部位操作性更差,出現氣孔幾率更大。并且在收弧處經常出現收弧裂紋,焊接質量非常不穩定。

 

經和項目部質檢人員、焊工交流,并到檢測探傷處查看探傷底片。通過RT探傷底片分析,平焊、立焊部位沒有出現大面積氣孔缺陷,僅是仰焊部位出現了大面積氣孔缺陷。經過分析,此國產品牌鎳基焊材存在先天缺陷,不適宜仰焊焊接,是造成焊縫大面積產生氣孔的直接原因。

 

經過調研,決定采用進口鎳基焊條進行焊接。美國SMC公司產鎳基焊條ENiCrFe—3,焊工反應焊接操作性較差,熔池鐵液脫渣性較差,且容易粘條。考慮試焊時現場條件復雜,焊縫質量風險較大,不建議使用。

 

選用英國曼徹特產鎳基焊條ENiCrFe—3施焊時,焊工反應操作性良好,熔池鐵液脫渣性較好,且不易粘條,焊縫經拍片合格率較高。因此最終采用英國曼徹特產焊條焊接φ508mm×30mm管口48個,合格率98%,達到了設計標準。

 

3. 國內外鎳基焊條對比試驗

 

鑒于公司對鎳基材料的施工越來越多,我們對國內和國外進口的4種鎳基焊條進行了管道對接焊縫的對比性試驗。管道材質采用TP304,規格φ168mm×12mm×300mm,焊接方法為GTAW+SMAW,焊接位置水平固定5G。

 

(1)國產A品牌牌號鎳基焊條 由于該焊條為酸性渣,鐵液和熔渣流動性好,在仰焊位置鐵液容易堆積,所以在仰焊位置不宜采用連弧焊接,宜采用滅弧焊方法操作。焊條脫渣性能差,表面的熔渣需認真修磨,否則焊縫表面易夾雜熔渣。

 

(2)國產B品牌鎳基焊條 該焊條為堿性渣,鐵液和熔渣流動性差,填充、蓋面焊接宜采用連弧焊。脫渣性能較好,焊縫表面較為光滑,焊后表面光亮無藥皮殘留。

 

(3)進口C品牌鎳基焊條 為堿性渣,鐵液和熔渣流動性好,填充、蓋面焊接宜采用連弧焊。焊條焊接時脫渣性能好,焊后表面光亮無焊藥殘留。適用全位置焊易操作,電流適應性較低。

 

(4)進口D品牌鎳基焊條 該焊條屬于堿性渣系,外形完整做工美觀。填充、蓋面焊接宜采用連弧焊,電弧有很高的挺度、鐵液流動性稍差,電弧穩定性較好不易粘焊條,焊接時端部套筒保護較深易操作,熔深為1~2mm,熔寬適中,焊后表面光滑、無明顯藥皮殘留,連弧焊焊道飽滿成形美觀,無氣孔、收弧裂紋、縮孔,適用全位置焊,易操作,電流適應性較低。國內外鎳基焊條焊接時端部套筒對比如圖1所示。

 

 

檢測公司RT探傷結果對比: ①國產A品牌、B品牌鎳基焊條完成焊縫經檢測公司RT探傷,在4~6~8點的仰焊位置出現大面積的密集性氣孔,判定為不合格。②進口C品牌鎳基焊條完成焊縫經檢測公司RT探傷,同樣發現在4~6~8點位置有少量氣孔,氣孔成分散狀,但與以上兩種國產鎳基焊條相比要少得多,判定為合格。③進口D品牌焊條焊縫RT探傷無氣孔,探傷合格(見圖2)。

 

 

 

4. 結果和建議

 

本次鎳基焊條焊接試驗共進行了焊條外觀檢測對比、焊條焊接復驗對比、管材對接焊縫焊接操作性對比及RT探傷對比等。由于國產焊材RT探傷時,焊縫中局部布滿氣孔,所以后續的力學性能等試驗沒有進行。

 

通過對比,目前國產鎳基焊條生產技術還在起步階段,國產鎳基焊條在化學成分、力學性能上和國外焊材相比區別不大,但是焊接操作性能和國外焊材相比還有一定差距。主要表現在焊條脫渣性差、電弧不穩定、熔渣對熔池保護不佳、電流適應性差,難以適應全位置焊接,特別是仰焊位置焊接時,會因出現局部大面積氣孔缺陷而造成焊縫返修。此結論通過公司內幾個項目的施工,得到驗證。

 

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