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  • 复合钢管中镍基合金喷焊层对焊缝裂纹敏感性的影响在石油系统及其他腐蚀环境恶劣情况下，传统的涂层防护方法是有机涂层防护，但是有机涂层存在易老化、不耐高温等缺点，利用火焰喷熔玻璃釉料在管道内外壁上制备玻璃涂层的防腐工艺是目*项新技术，镍基合金钢供应，防腐效果相当好。

    但是焊接时玻璃釉层由于脆性大、塑韧性差，焊缝附近的玻璃釉层会在焊接热循环的作用下出现脱落、开裂等缺陷。

    就失去了防护作用。

    石油大学(华东)曾提出“一种取代金属焊后防腐处理的焊接方法”(详细情况请参阅该项*，*申请号97106107)。

    即，先在碳管道上喷焊一层镍基合金，采用THL焊条焊接带镍基合金喷焊层的碳钢管道，这相当于复合钢板的焊接。

    焊接时要求THL焊缝金属和喷焊层连成一体构成对整个碳钢管道的防护层，如图1所示。

    这样，镍基合金喷焊层会部分重熔与焊缝金属混合。

    其中的各种成分(Ni，B，Si等)将会分布到焊缝中使焊缝的组织性能发生变化。

    本*采用模拟实际焊接情况，研究了镍基合金喷焊层的厚度对焊缝热裂纹敏感性的影响。

    为完善此工艺、解决油田管道焊接接头防护问题打下了基础。

    1、试验方法与材料1.1试样的制备   实验材料为Q235钢板，供货状态为热轧，试块下料采用剪板机剪切，坡口的加工为铣削加工。

    试件试验前对待用面进行砂轮打磨除锈处理。

    1.2制备喷焊层    先将试块坡口背面离板边约20 mm范围内的锈蚀用电动砂轮打磨干净。

    再采用氧-乙1炔火焰喷焊的方法制备一层镍基合金层。

    喷焊层原始粉末成分见表2。

    喷焊层的范围如图2中的阴影部分所示，喷焊在室外操作，喷焊工具为喷*，工艺参数如下:氧气压力为0.5MPa，乙1炔压力为0.05 MPa，喷焊距离为100mm±20mm。

    所得的喷焊层厚度为3个级别:0. 3～0.5 mm，0.6～0. 8 mm，1.0 mm以上。

    喷焊前，烘干喷焊粉末，山东镍基合金钢，烘干温度100℃，烘干时间5 h，镍基合金钢价格，采用CGT-10型覆层测厚仪测量喷焊层的厚度，并用手持电动砂轮磨光机进行校正。

    1.3焊接材料 焊条选用THL型奥氏体不锈钢耐蚀焊条，镍基合金钢公司，焊条直径为3.2mm，试验之前，焊条进行烘干处理，烘干温度350℃，烘干时间5h。

    1.4试样的焊接 因为喷瓷管道的焊接接头要承受较大的拘束应力，为了接近实际情况，该实验采用模拟小铁研实验的焊接方式，两边焊接拘束焊缝，中间焊接试验焊缝。

    制备了喷焊层的试样经过处理后进行焊接。

    焊前处理主要包括:坡口的打磨清洁，试样两端拘束焊缝部位坡口背面的打磨清洁。

    试样的焊接采用交流电焊机手工焊接。

       先焊接两端的拘束焊缝，拘束焊缝选用J507焊条。

    要求拘束焊缝冷却之后焊缝间隙为3.0mm以内，并且通过反变形处理使两试块基本在同一平面内。

    待拘束焊缝冷却之后焊接中间的试验焊缝。

    要求中间试验焊缝焊完时用完一根焊条。

    试验焊缝焊接工艺参数为:焊接电流为100A，焊接速度为5mm/s。

    待试样焊接完成后，采用*中规定的小铁研试样评定标准进行评定。

    2、试验结果与分析    试验焊缝裂纹有的是焊接过程中发生，有的在焊后短时间内出现，裂纹断面有氧化的彩色，由此可判断裂纹属于热裂纹。

    从上面的试验结果可以看出，喷焊层厚度在0.3～0.5mm时裂纹率为都0，厚度在0.6～0.8mm时，裂纹率有所增加，当厚度在1.0mm以上时，裂纹率则明显高于前两者。

    这表明喷焊层对奥氏体不锈钢焊缝的裂纹敏感性有明显的影响，随着喷焊层厚度的增加，即焊接过程中熔入奥氏体不锈钢焊缝的喷焊层合金元素的增加，即焊缝的热裂纹敏感性增加。

    中国镍基高温合金市场将稳定增长镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，是高温合金中应用**广、高温强度**1高的一类合金。

    它广泛地用来制造航空喷气发动机、船舶、各种工业和车辆燃气轮机的**热端部件。

    目前，在*的发动机上，镍合金已占总重量的一半，不仅涡轮叶片及燃烧室，而且涡*甚至后几级压气机叶片也开始使用镍合金。

    与铁合金相比，镍合金的优点是：工作温度较高，组织稳定、有害相少及搞氧化搞腐蚀能力大。

    与钴合金相比，镍合金能在较高温度与应力下工作，尤其是在动叶片场合。

    近年来，我国航空航天工业和国民经济的迅速发展为镍基高温合金提供了强劲的市场需求，促使国内镍基高温合金主要生产企业迅速地更新装备、提高工艺水平，从而形成了一定的产业规模。

    目前，国内镍基高温合金的产量由2009年的11000吨增长到2013年的15000吨左右，年增长率在8.6%左右。

    中国大陆的镍基高温合金生产尚处于产品生命周期的成长初期，因此产量并不高。

    当前，我国镍基高温合金行业的产地比较集中，主产区主要集中在上海，北京、辽宁、浙江、四川等地。

    目前，国际市场上每年消费镍基高温合金材料10多万吨，被广泛应用于各个领域。

    根据中国金属学会高温材料分会的数据，在国内市场上，2009年中国镍基高温合金需求量约16000吨，2013年已经增长到近23000吨，年均复合增长率达到10.5%，市场规模在50亿元左右，行业供需缺口有拉大的趋势。

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