9Ni耐磨板是w(Ni)为8.5%~9.5%的低碳马氏体型低温用耐磨板,是一种用于制造LNG储罐的优异材料。9Ni耐磨板焊接时,宜采用小线能量, 多层多道焊,焊前不需预热,但需控制层间温度在100 ℃以下。具体工艺是:
1、焊接方法
目前, 9Ni耐磨板可采用的焊接方法主要是:焊条电弧焊(SMAW),埋弧焊(SAW)。
2、焊接材料
为获得性能优越的焊接接头,保证焊缝具有与9Ni耐磨板相适应的低温韧性,焊接生产中需采用合适的焊接材料,按Ni的质量分数分为:
1)60%以上的Ni 基型(Ni-Cr-Mo 系合金);
2)40%的Fe-Ni 基型(Fe-Ni-Cr 系合金)。这两类焊材是焊接9Ni 钢的最合适选择。
3、焊接电流
为避免磁偏吹,最好采用交流方波焊接电源,并配合交流焊接的镍基合金焊条。
4、焊前清理及坡口加工
焊接前,采用有机溶剂清洗或打磨的方法,对焊接坡口表面进行清理,保证坡口表面及其附近区域没有氧化皮、油污、水分和有机物等杂质。
坡口加工:通常采用X 形和Y 形坡口。由于大型LNG储罐的9Ni 钢内壁钢板厚度为10~36 mm,厚度的跨度比较大,因此,开坡口时,较薄的钢板采用单边V 形(Y 形)坡口,较厚的钢板采用X形坡口。
5、预热温度、层间温度和焊接热输入
预热温度,层间温度和焊接热输入会直接影响钢材焊后的冷却速度。冷却速度越慢, 晶粒长大越显著,导致低温韧性下降,故9Ni耐磨板在焊前一般不需要预热,且应控制层间温度在100 ℃以下, 焊接热输入应控制在7~35 kJ/cm 之间。
对板厚超过8mm的9Ni耐磨板,焊接时尽量采用多层多道焊,避免单道焊。研究表明,小线能量(15 kJ/cm)单道热循环CGHAZ 的低温(-196 ℃)冲击功比较低,经过800 ℃或900 ℃二次热循环后,低温冲击功明显提高,三次热循环还能进一步改善CGHAZ的低温韧性。在实际操作中, 还要认真做好层间清理工作,确保无熔渣等杂质,然后再进行下一层的焊接。
6、焊接检测
9Ni耐磨板焊接检测方法常用的是无损检测。无损检测主要包括射线检测、超声波检测及渗透检测。焊缝的内部缺陷主要通过射线检测和超声波检测检测,焊缝的表面缺陷主要是通过渗透检测检测。