CN104759734B

CN104759734B - 一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法

Info

Publication number: CN104759734B
Application number: CN201510089418.9A
Authority: CN
Inventors: 郑惠锦; 阎璐; 邱盛兴; 顾长石; 甘露; 兰玲; 宋金英; 吴文烈; 赵琼; 喻军
Original assignee: Shanghai Shipbuilding Technology Research Institute
Current assignee: Shanghai Shipbuilding Technology Research Institute
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: CN104759734A

Abstract

本发明涉及一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：所说的焊接方法，对于耐腐蚀钢板采用横位置和立位置两种位置进行焊接，横位置坡口采用非对称双面V型坡口进行焊接；立位置坡口采用对称双面V型坡口进行焊接；焊接时，焊条的各成采用重量百分比为：C:0.04‑0.06%、Si:0.2‑0.3%、Mn:1.0‑2.0%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.65‑1.0%，余量为Fe及不可避免的杂质。上述焊接方法可保证焊接接头抗拉强度大于490MPa，焊接接头‑20℃冲击韧性大于34J，并且焊缝具有优良的耐腐蚀性能。

Description

一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法

技术领域

本发明涉及焊材材料焊接的技术领域，具体地说是一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法。

背景技术

原油船货油舱在航行过程中一直处于苛刻的腐蚀环境中，舱体腐蚀防护安全成为原油船安全最关注的方面。国际海事组织(IMO)在近几年推出了一系列的强制性要求的涂层性能标准。2010年5月，国际海事组织（IMO）海上安全委员会第87届会议通过《原油船货油舱保护涂层性能标准》和《原油船货油舱替代防腐措施性能标准》，使得耐蚀钢成为原油船货油舱涂层的唯一替代品，并对耐腐蚀钢材和焊接接头的腐蚀性能提出了具体要求。目前国产耐蚀钢刚刚推出，还没有一种适用于原油船货油舱用国产耐蚀钢的手工焊焊接方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，它可克服现有技术中对于国产的耐腐蚀钢板没有合适的焊接方法的一些不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：所说的焊接方法，对于耐腐蚀钢板采用横位置和立位置两种位置进行焊接，横位置坡口采用非对称双面V型坡口进行焊接；立位置坡口采用对称双面V型坡口进行焊接；

焊接时，焊条的各成分采用重量百分比为：C:0.04-0.06%、Si:0.2-0.3%、Mn:1.0-2.0%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.65-1.0%，余量为Fe及不可避免的杂质。

使用时，本发明对国产耐腐蚀板材采用横位置和立位置两种焊接位置，焊接时采用特定的角度，焊条采用特制的配方，焊条直径分别为3.2mm和4.0mm，可保证焊接接头抗拉强度大于490MPa，焊接接头-20℃冲击韧性大于34J，并且焊缝具有优良的耐腐蚀性能以及获得良好的疲劳强度。焊接后的耐腐蚀钢板焊接接头放置于模拟上甲板环境试验装置内，通入腐蚀气体（氧气、二氧化碳，二氧化硫，硫化氢，余量为氮气），试样高温保持温度为50℃，持续18.5h，低温保持温度为25℃，持续2.5h，升降温时间均为1.5h，水浴温度为27.8℃，低温高温阶段循环进行，试验时间为98天（上甲板腐蚀试验）或放置于PH值为0.85，重量百分比为10%的NaCl溶液中168小时后（内底板腐蚀试验），放大1000倍观察焊缝金属和母材之间表面边界无台阶。焊接后的耐腐蚀钢板焊接接头采用圆柱形试样进行旋转弯曲疲劳试验，试验表明焊后耐蚀钢板焊接接头获得良好的疲劳强度。

附图说明

图1为本发明一实施例的手工焊横位置焊接坡口示意图。

图2为本发明又一实施例的手工焊立位置焊接坡口示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

各附图的标号表示如下：1耐腐蚀钢板、2横位置坡口、3立位置坡口。

本发明所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其与现有技术的区别在于：所说的焊接方法，对于耐腐蚀钢板采用横位置和立位置两种位置进行焊接，横位置坡口采用非对称双面V型坡口进行焊接；立位置坡口采用对称双面V型坡口进行焊接；

焊接时，焊条的各成采用重量百分比为：C:0.04-0.06%、Si:0.2-0.3%、Mn:1.0-2.0%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.65-1.0%，余量为Fe及不可避免的杂质。横位置坡口采用非对称双面V型坡口，两个坡口角度之比为1:3-4；立位置坡口采用对称双面V型坡口，两个坡口角度之和为40-50°。横位置坡口采用非对称双面V型坡口，单侧坡口角度为分别为10°、40°或者15°、40°；立位置坡口采用对称双面V型坡口，两个坡口角度之和为50°。

直径3.2mm焊条的各成采用重量百分比为：C:0.047%、Si:0.29%、Mn:1.2%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.85%，余量为Fe及不可避免的杂质。直径4.0mm焊条的各成采用重量百分比为：C:0.059%、Si:0.27%、Mn:1.09%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.82%，余量为Fe及不可避免的杂质。耐腐蚀钢板选用TMCP状态钢材等级为DH32级的耐腐蚀钢，钢板厚度为20mm。焊接时，环境温度不小于0℃，焊接时不需要预热，焊接热输入量控制在10-24KJ/cm。

钢板厚度20mm，为保证焊缝根部熔透，焊缝打底选用直径为3.2mm的焊条，直径3.2mm焊条的重量百分比成分为：C:0.047%、Si:0.29%、Mn:1.20%、Ni+Cu+Cr+Mo:0.85,余量为Fe及不可避免的杂质；为提高焊缝填充生产效率，焊缝填充和盖面过程选用直径为4.0mm焊条，直径4.0mm焊条的各成采用重量百分比为：C:0.059%、Si:0.27%、Mn:1.09%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.82%，余量为Fe及不可避免的杂质；采用手工焊焊接方法，焊接位置为横位置。对于板厚小于40mm的对接板焊接坡口角度范围为40°-60°，可以保证横位置焊接过程中下侧熔化金属顺利成型而获得质量良好的焊接接头，并结合经济成本要求，采用非对称双面V型坡口，单侧坡口角度分别为10°、40°。环境温度不小于0℃，焊接时不需要预热，焊条直径3.2mm，焊接电压为25-26V，焊接电流为150-151A，焊接平均速度为211mm/min，焊接热输入量为10.6KJ/cm。

钢板厚度20mm，为保证焊缝根部熔透，焊缝打底选用直径为3.2mm的焊条，直径3.2mm焊条的重量百分比成分为：：C:0.047%、Si:0.29%、Mn:1.20%、Ni+Cu+Cr+Mo:0.85, 余量为Fe及不可避免的杂质。为提高焊缝填充生产效率，焊缝填充和盖面过程选用直径为4.0mm焊条，直径4.0mm焊条的各成采用重量百分比为：C:0.059%、Si:0.27%、Mn:1.09%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.82%，余量为Fe及不可避免的杂质；采用手工焊焊接方法，焊接位置为立位置，为获得质量良好的焊接接头并结合经济成本要求，坡口采用对称双面V型坡口，坡口角度为50°。环境温度不小于0℃，焊接时不需要预热，焊条直径3.2mm和4.0mm，焊接电压为25-26V，焊接电流为125-126A，焊接平均速度为81mm/min，焊接热输23.3KJ/cm。

实施例1

（1）焊接材料

母材：TMCP状态DH32级的原油船货油舱用国产耐腐蚀钢，板厚20mm。

焊条重量百分比成分为：C:0.047%、Si:0.29%、Mn:1.20%、Ni+Cu+Cr+Mo:0.85，焊条直径为3.2mm。C:0.059%、Si:0.27%、Mn:1.09%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.82%， Ni+Cu+Cr+Mo的混合物中Ni：Cu：Cr：Mo之比为1:1.2:1.8:2，余量为Fe及不可避免的杂质，焊条直径为4.0mm。

（2）焊接方法

采用手工焊方法，焊接位置为横位置，坡口采用非对称双面V型坡口，单侧坡口角度为分别为10°、40°，如图1所示。

（3）焊接试验

在环境温度不小于0℃时，焊接工艺参数如表1所示。

表1 横位置手工焊工艺参数

（4）试验结果

按照CCS的《材料的焊接与规范》对焊接接头进行焊接工艺评定，完成拉伸、侧弯、冲击性能检测。检测结果如表2所示，满足CCS标准要求。

表2 横位置手工焊焊接接头性能

按照IMO289（89）号决议中原油船货油舱耐腐蚀钢考核程序，对焊接接头腐蚀性能进行检测。将焊接接头放置于放置于PH值为0.85，重量百分比为10%的NaCl溶液中168小时后（内底板腐蚀试验），将焊接接头放大1000倍观察焊缝金属和母材之间表面边界无台阶。按照GBT4337-2008《金属材料疲劳试验旋转弯曲方法》对焊接接头进行旋转疲劳试验，结果显示焊接接头获得良好的疲劳强度。

实施例2

（1）焊接材料

焊条重量百分比成分为：：C:0.047%、Si:0.29%、Mn:1.20%、Ni+Cu+Cr+Mo:0.85，焊条直径为3.2mm。C:0.059%、Si:0.27%、Mn:1.09%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.82%，余量为Fe及不可避免的杂质，焊条直径为4.0mm，Ni+Cu+Cr+Mo的混合物中Ni：Cu：Cr：Mo之比为1:1.5:2:2。

（2）焊接方法

采用手工焊方法，焊接位置为立位置，坡口采用对称双面V型坡口，坡口角度为50°，如图2所示。

（3）焊接试验

在环境温度不小于0℃时，焊接工艺参数如表1所示。

表1 立位置手工焊工艺参数

（4）试验结果

表2 立位置手工焊焊接接头性能

按照IMO289（89）号决议中原油船货油舱耐腐蚀钢考核程序，对焊接接头腐蚀性能进行检测。将焊接接头放置于放置于PH值为0.85，重量百分比为10%的NaCl溶液中168小时后（内底板腐蚀试验），将焊接接头放大1000倍观察焊缝金属和母材之间表面边界无台阶。将焊接接头放置于模拟上甲板环境试验装置内，通入腐蚀气体（氧气、二氧化碳，二氧化硫，硫化氢，余量为氮气），试样高温保持温度为50℃，持续18.5h，低温保持温度为25℃，持续2.5h，升降温时间均为1.5h，水浴温度为27.8℃，低温高温阶段循环进行，试验时间为98天（上甲板腐蚀试验），焊接接头放大1000倍观察焊缝金属和母材之间表面边界无台阶。按照GBT4337-2008《金属材料疲劳试验旋转弯曲方法》对焊接接头进行旋转疲劳试验，结果显示焊接接头获得良好的疲劳强度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：所述的焊接方法，对于耐腐蚀钢板采用横位置和立位置两种择一位置进行焊接，横位置坡口采用非对称双面V型坡口进行焊接；立位置坡口采用对称双面V型坡口进行焊接；焊接时，焊条的各成分采用重量百分比为：C:0.04-0.06%、Si:0.2-0.3%、Mn:1.0-2.0%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.65-1.0%，余量为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：横位置坡口采用非对称双面V型坡口，两个坡口角度之比为1:3-4；立位置坡口采用对称双面V型坡口，两个坡口角度之和为40-50°。

3.根据权利要求2所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：横位置坡口采用非对称双面V型坡口，单侧坡口角度为分别为10°、40°或者15°、45°；立位置坡口采用对称双面V型坡口，坡口角度为50°。

4.根据权利要求1所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：直径3.2mm焊条的各成分采用重量百分比为：C:0.047%、Si:0.29%、Mn:1.2%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.85%，余量为Fe及不可避免的杂质；直径4.0mm焊条的各成分采用重量百分比为：C:0.059%、Si:0.27%、Mn:1.09%、Ni+Cu+Cr+Mo的混合物:0.82%，余量为Fe及不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：耐腐蚀钢板选用TMCP状态钢材等级为DH32级的耐腐蚀钢，钢板厚度为20mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：焊接时，环境温度不小于0℃，焊接时不需要预热，焊接热输入量控制在10-24KJ/cm。

7.根据权利要求6所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：焊条直径3.2mm或4.0mm，焊接电压为25-26V，焊接电流为150-151A，焊接平均速度为211mm/min，焊接热输入量为10.6KJ/cm。

8.根据权利要求6所述的一种用于原油船货油舱耐腐蚀钢的手工焊焊接方法，其特征在于：焊条直径3.2mm或4.0mm，焊接电压为25-26V，焊接电流为125-126A，焊接平均速度为81mm/min，焊接热输入量23.3KJ/cm。