如何进行超低碳22Cr铁素体-奥氏体双相不锈钢天然气集输管道的焊接

    (1)工况  “西气东输”工程中有13km天然气集输管道和120亿m³天然气处理厂内部管道需使用该钢，以防止天然气凝结水中10%左右氯离子的腐蚀作用，同时满足接头力学性能和低温性能的要求。管道规格Φ334mm×3.4mm~Φ508mm×19. 1mm。

   (2)焊接性分析  ①与奥氏体不锈钢相比，22CrDSS双相钢热导率大，线胀系数小，故热裂倾向和变形小；与低合金高强钢相比，过半奥氏体的存在使冷裂倾向大大减小，故焊接性良好，焊前不必预热，焊后不必热处理；②热输入对两相比例有较大影响：热输入过小和冷却速度过快时，焊缝及HAZ产生的铁素体和氮化物增加，使接头韧性和耐蚀性降低；反之，热输入过大和冷却速度过慢时，焊缝及HAZ会产生析出相，接头韧性和耐蚀性同样会降低。故以控制热输入0.5~2. 5kJ/cm为宜；③焊接材料选择也应照顾到两相比例，可选择Ni含量略高于母材的双相钢焊接材料，使奥氏体量略高于铁素体[以φ（F相）30%~45%为宜]；④当焊件刚度过大和环境温度过低时仍须适当预热。为防冷却速度过慢产生析出相，应严控层温不过高。

   (3)焊接工艺试验和焊接工艺评定  工程施工前，进行了一系列焊接工艺试验，掌握了接头组织和性能及腐蚀速率和-40℃冲击吸收功随热输入的变化规律如图5-23所示。同时进行了12项焊接工艺评定，从中选出6项焊接工艺规程应用于产品焊接，表5-70和表5-71是其中有代表性的一项焊接工艺评定的试验条件和试验结果。

    图5-23    接头腐蚀速率和-40℃冲击吸收功随热输入的变化规律

    表5-70    Φ508mm×15.9mm管-管对接焊接工艺评定的试验条件

    表5-71    Φ508mm×15.9mm管-管对接焊接工艺评定的试验结果

   (4)现场焊接  ①组对间隙是保证焊透和背面成形的关键，务必充分保证；②背面保护直至焊缝有效厚度6mm以上时才能终止，开始焊接时则应对管子背面气体中含氧量进行检测，并防止空气进入背面气保护区；③层间清理应使用不锈钢工具，且不得与焊接其他钢材工具混用（包括磨削砂轮）；④焊缝及热影响区应进行铁素体含量测定，对接焊缝应作100% RT检测，角焊缝应作逐层PT检测。

   (5)结果评定  按上述要求施工的管道质量上乘，保证了“西气东输”工程的胜利完成。

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