CN102672314A - 一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法 - Google Patents

一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法 Download PDF

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王军
赵晋斌
李丽
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Abstract

本发明属于钢铁材料焊接技术领域，涉及一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的焊接方法，选用TMCP状态EH36级的原油船货油舱用耐腐蚀钢，钢板厚度为6～50mm，通过选择合适的焊丝，在环境温度不小于0℃时，焊接时不需要预热，焊接热输入量控制在6～25kJ/cm，气体流量15～20L/min，焊丝直径1.2mm～1.6mm，保护气体为CO2。本发明可保证焊接接头抗拉强度大于490MPa，焊接接头-40℃冲击韧性值大于47J，并且焊缝具有优良的耐腐蚀性能，焊接接头在质量分数10%的NaCl、pH值为0.85的试验溶液浸泡168小时或在原油罐浸泡2.5年后，放大1000倍观察焊缝和基础金属之间的边界无不连贯表面。

Description

一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法
技术领域
本发明属于钢铁材料焊接技术领域，涉及一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法。
背景技术
原油船货油舱处于较苛刻的腐蚀环境，因此货油舱的腐蚀防护一直为人们所重视，2010年国际海事组织第87次海上安全委员会通过了原油船货油舱腐蚀防护SOLAS修正案（MSC291(87)决议），强制要求原油船货油舱需要腐蚀防护，可以使用保护涂层或耐腐蚀钢材，要满足《原油船货油舱保护涂层性能标准》和《原油船货油舱替代涂层防腐措施性能标准》，决议中对耐腐蚀钢材以及焊接接头的耐腐蚀性能都提出了具体要求。现有技术中，没有一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法很好的适用于原油船货油舱用耐腐蚀钢的焊接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，可保证焊接接头抗拉强度大于490MPa，焊接接头-40℃冲击韧性值大于47J，并且焊缝具有优良的耐腐蚀性能。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，原油船货油舱用耐腐蚀钢选用TMCP状态钢材等级为EH36级的耐腐蚀钢，钢板厚度为6～50mm；
选用焊丝的重量百分比成分为：C：0.05～0.12%，Mn：1.30～1.90%，Si：0.05～0.50%，P≤0.015%，S≤0.010%，Ni：0.20～1.00%，Cu：0.30～1.00%，Mo：0.05～0.50%，余量为Fe及不可避免的杂质；
采用气体保护焊的焊接方法，保护气体为CO2，环境温度不小于0℃，坡口采用对称X型或V型坡口，坡口角度为60°；
焊接时不需要预热，焊接热输入量控制在6～25kJ/cm，气体流量15～20L/min，焊丝直径1.2mm～1.6mm。
本发明还可优选以下技术方案：
前述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，钢板厚度为6mm；焊丝的重量百分比成分为：C：0.06%，Mn：1.40%，Si：0.28%，P：0.011%，S：0.004%，Ni：0.34%，Cu：0.38%，Mo：0.05%，余量为Fe及不可避免的杂质；坡口采用V型坡口，气体流量15L/min，焊丝直径为1.2mm，焊接电压为23V，焊接电流为110A，焊接速度为25cm/min，焊接热输入量为6kJ/cm。焊接后钢板焊接接头抗拉强度为570MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为60J，熔合线冲击功为71J，熔合线外2mm冲击功为119J，熔合线外5mm冲击功为152J。
前述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，钢板厚度为16mm，焊丝的重量百分比成分为：C：0.08%，Mn：1.80%，Si：0.30%，P：0.010%，S：0.009%，Ni：0.40%，Cu：0.50%，Mo：0.08%，余量为Fe及不可避免的杂质；坡口采用V型坡口，气体流量18L/min，焊丝直径为1.2mm，焊接电压为30V，焊接电流为280A，焊接速度为33cm/min，焊接热输入量为15kJ/cm。焊接后钢板焊接接头抗拉强度为565MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为56J，熔合线冲击功为73J，熔合线外2mm冲击功为120J，熔合线外5mm冲击功为148J。
前述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，钢板厚度为50mm，焊丝的重量百分比成分为：C：0.10%，Mn：1.65%，Si：0.25%，P：0.006%，S：0.005%，Ni：0.50%，Cu：0.62%，Mo：0.10%，余量为Fe及不可避免的杂质；坡口采用对称X型坡口，气体流量20L/min，焊丝直径为1.6mm，焊接电压为36V，焊接电流为350A，焊接速度为30cm/min，焊接热输入量为25.2kJ/cm。焊接后钢板焊接接头抗拉强度为580MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为52J，熔合线冲击功为68J，熔合线外2mm冲击功为101J，熔合线外5mm冲击功为133J。
本发明的有益效果是：本发明可保证焊接接头抗拉强度大于490MPa，焊接接头-40℃冲击韧性值大于47J，并且焊缝具有优良的耐腐蚀性能，焊接接头在质量分数10%的NaCl、pH值为0.85的试验溶液浸泡168小时或在原油罐浸泡2.5年后，放大1000倍观察焊缝和基础金属之间的边界无不连贯表面，焊接接头耐腐蚀性能符合IMO标准要求。
具体实施方式
实施例1
本实施例选用TMCP状态EH36级的原油船货油舱用耐腐蚀钢，钢板厚度为6mm，焊丝的重量百分比成分为：C：0.06%，Mn：1.40%，Si：0.28%，P：0.011%，S：0.004%，Ni：0.34%，Cu：0.38%，Mo：0.05%，余量为Fe及不可避免的杂质；采用气体保护焊的焊接方法，保护气体为CO2，坡口采用V型坡口，坡口角度为60°；气体流量15L/min，焊丝直径为1.2mm，焊接电压为23V，焊接电流为110A，焊接速度为25cm/min，焊接热输入量为6kJ/cm。
本实施例的焊接接头抗拉强度为570MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为60J，熔合线冲击功为71J，熔合线外2mm冲击功为119J，熔合线外5mm冲击功为152J，焊接接头的弯曲性能良好，面弯、背弯D=4a，180°未出现任何缺陷。腐蚀试验后放大1000倍观察焊缝和基础金属之间的边界无不连贯表面。
实施例2
本实施例选用TMCP状态EH36级的原油船货油舱用耐腐蚀钢，钢板厚度为16mm，焊丝的重量百分比成分为：C：0.08%，Mn：1.80%，Si：0.30%，P：0.010%，S：0.009%，Ni：0.40%，Cu：0.50%，Mo：0.08%，余量为Fe及不可避免的杂质；采用单丝气体保护焊的焊接方法，保护气体为CO2，坡口采用V型坡口，坡口角度为60°；气体流量18L/min，焊丝直径为1.2mm，焊接电压为30V，焊接电流为280A，焊接速度为33cm/min，焊接热输入量为15kJ/cm。
本该实施例的焊接接头抗拉强度为565MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为56J，熔合线冲击功为73J，熔合线外2mm冲击功为120J，熔合线外5mm冲击功为148J，焊接接头的弯曲性能良好，面弯、背弯D=4a，180°未出现任何缺陷。腐蚀试验后放大1000倍观察焊缝和基础金属之间的边界无不连贯表面。
实施例3
本实施例选用TMCP状态EH36级的原油船货油舱用耐腐蚀钢，钢板厚度为50mm，焊丝的重量百分比成分为：C：0.10%，Mn：1.65%，Si：0.25%，P：0.006%，S：0.005%，Ni：0.50%，Cu：0.62%，Mo：0.10%，余量为Fe及不可避免的杂质；采用气体保护焊的焊接方法，保护气体为CO2，坡口采用对称X型坡口，坡口角度为60°；气体流量20L/min，焊丝直径为1.6mm，焊接电压为36V，焊接电流为350A，焊接速度为30cm/min，焊接热输入量为25.2kJ/cm。
本实施例的焊接接头抗拉强度为580MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为52J，熔合线冲击功为68J，熔合线外2mm冲击功为101J，熔合线外5mm冲击功为133J，焊接接头的弯曲性能良好，面弯、背弯D=4a，180°未出现任何缺陷。腐蚀试验后放大1000倍观察焊缝和基础金属之间的边界无不连贯表面。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，其特征在于：所述原油船货油舱用耐腐蚀钢选用TMCP状态钢材等级为EH36级的耐腐蚀钢，钢板厚度为6～50mm；
选用焊丝的重量百分比成分为：C：0.05～0.12%，Mn：1.30～1.90%，Si：0.05～0.50%，P≤0.015%，S≤0.010%，Ni：0.20～1.00%，Cu：0.30～1.00%，Mo：0.05～0.50%，余量为Fe及不可避免的杂质；
采用气体保护焊的焊接方法，保护气体为CO2，环境温度不小于0℃，坡口采用对称X型或V型坡口，坡口角度为60°；
焊接时不需要预热，焊接热输入量控制在6～25kJ/cm，气体流量15～20L/min，焊丝直径1.2mm～1.6mm。
2.如权利要求1所述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，其特征在于：钢板厚度为6mm；焊丝的重量百分比成分为：C：0.06%，Mn：1.40%，Si：0.28%，P：0.011%，S：0.004%，Ni：0.34%，Cu：0.38%，Mo：0.05%，余量为Fe及不可避免的杂质；
坡口采用V型坡口，气体流量15L/min，焊丝直径为1.2mm，焊接电压为23V，焊接电流为110A，焊接速度为25cm/min，焊接热输入量为6kJ/cm。
3.如权利要求2所述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，其特征在于：焊接后钢板焊接接头抗拉强度为570MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为60J，熔合线冲击功为71J，熔合线外2mm冲击功为119J，熔合线外5mm冲击功为152J。
4.如权利要求1所述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，其特征在于：钢板厚度为16mm，焊丝的重量百分比成分为：C：0.08%，Mn：1.80%，Si：0.30%，P：0.010%，S：0.009%，Ni：0.40%，Cu：0.50%，Mo：0.08%，余量为Fe及不可避免的杂质；
坡口采用V型坡口，气体流量18L/min，焊丝直径为1.2mm，焊接电压为30V，焊接电流为280A，焊接速度为33cm/min，焊接热输入量为15kJ/cm。
5.如权利要求4所述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，其特征在于：焊接后钢板焊接接头抗拉强度为565MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为56J，熔合线冲击功为73J，熔合线外2mm冲击功为120J，熔合线外5mm冲击功为148J。
6.如权利要求1所述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，其特征在于：钢板厚度为50mm，焊丝的重量百分比成分为：C：0.10%，Mn：1.65%，Si：0.25%，P：0.006%，S：0.005%，Ni：0.50%，Cu：0.62%，Mo：0.10%，余量为Fe及不可避免的杂质；
坡口采用对称X型坡口，；气体流量20L/min，焊丝直径为1.6mm，焊接电压为36V，焊接电流为350A，焊接速度为30cm/min，焊接热输入量为25.2kJ/cm。
7.如权利要求6所述的原油船货油舱用耐腐蚀钢的气体保护焊焊接方法，其特征在于：焊接后钢板焊接接头抗拉强度为580MPa，试验温度-40℃时，焊缝冲击功为52J，熔合线冲击功为68J，熔合线外2mm冲击功为101J，熔合线外5mm冲击功为133J。
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