鎳基合金管的性能、化學成分

以鎳為基體,能在一些介質(zhì)中耐腐蝕的合金,稱為鎳基耐蝕合金。此外,含鎳大于30％,且含鎳加鐵大于50％的耐蝕合金,習慣上稱為鐵－鎳基耐蝕合金(見不銹耐酸鋼)。1905年美國生產(chǎn)的Ni-Cu合金(Monel合金Ni

70

Cu30)是最早的鎳基耐蝕合金。1914年美國開始生產(chǎn)Ni-Cr-Mo-Cu型耐蝕合金(Illium

R)，1920年德國開始生產(chǎn)含Cr約15％、Mo約7％的Ni-Cr-Mo型耐蝕合金。70年代各國生產(chǎn)的耐蝕合金牌號已近50種。其中產(chǎn)量較大、使用較廣的有Ni-Cu,Ni-Cr,Ni-Mo，Ni-Cr-Mo(W)，Ni-Cr-Mo-Cu和Ni-Fe-Cr，Ni-Fe-Cr-Mo等合金系列,共十多種牌號。中國在50年代開始研制鎳基和鐵－鎳基耐蝕合金，到70年代末，已有十多種牌號。

類別

鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時效處理狀態(tài)下，合金的奧氏體基體和晶界上還有金屬間相和金屬的碳氮化物存在，各種耐蝕合金按成分分類及其特性如下：

Ni-Cu合金

在還原性介質(zhì)中耐蝕性優(yōu)于鎳,而在氧化性介質(zhì)中耐蝕性又優(yōu)于銅，它在無氧和氧化劑的條件下，是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的最好的材料（見金屬腐蝕）。

Ni-Cr合金

主要在氧化性介質(zhì)條件下使用。抗高溫氧化和含硫、釩等氣體的腐蝕，其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強。這類合金也具有較好的耐氫氧化物（如NaOH、KOH）腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕的能力。

Ni-Mo合金

主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的最好的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時，耐蝕性會顯著下降。

Ni-Cr-Mo(W)合金

兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－還原混合介質(zhì)條件下使用。這類合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的鹽酸、氫氟酸溶液中以及在室溫下的濕氯氣中耐蝕性良好。

Ni-Cr-Mo-Cu合金

具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力，在一些氧化-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。

銅鎳合金管標準是什么？有什么特點？

銅鎳合金管可以指白銅管，也可以指蒙乃爾管材。如果是以銅為基體加入的鎳而制成的管材，那么就是白銅管了。如果是以鎳為基體加入銅、鐵、錳等元素而制成的管材，就是蒙乃爾管了。管材都有自己的標準，那么銅鎳合金管標準也是有的。銅鎳合金管是一種橫斷面為中空的圓形或簡單的幾何形狀的管材。 銅鎳合金管標準之化學成分表：就是白銅管標準了。 第二種銅鎳合金管標準之 壁厚及其允許偏差對比，厚度0.5 外徑10-20 銅鎳合金管標準之長度、彎曲度、不圓度及其允許偏差對比 長度

鎳和鎳合金管焊接特點和方法是什么？

鎳和鎳合金管焊接特點和方法是什么？

答：

1 鎳及鎳合金焊接

常用的鎳基合金分為4 大系列：

（1）因康鎳Inconel（Ni-Gr-Fe 系）

（2）蒙乃爾Monel（Ni-Cu 系）

（3）因科洛依Incoloy（Fe-Ni-Gr 系）

（4）哈斯特洛依Hastlloy（Ni-Mo或Ni-Gr-Mo系）

2 可焊性分析

（1）鎳及鎳合金焊接最常出現(xiàn)的缺陷是熱裂紋，主要原因是鎳和鐵的二元共晶物中有較低熔點的金屬共晶物和非金屬共晶物。特別是硫、磷共晶物熔點比鎳鐵低很多（Ni-S 為645℃、Ni-P 為880℃），在焊縫結(jié)晶時低熔點共晶物的液態(tài)膜殘留在晶界區(qū)，同時鎳及鎳合金線脹系數(shù)大，焊接時易產(chǎn)生較大的應(yīng)力，焊縫結(jié)晶時低熔點共晶物的液態(tài)膜在收縮應(yīng)力作用下易產(chǎn)生開裂。

（2）鎳及鎳合金特別是純鎳、蒙乃爾等合金，固液相溫度間距小，流動性偏低，在快速冷卻結(jié)晶條件下，氣體來不及逸出極易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。因此鎳及鎳合金焊接應(yīng)采用小線能量、降低層間溫度、加快焊縫冷卻速度，焊前徹底清除焊絲、母材坡口處的油、污物，嚴格控制母材焊材中的硫、磷含量，才能防止裂紋、氣孔的產(chǎn)生。

3 焊接方法

鎳及鎳合金焊接一般采用手工鎢極氬弧焊、手工焊條電弧焊、熔化極惰性氣體保護焊等方法也可采用埋弧自動焊焊接方法。

4 焊材

4.1焊材選用原則

4.1.1 同種鐵鎳合金、鎳合金的焊接宜選用和母材合金系統(tǒng)相同的焊接材料，若無耐腐蝕性能要求，也可選用與母材合金系統(tǒng)不同的焊接材料，但應(yīng)保證接頭具備設(shè)計要求的性能。

4.1.2 異種鐵鎳合金、鎳合金及其與鉻鎳奧氏體鋼組成的異種焊接接頭的焊接材料，選用應(yīng)考慮下列因素:

（1）焊縫的強度（包括高溫持久強度）耐蝕性。

（2）線膨脹系數(shù)的差異，高溫下長時間工作后，可能產(chǎn)生的體積永久性改變。

（3）焊接裂紋、氣孔的敏感性。

4.2 常用鎳鐵合金、鎳合金焊材選用參考表2

4.3常用異種鎳合金焊材選用參考表3

4.4焊材的烘干

(1)焊條使用前應(yīng)按焊條產(chǎn)品說明書、質(zhì)量證明書或焊接工藝指導書中的要求進行烘干。

(2)烘干后的焊條應(yīng)貯存在100℃的恒溫箱內(nèi)，焊工領(lǐng)用應(yīng)使用保溫筒，如領(lǐng)出時間超過4h，應(yīng)重新烘烤，但重復(fù)烘烤次數(shù)不得超過兩次。

(3)推薦焊條烘干溫度。

4.5 對焊接材料的要求

(1)鎳及鎳合金管道焊接所用的焊接使用的焊條、焊絲、焊劑、保護氣、電極應(yīng)有出廠合格證和質(zhì)量證明書。

(2)如果對焊接質(zhì)量證明書中特性數(shù)據(jù)有異議，或?qū)ζ滟|(zhì)量有疑問時，應(yīng)按相應(yīng)的技術(shù)標準進行必要的復(fù)驗。

(3)焊接材料的儲存、保管應(yīng)符合JB/T3223-96《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》及相關(guān)標準的要求。

(4)鎢極氬弧焊宜采用鈰鎢極，并符合GB4191《惰性氣體保護電弧焊和等離子焊接切割用鈰鎢電極》的規(guī)定。

( 5 ) 焊接鎳及鎳合金使用的氬氣純度不應(yīng)低于99.99%。

(6)焊接時用氬氣輸送管宜采用塑料軟管，不宜用橡膠軟管或其它吸濕性材料的軟管。

5 施焊環(huán)境

鎳及鎳合金焊接施工的環(huán)境條件應(yīng)達到以下要求:

(1)環(huán)境溫度不低于0℃。

(2)手弧焊時風速不大于8m/s，氬弧焊時風速不大于2m/s。

(3)相對濕度不大于90%。

(4)非雨雪天氣。

(5)當環(huán)境條件不符合以上要求時，應(yīng)采取有效防護措施后方可施焊。

6 施工準備

6.1 施工采用規(guī)范標準

《石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規(guī)程》SH/T3523《現(xiàn)場設(shè)備工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB50236《鎳及鎳合金焊條》GB/T13814《鎳及鎳合金焊絲》GB/T15620

6.2 焊接工藝評定和焊工考試執(zhí)行標準

焊接工藝評定和焊工考試執(zhí)行《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB50236 或《石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規(guī)程》SH3523的規(guī)定。焊接工藝評定和焊工考試項目均能覆蓋焊接產(chǎn)品。

6.3 根據(jù)設(shè)計文件、相關(guān)標準和焊接工藝評定，并編制焊接工藝指導書.

7 焊接工藝

7.1 焊縫清理

(1)焊縫清理坡口、鈍邊及焊道兩側(cè)30mm范圍。

(2)焊縫處氧化膜用銼刀、砂輪清理。

(3)焊縫處污物、油脂、漆應(yīng)用丙酮、堿液或?qū)Ｓ煤铣蓜┣謇怼?/p>

7.2 焊接注意事項

7.2.1 焊接時在保證焊透和熔合良好的前提下，在工藝參數(shù)范圍內(nèi)盡量采用小的焊接線能量、短電弧、不擺動或小擺動的操作方法。

7.2.2 當焊件較厚需多層焊應(yīng)符合下列規(guī)定:

（1）除打底焊外其余焊層宜采用多道焊。

（2）層內(nèi)溫度應(yīng)小于100℃。

（3）每一層每一道焊完后均應(yīng)徹底清除焊道面的熔渣，并消除各種表面缺陷。

（4）各層各道的焊接接頭要錯開。

7.2.3 采用實芯焊絲或不填絲的鎢極氬弧焊時，焊縫背面應(yīng)充氬，實行內(nèi)保護，內(nèi)保護措施可采用管子整體或局部充氬兩種方法，并應(yīng)符合下列要求:

（1）管內(nèi)充氬氣開始時流量可適當加大，確認管內(nèi)空氣完全排除后方可施焊。

（2）焊接時充氬氣流量可逐步降低，以避免充氬氣壓力較高而造成焊縫背面在成形時出現(xiàn)內(nèi)或根部未焊透現(xiàn)象。

7.2.4 鎢極氬弧焊時，焊絲的加熱端應(yīng)始終在氬氣保護之下。為加強保護效果可在焊嘴后側(cè)家一輔助輸送保護氣拖罩。

7.2.5 焊件表面嚴禁電弧擦傷，并嚴禁在焊件表面引弧、收弧。

7.2.6 與焊件連接的焊接電源地線不得直接接觸工件，應(yīng)采用與焊件同材質(zhì)的材料過渡連接，以避免鐵污染。

7.2.7 焊接中應(yīng)確保引弧與收弧的質(zhì)量，收弧的弧坑應(yīng)填滿。

7.2.8 焊接管徑較小且熱裂傾向較大材質(zhì)的焊縫時，宜采取焊縫兩側(cè)裝冷卻銅塊，或用冷水、乙醇檫拭焊縫兩側(cè)等措施，以減少焊縫的高溫停留時間，加快焊縫冷卻速度。

7.2.9 焊接完畢必須及時將焊縫表面的熔渣及周圍的飛濺物，防飛濺材料清理干凈。

7.2.10 焊接施工中避免污染，應(yīng)采用不銹鋼錘、不銹鋼絲刷、專用砂輪片。

7.3 焊接工藝參數(shù)

不同系列的鎳及鎳合金焊接工藝參數(shù)稍有不同

7.3.1 推薦手工電弧焊焊接工藝參數(shù)（見表6）

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