專利名稱：一種提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，特別涉及一種提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)母材所接觸的介質(zhì)為海水等具有腐蝕性的介質(zhì)時，母材一般是輸送管道或壓力容器，而管道或壓力容器一般為耐腐蝕能力較強(qiáng)的奧氏體不銹鋼或雙相不銹鋼，其中如果采用雙相不銹鋼，不僅材料造價昂貴，同時由于其焊接性能較差而增加安裝難度和成本，因此目前廣泛使用的是奧氏體不銹鋼材料。這些設(shè)備傳統(tǒng)的安裝工藝方法是使用與管道材料相符合或耐腐蝕能力較好的材料進(jìn)行焊接。其工藝流程一般如下:加工管道對接坡口一管道組對焊接一焊后檢驗(yàn)。管道焊接是將金屬熔化后進(jìn)行連接的工藝處理方法，其操作過程中必然會在焊縫區(qū)域附近產(chǎn)生很高的溫度，在與焊縫金屬連接部位的溫度將達(dá)到或接近金屬熔化溫度。受到高溫的影響，原管道母材金屬的晶粒度、微觀組織將發(fā)生變化，而這些變化將導(dǎo)致接頭的耐腐蝕能力顯著下降。在實(shí)際生產(chǎn)中，盡管管道材料的耐腐蝕性能優(yōu)良，但是其焊接接頭及其附近母材的耐腐蝕能力薄弱。即使使用耐腐蝕級別較高的焊接材料焊接，在焊接接頭熱影響區(qū)也將變?yōu)槟透g的薄弱區(qū)域，最終導(dǎo)致焊接接頭早期失效并泄露。參照圖1，圖中所示為現(xiàn)有技術(shù)焊接接頭的截面示意圖，如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)中將管道端部加工坡口后直接焊接，這樣的焊接方法的焊接接頭在使用中經(jīng)常發(fā)生早期點(diǎn)蝕、泄露，嚴(yán)重時將導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)故障，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高金屬焊接接頭耐腐蝕的方法，特別是提供一種提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕的方法，所述的腐蝕介質(zhì)是指海水、海水+弱酸等具有腐蝕性的介質(zhì)。本發(fā)明通過改善焊接材料、優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)、增加鈍化加強(qiáng)三方面相結(jié)合，綜合提高焊接接頭及其附近母材金屬的耐腐蝕性能。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其中，使用焊接材料在金屬焊接接頭兩側(cè)的與腐蝕介質(zhì)接觸的母材內(nèi)壁面的局部敷焊一層耐蝕層，然后對所述耐蝕層和敷焊有所述耐蝕層的所述母材進(jìn)行鈍化處理。具體地，所述鈍化處理采用電化學(xué)鈍化處理。較佳地，對敷焊有所述耐蝕層的所述母材進(jìn)行局部電化學(xué)鈍化，鈍化長度不低于所述耐蝕層長度I倍以上，或者對敷焊有所述耐蝕層的所述母材進(jìn)行整體電化學(xué)鈍化。具體地，所述焊接材料選擇抗所述腐蝕介質(zhì)腐蝕能力強(qiáng)的焊接材料。具體地，在所述母材的端部的內(nèi)壁敷焊一定長度的用于規(guī)避最終焊接接頭熱影響區(qū)的所述耐蝕層。
較佳地，所述耐蝕層直接敷焊在所述母材端部的內(nèi)壁，或者加工去除所述母材端部內(nèi)壁部分厚度，通過敷焊所述耐蝕層填補(bǔ)去除的所述母材端部的厚度。一種提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，該方法包括以下步驟:
(1)選擇對所述母材所要接觸的所述腐蝕介質(zhì)耐腐蝕的用于敷焊所述耐蝕層和所述焊接接頭的焊接材料；
(2)使用所述焊接材料在所述焊接接頭兩側(cè)的與所述腐蝕介質(zhì)接觸的母材內(nèi)壁面的局部敷焊一層耐蝕層；
(3)使用所述電化學(xué)鈍化處理法對所述耐蝕層及敷焊有所述耐蝕層的所述母材金屬進(jìn)行鈍化處理；
(4)使用所述焊接材料焊接對接焊縫。由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過敷焊耐腐蝕能力強(qiáng)的焊接材料，提高了焊縫熱影響區(qū)兩側(cè)金屬的耐腐蝕能力，解決了現(xiàn)有焊接工藝焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)；本發(fā)明由于采用了鈍化處理，使得最后焊接時的接頭熱影響區(qū)位于抗腐蝕性能較好的耐蝕層上，而耐蝕層的接頭熱影響區(qū)由于已經(jīng)鈍化過，本身具有較高的抗腐蝕能力，這樣有效避免了常規(guī)接頭熱影響區(qū)腐蝕性能的降低，提高了接頭的抗腐蝕能力；本發(fā)明通過敷焊一定長度耐腐蝕能力強(qiáng)的耐蝕層，從而避免了由于后續(xù)組對焊接對鈍化膜的破壞，使耐蝕層焊縫與原始材料連接部位的鈍化膜保持完整?？傊捎诒景l(fā)明大大加強(qiáng)了現(xiàn)有工藝技術(shù)薄弱區(qū)域的耐腐蝕能力，因此本發(fā)明的方法能夠大大提高此類焊接接頭的使用壽命，在生產(chǎn)應(yīng)用中必然會在很大程度上降低設(shè)備檢修成本、提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。


圖1為現(xiàn)有工藝焊接接頭的截面示意 圖2為本發(fā)明的第一實(shí)施方式加工敷焊槽焊接接頭的截面示意 圖3為圖2中母材加工敷焊槽的截面示意 圖4為圖3中母材敷焊完成后的截面示意 圖5為圖4對母材端部加工坡口并進(jìn)行電化學(xué)鈍化后的截面示意 圖6為本發(fā)明的第一實(shí)施方式加工敷焊槽焊接工藝流程示意 圖7為本發(fā)明的第二實(shí)施方式不加工敷焊槽焊接接頭截面示意 圖8為圖7中母材敷焊耐蝕層后的截面示意 圖9為圖8中對母材端部加工坡口并進(jìn)行電化學(xué)鈍化后的截面示意 圖10為本發(fā)明的第二實(shí)施方式不加工敷焊槽焊接工藝流程 其中:01、母材；02、耐蝕層；03、對接焊縫；L1、耐蝕層的長度；H、耐蝕層的厚度；L、電化學(xué)鈍化區(qū)域長度；A、耐蝕層接頭區(qū)域；B、對接焊縫熱影響區(qū)。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)例方式并結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施方式I參見圖2至6，提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，工藝流程如下:如附圖6所示，加工母材Ol內(nèi)壁一在敷焊區(qū)域內(nèi)堆焊一耐蝕層02檢驗(yàn)一加工母材01對接坡口一局部電化學(xué)鈍化一母材01對接坡口焊接一對接焊縫03檢驗(yàn)。具體步驟如下:
(1)根據(jù)母材所要接觸的腐蝕介質(zhì)選擇耐腐蝕級別較高的焊接材料；
(2)如附圖3所示，加工敷焊槽，敷焊槽應(yīng)達(dá)到如下要求:
a)保證耐蝕層厚度H能焊接2層以上焊縫金屬，防止焊縫稀釋造成耐蝕層02耐腐蝕能力下降；
b)保證耐蝕層長度LI能避免后續(xù)組對接焊破壞耐蝕層接頭區(qū)域A的電化學(xué)鈍化
膜；
(3)如附圖4所示，母材01的內(nèi)壁進(jìn)行內(nèi)壁堆焊至與母材01內(nèi)壁齊平。(4)如附圖5所示，在對接焊縫熱影響區(qū)B部位加工坡口 ；
(5)如附圖5所示，采用局部電化學(xué)鈍化，電化學(xué)鈍化區(qū)域長度L，電化學(xué)鈍化區(qū)域長度L不低于耐蝕層長度LI的I倍以上，實(shí)現(xiàn)對耐蝕層接頭區(qū)域A及鈍化區(qū)域內(nèi)母材01的保護(hù)，即保證耐蝕層02與母材01金屬接觸部位的耐腐蝕性能，又避免由于母材01焊接而破壞耐蝕層02與母材01結(jié)合部位的電化學(xué)鈍化膜；
(6)使用敷焊的焊接材料焊接母材OI對接坡口。實(shí)施方式2
參見圖7至10，提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，工藝流程如下:如附圖10所示，在敷焊區(qū)域內(nèi)堆焊一耐蝕層02檢驗(yàn)一加工母材01對接坡口一電化學(xué)鈍化鈍化區(qū)域L —母材01對接坡口焊接一對接焊縫03檢驗(yàn)。具體步驟如下:
(1)根據(jù)母材所要接觸的腐蝕介質(zhì)選擇耐腐蝕級別較高的焊接材料；
(2)如附圖8所示，在母材01內(nèi)壁堆焊一定高度的耐蝕層02，耐蝕層02應(yīng)達(dá)到如下要
求:
a)耐蝕層厚度H能保證焊接2層以上焊縫金屬，防止焊縫稀釋造成耐蝕層耐腐蝕能力下降，耐蝕層厚度H還要保證不影響母材01內(nèi)介質(zhì)的流通；
b)耐蝕層寬度LI能避免后續(xù)組對接焊破壞耐蝕層接頭區(qū)域A的電化學(xué)鈍化膜；
(3)如附圖9所示，在對接焊縫熱影響區(qū)B部位加工坡口；
(4)如附圖10所示，在電化學(xué)鈍化區(qū)域L進(jìn)行電化學(xué)鈍化，實(shí)現(xiàn)對耐蝕層接頭區(qū)域A及其附近母材01的保護(hù)，即保證耐蝕層02與母材01金屬接觸部位的耐腐蝕性能，又避免由于母材01焊接而破壞耐蝕層02與母材01結(jié)合部位的電化學(xué)鈍化膜；
(5)使用敷焊的焊接材料焊接母材01對接坡口。下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于該實(shí)施例。某電廠海水循環(huán)系統(tǒng)管道，該管道的工作介質(zhì)是海水+次氯酸鈉溶液，材料為316L不銹鋼，焊接材料選用ER385焊絲，在設(shè)備的安裝過程中需要對管道進(jìn)行焊接作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，使用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行焊接作業(yè)(如附圖1)，焊接接頭平均3個月就會因?yàn)楦g導(dǎo)致泄漏，嚴(yán)重時還會污染周圍環(huán)境。
按照附圖2實(shí)施方式對管道進(jìn)行焊接，2012年8月投入使用，截至2013年3月已運(yùn)行6個多月的時間，尚未發(fā)現(xiàn)管道泄漏現(xiàn)象。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其特征在于:使用焊接材料在金屬焊接接頭兩側(cè)的與腐蝕介質(zhì)接觸的母材內(nèi)壁面的局部敷焊一層耐蝕層，然后對所述耐蝕層和敷焊有所述耐蝕層的所述母材進(jìn)行鈍化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其特征在于:所述鈍化處理采用電化學(xué)鈍化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其特征在于:對敷焊有所述耐蝕層的所述母材進(jìn)行局部電化學(xué)鈍化，鈍化長度不低于所述耐蝕層長度I倍以上，或者對敷焊有所述耐蝕層的所述母材進(jìn)行整體電化學(xué)鈍化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其特征在于:所述焊接材料選擇抗所述腐蝕介質(zhì)腐蝕能力強(qiáng)的焊接材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其特征在于:在所述母材的端部的內(nèi)壁敷焊一定長度的用于規(guī)避最終焊接接頭熱影響區(qū)的所述耐蝕層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其特征在于:所述耐蝕層直接敷焊在所述母材端部的內(nèi)壁，或者加工去除所述母材端部內(nèi)壁部分厚度，通過敷焊所述耐蝕層填補(bǔ)去除的所述母材端部的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其特征在于: 所述方法包括以下步驟: (1)選擇對所述母材所要接觸的所述腐蝕介質(zhì)耐腐蝕的用于敷焊所述耐蝕層和所述焊接接頭的焊接材料； (2)使用所述焊接材料在所述焊接接頭兩側(cè)的與所述腐蝕介質(zhì)接觸的母材內(nèi)壁面的局部敷焊一層耐蝕層； (3)使用所述電化學(xué)鈍化處理法對所述耐蝕層及敷焊有所述耐蝕層的所述母材金屬進(jìn)行鈍化處理； (4)使用所述焊接材料焊接對接焊縫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，特別涉及一種提高與腐蝕介質(zhì)接觸的金屬焊接接頭耐腐蝕性的方法，其中，首先使用焊接材料在金屬焊接接頭兩側(cè)的與腐蝕介質(zhì)接觸的母材內(nèi)壁面的局部敷焊一層耐蝕層，然后對所述耐蝕層和敷焊有所述耐蝕層的母材進(jìn)行鈍化處理，最后進(jìn)行焊接接頭的焊接。本發(fā)明通過敷焊耐腐蝕能力強(qiáng)的焊接材料，提高了焊縫熱影響區(qū)兩側(cè)金屬的耐腐蝕能力，解決了現(xiàn)有技術(shù)焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)；本發(fā)明由于采用鈍化處理，使最后焊接時的接頭熱影響區(qū)位于抗腐蝕性能較好的耐蝕層上，而耐蝕層的接頭熱影響區(qū)由于已經(jīng)鈍化過，本身具有較高的抗腐蝕能力，這樣有效避免了常規(guī)接頭熱影響區(qū)腐蝕性能的降低，提高了接頭的抗腐蝕能力。
文檔編號B23K33/00GK103192191SQ20131011708
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者孫志強(qiáng), 陳忠兵, 高玉柱, 潘萬軍, 郭志, 馮平, 陳英杰, 張志明 申請人:蘇州熱工研究院有限公司, 中廣核核電運(yùn)營有限公司, 大亞灣核電運(yùn)營管理有限責(zé)任公司