王威 张利晨
天津中际装备制造有限公司 天津 300452
摘要：不锈钢在工程领域用途广泛，针对不同的服役环境，开发出了多种类型的不锈钢，按组织状态分为：奥氏体、马氏体、铁素体、双相不锈钢等。目前海上采油平台使用最多的不锈钢是奥氏体不锈钢，根据流体介质的不同有时会采用双相不锈钢。
关键词：不锈钢焊接；防腐；质量控制
引言
生活中人们大量用到了不锈钢材料，在重工业和企业中不锈钢材料的使用也是非常多的。在焊接不锈钢的时候，常常会出现焊接变形的问题，要想避免这种情况，采取措施是必须的，为了更好地使焊接的质量得以提高，对焊接工艺必须进行技术上的创新和变革。
1不锈钢焊接的特点
1.1过渡层
焊接工艺的参数选择十分重要，因为一个正确合理的参数，能够避免使复层参入其他元素，使过渡层的焊接结果更好，进而有效控制管道的强度。如果选择的焊接工艺不合理，导致复层的金属塑性和抗腐蚀性降低。在过渡层焊接工作时，常选择以铬元素发挥作用的奥氏体型不锈钢材料，因为奥氏体型不锈钢比较容易焊接且具有较高的韧性，同时，为了增强焊接部位的抗裂性，还会在焊接过程中加一些铁元素，从而提高不锈钢的质量。除此之外，在进行复层与基层的焊接时，要选择抗逆程度较小的层面，因为这样能降低焊接部位稀释的情况发生的概率，保证过渡层所需强度足够。
1.2基层、复层
一般情况下，对基层和复层的焊接应该是和整体的焊接分开进行的，作为焊接工程的一个独立部分，专门对其进行焊接，从而保障不锈钢管道的性能。选择与基层材质相合的焊条或者焊丝进行基层之间的焊接工作能够减少对管道性能的损耗。复层与复层之间的焊接也是一样，选择相合的焊条或焊丝总是事半功倍的。一般来说，基层和基层之间的焊接，复层和复层之间的焊接属于施工方法比较简单的，因而在不锈钢焊接工程中这一环节的焊接工作质量最容易控制。
1.3过渡区组织
过渡区包含基层和复层的结构分子，所以既有基层结构分子的性质也有复层结构分子的性质。在焊接过程中，常常会出现接头处碳扩散以及合金烧毁的现象。这是由于在过渡区组织焊接的过程中选择的焊条或焊丝参数不符合基层或者复层的焊接要求，在焊条进行焊接时容易过热，烧红，使过渡区电流过大，而复层的抗腐蚀性强度与电流有关，电流增加容易造成焊缝保护不良，使复层复层强度降低，抗腐蚀性达不到预期要求，从而对不锈钢管道的质量产生不良影响。因此过渡区的焊接主要需要注意在进行焊接施工时选择与基层或复层相合的材料，尤其要选择电流小的焊接材料。
2不锈钢的防腐原理
不锈钢的耐蚀性随着碳含量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最多不超过1.2%，不锈钢的主要合金元素是铬，只有当铬含量达到一定值时，不锈钢才具有耐蚀性，因此不锈钢中鉻含量至少为10.5%，只有这样才能在表面形成一层含鉻钝化膜抵抗大气的腐蚀。不锈钢中还含有很多其它合金元素，如钼可以提高不锈钢的抗点蚀能力，氮可以提高不锈钢的耐缝隙腐蚀的能力，镍可以延缓不锈钢中有害金属间相的形成。作为使用方，在进行货物验收时需核查证书和产品外观，必要时可进行化学微量元素分析，以保障不锈钢的到货质量。
3不锈钢焊前质量控制措施
3.1确定合适的焊接材料
不锈钢管的材料一般有两种类型即含钼和不含钼。这两种材料由于所含化学成分不同，所以对高温及高压的承受能力不同。通常，Cr-Ni-Mo系列的性能较好。若想提高不锈钢管的抗腐蚀能力，可以选择含有钼的超低碳不锈钢材料。为了提高材料的防辐射能力，尽量降低材料中铜的含量。
3.2焊接工艺的选择
首先就是要根据不同的材料选择不同的焊接工艺，材料中所含成分不同，相同的焊接工艺产生的效果也是不同的。奥氏不锈钢的焊接性能比较好，施工容易，而且焊接的接头的柔软性好。所以为了防止焊接过程中管道的变形，一定要选择合适的焊接工艺。
3.3不锈钢焊前质量控制
不锈钢焊接前应清除焊道周围的油脂、污垢、灰尘、油漆等，任何形式的水分都会对不锈钢的耐蚀性和力学性能产生不利影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不锈钢坡口的制备应符合相关工艺要求，坡口周围的毛刺应去除，打磨均匀光滑；等离子切割的不锈钢应去除表面的萃硬层，不锈钢最好是切削加工以保障坡口的均匀性。不锈钢不同于大多数碳钢，焊前预热可能对不锈钢是有害的，当出现湿气冷凝的时候，对不锈钢进行焊前预热可能是有益的，预热应遵循已批准的焊接工艺。
3.4焊接电流的控制
擅自加大焊接电流将对管道焊接工程埋下安全隐患，过大的焊接电流将对焊缝质量、焊缝接头性能、焊条的融化速度及母材的熔深等产生影响。具体来说就是焊接的电路偏大，导致焊条的药皮过热，烧毁有效保护成分，引发焊缝问题，如出现气孔、夹渣等。此外，母材金属坡口两侧的咬边和烧穿问题也有可能是焊接电流过大造成的。但是焊接电流过小也会使母材金属无法充分加热而出现夹渣及未焊透的问题。所以在不锈钢管道焊接工程中电流的管控十分重要。
3.5对管道焊接的合理控制
通过信息化技术，对实际焊接施工中的各种主客观因素进行科学分析，有利于充分发挥焊接在管道工程中的作用。此外，石油化工管道焊接的施工质量也能通过信息化技术来构建更加完善的质量管控系统进行科学管理。对于焊接施工人员也要严格要求，定期开展培训，并实行绩效评比等等，提高焊接人员的专业素养，并培养他们的责任意识。
3.6不锈钢焊后处理的质量控制
不锈钢的焊后清理很重要，如未做适当的清理，可在比母材低得多的温度下或腐蚀性弱得多的环境中失效。焊接飞溅物、焊接氧化色、起弧点和咬边在水溶性环境中，可能具有不同于不锈钢表面的电位，因此可能发生电化学反应，消除这些对保护性钝化膜有破坏作用的缺陷非常重要。杂物的清理方法包括机械清理、化学清理，常用硝酸进行化学处理，硝酸可溶解不锈钢表面的铁离子，但不会侵蚀不锈钢和钝化膜保护层。飞溅、焊接氧化色等的清除，应用精磨不锈钢丝刷清除，粗磨不利于不锈钢的防腐，因其易形成沉积杂物，形成缝隙。
不锈钢由于服役环境、制作缺陷等，可能存在点蚀的风险，点蚀往往会快速穿透管壁造成泄漏，因此表面涂装是很有必要的。涂装之前需进行扫砂处理，常用标准是SSPC-SP7，扫砂可产生轻微的粗糙度，但也可能造成不锈钢表面钝化膜的损坏，从而产生表面游离的亚铁离子，亚铁离子会在涂层下产生腐蚀电池，从而造成涂层缺陷。因此在涂装前需进行亚铁离子的检测，具体检验方法为：用1克铁氰化钾K3[Fe（CN）6]加3毫升65%~85%浓度的硝酸HNO3和100毫升去离子水配制成溶液（宜现用现配）。用滤纸浸渍溶液后，贴附于待测不锈钢表面或直接将溶液滴涂于表面，30秒内观察显现蓝点情况。有蓝点意味着表面存在亚铁离子，钝化膜不完整。检验完成后将表面上的试验液体冲洗干净，如果不锈钢表面的钝化膜被大量破坏，需进行酸洗钝化，以达到消除亚铁离子的目的。
4对不锈钢焊接和防腐施工进行质量管控的意义
不锈钢焊接和防腐工程对技术的要求很高，所以很容易出现问题。比如缺乏对焊接和防腐材料科学认识的焊接和防腐人员偷偷采用大电流进行焊接和防腐，焊条焊丝等焊接和防腐材料的选择不当，或者焊接人员焊接和防腐技术不达标，焊接和防腐过程不规范，这些都会影响管道焊接和防腐的质量，从而影响的质量，导致寿命缩短，即焊接和防腐工程质量不达标，对实施此焊接和防腐工程的相关公司及焊接和防腐工作人员也会产生一些不良影响。所以加强对不锈钢焊接和防腐的工程质量管理工作是十分有必要的，保证焊接和防腐过程的合理性，规范性，能有效提高焊接和防腐不锈钢的质量和安全，还能减少施工企业的成本投入。至于不锈钢焊接和防腐施工的质量监测及管控，主要包括的防渗水能力、抗腐蚀能力，抗磨损能力等。同时高质量的不锈钢施工同时也是相关企业稳定发展的基础。
结语
本论文主要介绍了不锈钢的焊接特性，焊接过程中的质量控制难点，分析了焊接部分缺陷产生的原因，提出了相关的解决措施；同时对不锈钢的腐蚀与防护做了较深入的探讨，针对晶间腐蚀和点蚀产生的原因进行了分析。通过对不锈钢焊接和防腐的研究，能够更好地提升焊接及防腐的质量控制工作，避免质量问题发生。
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论文作者:王威,张利晨
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/6
标签：不锈钢论文; 亚铁论文; 电流论文; 焊条论文; 基层论文; 管道论文; 表面论文; 《防护工程》2018年第25期论文;