化工裝置安裝用焊材的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司 （江蘇揚(yáng)州 211900） 路書永

一、概述

進(jìn)入21世紀(jì)以來，雖然國際政治經(jīng)濟(jì)形勢風(fēng)云變幻，但我國經(jīng)濟(jì)一直處于較快增長之中?；ば袠I(yè)持續(xù)發(fā)展，新裝置也在不斷建造投運(yùn)。

化工裝置的安裝，焊接至關(guān)重要。我公司在長達(dá)三十多年的化工裝置的安裝實(shí)踐中，接觸到較多金屬材質(zhì)的焊接，常見的有低碳鋼、低合金鋼、普通不銹鋼、雙相不銹鋼、低溫鋼、耐熱鋼、鎳基合金、鈦合金及鋁合金等。常用焊接材料品牌有大西洋、昆山天泰、北京金威、昆山京群、曼徹特、伊薩、現(xiàn)代及伯樂等。常用的焊接方法有焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、埋弧焊及等離子弧焊等。

二、安裝行業(yè)焊接特點(diǎn)

（1）焊接方法 手工焊多，自動(dòng)焊少。安裝工程的焊口全位置多、規(guī)格多、空間受限，因此較多地采用手工焊方法，占焊口總量的70%～90%。安裝現(xiàn)場的焊口一般采用手工焊，預(yù)制焊口逐年加大自動(dòng)焊的使用。

（2）焊接材料 焊條使用逐步減少，焊絲使用逐步加大。焊口手工焊使用的焊條占30%～50%，使用的焊絲占50%～70%，自動(dòng)焊全部使用焊絲。普通工程基本使用國產(chǎn)品牌焊材，特殊工程使用國外品牌焊材。

（3）管道焊接 普通管道焊接基本使用焊條電弧焊，重要管道全部使用焊絲氬弧焊。前幾年，我公司承接某化工裝置安裝工程，如圖1所示。管道材質(zhì)主要是低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼及鎳基合金等，使用的焊材有E4315、E5015、ENiCrMo—4、ER70S—G、ER308L、 ER309L、ER316L、ERNiCrMo—4等，手工焊使用的焊條占30%～40%，使用的焊絲占60%～70%，除鎳基合金外全部采用國產(chǎn)品牌焊材。

圖1 某化工裝置焊接工程

三、國產(chǎn)焊材存在的問題

（1）國產(chǎn)品牌高端焊材的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高 國產(chǎn)品牌有必要加強(qiáng)科技創(chuàng)新，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，在高端焊材市場上占有更大份額。

2011年，我公司承接的某化工裝置，大口徑不銹鋼管道占得比例較大，如采用背面充氬保護(hù)工藝，氣體使用量很大，成本將大幅增加，焊接質(zhì)量也不易保證。因此需要采用一種自保護(hù)藥芯焊絲，焊接時(shí)，保護(hù)熔渣滲透到熔池背面，形成致密保護(hù)層，使背面不受氧化。要求焊縫背面熔渣剝離性好，可以進(jìn)行全位置焊接。焊接工藝評定時(shí)，我們采用國產(chǎn)品牌和國外品牌的藥芯焊絲打底試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種焊絲的背面保護(hù)效果及焊縫質(zhì)量都能滿足要求，但對焊工操作要求不一致，國產(chǎn)品牌焊絲對焊接電流和焊速要求較高，稍有不當(dāng)，焊縫熔合線位置會(huì)有保護(hù)不好現(xiàn)象，易氧化；而國外品牌焊絲較易掌控。國產(chǎn)品牌焊絲不宜采用連續(xù)加絲，需斷續(xù)加絲，焊接速度較慢；而國外品牌焊絲可采用連續(xù)加絲，焊接速度較快，效率較高。

（2）國產(chǎn)品牌焊材的服務(wù)有待進(jìn)一步提升 與國外品牌相比，國產(chǎn)品牌焊材在推介、售后等服務(wù)方面有一定的欠缺。

2012年，我公司進(jìn)行某雙相不銹鋼焊接工藝試驗(yàn)，先采用國產(chǎn)品牌焊絲鐵素體含量較低，達(dá)不到要求，聯(lián)系供應(yīng)商也未及時(shí)解決，我們和某國外品牌供應(yīng)商溝通，改用他們的焊絲焊接，問題很快得到解決。

四、安裝行業(yè)未來對焊接材料的需求和發(fā)展趨勢

目前，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正處于轉(zhuǎn)型期，國家加快發(fā)展戰(zhàn)略新型產(chǎn)業(yè)，搶占新一輪經(jīng)濟(jì)和科研發(fā)展制高點(diǎn)，采用綠色環(huán)保的工藝也是安裝行業(yè)的必然選擇，未來對焊接材料的需求及發(fā)展趨勢主要有以下幾個(gè)方面：

（1）逐步擴(kuò)大管道自動(dòng)焊的使用，也就是擴(kuò)大自動(dòng)焊焊絲的使用 在公司本部附近的工程，主要在本部的管道預(yù)制場進(jìn)行預(yù)制工作，采用預(yù)制生產(chǎn)線，從切割下料、坡口加工，到組對焊接，根據(jù)管道類別不同，采用不同的自動(dòng)焊方式，如圖2所示。

圖2 管道預(yù)制自動(dòng)焊接

在公司外部工程，逐步推廣管道預(yù)制工作站，如圖3所示。在某LNG接收站工程，管道預(yù)制工作站發(fā)揮較大作用。根據(jù)不銹鋼管道的不同要求，采用氬弧焊打底、埋弧焊或氬弧焊填充蓋面，滿足了低溫鋼管道的低溫韌性要求。

圖3 管道預(yù)制自動(dòng)焊接工作站

針對管線安裝的固定焊口，我們采用一種新型焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)鎢極惰性氣體保護(hù)焊的全自動(dòng)送絲功能，與MIG焊接一樣的熔敷效率，卻給出和TIG焊接一樣的高質(zhì)量焊縫，焊縫的冶金性能和力學(xué)性能表現(xiàn)優(yōu)良。另外，還實(shí)現(xiàn)了焊絲對熔池的攪拌功能，不但能大幅度提高熔敷效率，改善金屬的熔敷性能，而且使熔池中產(chǎn)生和裹挾的氣體、雜質(zhì)容易逃逸，從而保證焊縫具有優(yōu)良的冶金性能和力學(xué)性能。焊接的可達(dá)性好，操作方便，對坡口加工組對精度要求低，特別適應(yīng)現(xiàn)場安裝需求。

（2）在戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)上，較多使用高端焊材 根據(jù)公司發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，逐步進(jìn)入核電安裝市場，用于核電安裝的不銹鋼、鎳基合金等各類高端焊材將較多使用。核電焊材在微量元素的控制、各類性能的要求，以及質(zhì)保體系的運(yùn)行有較為嚴(yán)格的要求。

在公司的某LNG工程上，由于對低溫沖擊值、側(cè)向膨脹量有嚴(yán)格要求，所以全部采用國外品牌的高端焊材，保證了工程順利完成。

高端焊材由于技術(shù)含量高、附加值高、優(yōu)質(zhì)也優(yōu)價(jià)，因此是國內(nèi)焊材企業(yè)爭奪的重要市場。

綜上所述，安裝企業(yè)順應(yīng)形勢發(fā)展而不斷轉(zhuǎn)型升級，也需要國內(nèi)焊材供應(yīng)商不斷提升服務(wù)和提高產(chǎn)品質(zhì)量，不斷創(chuàng)新，占領(lǐng)高端市場，為用戶提供更多優(yōu)質(zhì)環(huán)保的產(chǎn)品。