LNG天然氣儲罐超低溫用9Ni鋼的可焊性

1982年后，9Ni鋼已經(jīng)成為低溫儲罐主材，逐漸取代了Ni-Cr不銹鋼，早在1997年時世界上已建的   大9Ni鋼儲罐容積就達到140000m³。由此可見，9Ni鋼已是   上廣泛使用的鋼種，其焊接性能良好，在眾多焊接人士的努力下其焊接工藝已臻成熟。但是9Ni鋼在焊接存在易產(chǎn)生的四大問題：在焊接冶金反應和熱循環(huán)的作用下，金相組織和成份的改變，脆性相的產(chǎn)生，使9Ni鋼的低溫性能下降，冷、熱裂紋傾向增大。此外，還存在由于母材磁化而引起的磁偏吹問題。下面將分類對9Ni鋼焊接易產(chǎn)生的問題進行闡述。
　　1、低溫韌性下降
　　低溫韌性降低的原因有兩方面：1.焊接材料的影響，焊縫金屬及熔合區(qū)的化學成分與焊材有關(guān)，如果焊材含碳量高，或者[Ni]，[Cr]當量搭配以及焊材與母材熔合后的[Ni]，[Cr]當量搭配落在不銹鋼組織圖中含馬氏體的區(qū)域內(nèi)，都會引起低溫韌性下降。2.焊接線能量和層間溫度會改變焊接熱循環(huán)的峰值、溫度，從而影響熱影響區(qū)的金相組織。如峰值溫度過高，會使逆轉(zhuǎn)奧氏體減少并產(chǎn)生粗大的貝氏體，從而使低溫韌性下降。
　　2、熱裂紋的產(chǎn)生
　　熱裂紋的產(chǎn)生與焊縫金屬結(jié)晶過程中的低熔點雜質(zhì)偏析的數(shù)量及分布有關(guān)。液體金屬結(jié)晶過程越長偏折越嚴重，偏析產(chǎn)生的低熔點雜質(zhì)分布在晶界上，尤其在純奧氏體組織中，雜質(zhì)在晶界上的分布是連續(xù)的。
　　3、冷裂紋的產(chǎn)生
　　冷裂紋產(chǎn)生的原因有三方面：1.熔合區(qū)出現(xiàn)硬化層。9Ni鋼本身含碳量不變(≤0.10)，焊接時本不會產(chǎn)生硬化組織，但如果選用含碳量較高的焊材也會因熔合、擴散使熔合區(qū)含碳量而產(chǎn)生硬化層。2.氫含量過高。氫在硬化層中積聚是由于焊縫坡口附近不潔(有水、油及物)，及焊條擴散氫含量高所致。3.焊接接頭應力包括組織應力、熱應力和拘束應力。
　　4、母材的磁偏吹問題
　　9Ni鋼在加工運輸過程中可能被磁化，當用直流焊機焊接時會進一步磁化，導致電弧磁偏吹。鋼板與焊條各為一，坡口中漏磁通方向由N至S，電弧將向被偏吹乃至拉斷，使焊接無法正常進行。