壓力容器用國內(nèi)外焊接材料使用現(xiàn)狀分析

北京燕華建安設(shè)備制造公司 （102502 ） 劉玉華

一、壓力容器制造用焊接材料的特點(diǎn)

壓力容器是一種特種設(shè)備，一旦發(fā)生事故不僅容器本身遭到破壞，而且還會引起一連串惡性事故，危害人員生命安全，污染環(huán)境，給國民經(jīng)濟(jì)造成重大危害和社會影響。焊接質(zhì)量在很大程度上決定了壓力容器的制造質(zhì)量，而焊接材料質(zhì)量又是影響焊接質(zhì)量的主要因素之一，因此必須對壓力容器制造用焊接材料提出一些特殊要求。

國家能源局頒發(fā)的NB/T47018《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》是國內(nèi)第一個承壓設(shè)備行業(yè)專用焊接材料標(biāo)準(zhǔn)，也是國內(nèi)焊接材料行業(yè)第一個采購導(dǎo)則，也規(guī)范了承壓設(shè)備用焊接材料生產(chǎn)、使用、經(jīng)銷和采購各基本環(huán)節(jié)，以期保障焊接材料的質(zhì)量。壓力容器用焊接材料不同于通用性焊接材料的國家標(biāo)準(zhǔn)，不僅對焊接材料的S、P含量提高了要求，并增加了熔敷金屬沖擊試驗(yàn)、擴(kuò)散氫含量等要求，并規(guī)定了熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的上限。另外，在標(biāo)準(zhǔn)中對壓力容器焊接材料的生產(chǎn)商、分銷商的生產(chǎn)條件、批量、儲存等條件也做出了規(guī)定。

二、國內(nèi)外壓力容器制造用焊接材料的現(xiàn)狀比較

根據(jù)我公司實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用焊材情況，我們對應(yīng)用較廣泛的國內(nèi)外壓力容器用焊接材料情況進(jìn)行了比較。

目前，國內(nèi)石油化工行業(yè)加氫裝置中使用最常用的材料之一——2.25Cr－1Mo鋼。全國各個大型壓力容器制造廠應(yīng)用最多的是日本神戶制鋼、伯樂焊接集團(tuán)T－PUT （原德國蒂森）和法國SAF（薩福）公司的配套焊接材料。許多壓力容器制造廠都做過這三家焊接材料的焊接工藝評定。三家焊接材料都能達(dá)到NB/T47014（原JB/T4708）和設(shè)計(jì)院關(guān)于加氫設(shè)備技術(shù)條件中對焊縫的化學(xué)成分和力學(xué)性能的要求。但就對焊接規(guī)范的適應(yīng)性和低溫沖擊韌性的余量等綜合考量，用戶普遍認(rèn)為日本神戶制鋼的2.25Cr－1Mo鋼配套焊材具有一定優(yōu)勢，但由于供貨期原因，使得壓力容器制造廠工期難以保證。伯樂焊接集團(tuán)在我國江蘇蘇州建立了制造生產(chǎn)基地，從供貨期和價格上更占據(jù)優(yōu)勢。目前國內(nèi)一些壓力容器制造廠也已經(jīng)或正在進(jìn)行蘇州產(chǎn)地T－PUT（蒂森）焊接材料的工藝評定。對2.25Cr－1Mo鋼配套焊材，國內(nèi)的特種焊材專業(yè)制造商如哈焊所、北鋼院、中船重工725所等廠家經(jīng)過幾年的研發(fā)，2.25Cr－1Mo鋼配套焊材也能夠達(dá)到NB/T47014和設(shè)計(jì)院關(guān)于加氫設(shè)備的技術(shù)條件中對焊縫化學(xué)成分和力學(xué)性能的要求。但與上述三家進(jìn)口焊材相比，尤其是埋弧焊（主要是燒結(jié)焊劑）的低溫沖擊韌性余量還有一定的差距。由于國內(nèi)加氫設(shè)備的2.25Cr－1Mo鋼配套焊材設(shè)計(jì)院在技術(shù)條件中往往規(guī)定采用進(jìn)口焊材，所以國內(nèi)的焊材要想真正應(yīng)用到加氫設(shè)備的主體焊縫中還需要做一些努力。

對于15CrMoR、14Cr1MoR等設(shè)備的主體焊接材料及設(shè)備中的堆焊焊接材料（焊帶/焊劑、焊條），目前國內(nèi)哈焊所、北鋼院、中船重工725所等公司的焊接材料完全可以滿足技術(shù)條件的要求，但在外觀上和進(jìn)口焊材有一定的差距。目前在全國壓力容器制造廠也得到了廣泛的應(yīng)用。

三、我國壓力容器行業(yè)用焊材存在的問題及發(fā)展趨勢

隨著我國石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，壓力容器制造行業(yè)的制造水平、裝備水平也有了很大的提高。與此同時壓力容器用鋼的冶煉水平也有了質(zhì)的飛躍，這就對壓力容器焊接材料提出了更高的要求。目前國內(nèi)普材如大西洋的E5015（J507）、E4315（J427）等焊條；昆山京群的不銹鋼E308（L）（A102、A002）、E316L（A022）、E309（L）（A302、A062）等焊條；天泰、中冶的藥芯焊絲等無論是工藝性能還是力學(xué)性能都達(dá)到了較高的水平。哈焊所、北鋼院、中船重工725所等公司的15CrMoR、14Cr1MoR的主體焊材，特別是加氫設(shè)備中的堆焊焊材（焊帶/焊劑、焊條）都達(dá)到了技術(shù)條件的要求，只是焊材外觀有一定差距，但價格不到進(jìn)口焊材的1/2。15CrMoR（H）、Q345R（H）等材質(zhì)的焊接材料中S、P都達(dá)到了雙零。但國內(nèi)一些特種焊材，像鎳基焊材與美國SMC、伯樂焊接集團(tuán)UTP相比；雙相鋼的焊材與Sandvik （山特維克）、伯樂焊接集團(tuán)Avesta（阿維斯塔）相比；雙相鋼帯極堆焊焊帶與伯樂焊接集團(tuán)Soudokay（蘇得凱）相比；09MnNiDR等低溫鋼焊材與伯樂焊接集團(tuán)B?hler（伯樂）相比；加氫設(shè)備中的小管堆焊藥芯焊絲與日本W(wǎng)EL（威爾）相比；國內(nèi)焊材雖然都達(dá)到NB/T47014的要求，但相比進(jìn)口焊材工藝性能有一定相差，并存在性能不能夠連續(xù)穩(wěn)定，力學(xué)性能尤其韌性儲備低等問題。例如，Soudokay的雙相鋼焊帶和焊劑，堆焊時只要按照制造商提供的工藝參數(shù)幾乎不用采取特殊措施就可以達(dá)到鐵素體35%～60%的要求。在壓力容器制造行業(yè)，不是每一批焊材都要進(jìn)行力學(xué)性能的試驗(yàn)，往往工藝評定合格后，換批號只進(jìn)行化學(xué)成分的復(fù)驗(yàn)，焊材性能的不穩(wěn)定往往是致命的，在制備產(chǎn)品試件時發(fā)現(xiàn)不合格，設(shè)備已經(jīng)制造完成，造成的損失已經(jīng)無法挽回。再加上國產(chǎn)焊材工藝適用范圍較窄，焊接規(guī)范要求較多等，這些都限制了國產(chǎn)焊材在重要設(shè)備上的使用。

四、綠色焊接發(fā)展趨勢

我國現(xiàn)在已成為世界焊材使用量最大的國家。努力提升焊接材料的高新技術(shù)含量和環(huán)保理念，對中國的焊接材料制造和使用都提出了更高的要求?！熬G色環(huán)?！边@個詞對我們來說并不陌生了，它已經(jīng)開始倡導(dǎo)我們的生活方式向著一種更加綠色、安全的方向發(fā)展。那么，在我們的焊接材料行業(yè)，它的發(fā)展也應(yīng)緊跟著“綠色”的步伐。

隨著NB/T47018《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》的頒發(fā)實(shí)施，焊接材料制造廠的焊條、焊劑生產(chǎn)車間也都安裝了除塵裝置，并對生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)行自動化配粉。同時，為了減少對環(huán)境造成的污染，焊材制造廠也在改進(jìn)生產(chǎn)工藝，在保證焊接工藝性能的前提下，采用無鍍銅光亮焊絲減少環(huán)境污染、采用燒結(jié)焊劑取代熔煉焊劑節(jié)省能源和采用可回收循環(huán)利用或可降解的包裝材料等。同時壓力容器制造廠也在從減少環(huán)境污染，改善焊工勞動條件，提高焊工勞動保護(hù)，盡量使用綠色環(huán)保焊材、勞動保護(hù)用品上下功夫。如大力推廣自動焊，車間安裝防塵、排塵設(shè)施設(shè)備。

我們相信，在不久的將來我們焊接材料的生產(chǎn)、銷售、使用等各個環(huán)節(jié)，都將邁進(jìn)綠色環(huán)保健康安全的新時代。