復(fù)合鋼管中鎳基合金噴焊層對(duì)焊縫裂紋敏感性的影響在石油系統(tǒng)及其他腐蝕環(huán)境惡劣情況下，傳統(tǒng)的涂層防護(hù)方法是有機(jī)涂層防護(hù)，但是有機(jī)涂層存在易老化、不耐高溫等缺點(diǎn)，利用火焰噴熔玻璃釉料在管道內(nèi)外壁上制備玻璃涂層的防腐工藝是目*項(xiàng)新技術(shù)，鎳基合金鋼供應(yīng)，防腐效果相當(dāng)好。
但是焊接時(shí)玻璃釉層由于脆性大、塑韌性差，焊縫附近的玻璃釉層會(huì)在焊接熱循環(huán)的作用下出現(xiàn)脫落、開裂等缺陷。
就失去了防護(hù)作用。
石油大學(xué)(華東)曾提出“一種取代金屬焊后防腐處理的焊接方法”(詳細(xì)情況請(qǐng)參閱該項(xiàng)*，*申請(qǐng)?zhí)?7106107)。
即，先在碳管道上噴焊一層鎳基合金，采用THL焊條焊接帶鎳基合金噴焊層的碳鋼管道，這相當(dāng)于復(fù)合鋼板的焊接。
焊接時(shí)要求THL焊縫金屬和噴焊層連成一體構(gòu)成對(duì)整個(gè)碳鋼管道的防護(hù)層，如圖1所示。
這樣，鎳基合金噴焊層會(huì)部分重熔與焊縫金屬混合。
其中的各種成分(Ni，B，Si等)將會(huì)分布到焊縫中使焊縫的組織性能發(fā)生變化。
本*采用模擬實(shí)際焊接情況，研究了鎳基合金噴焊層的厚度對(duì)焊縫熱裂紋敏感性的影響。
為完善此工藝、解決油田管道焊接接頭防護(hù)問題打下了基礎(chǔ)。
1、試驗(yàn)方法與材料1.1試樣的制備? ?實(shí)驗(yàn)材料為Q235鋼板，供貨狀態(tài)為熱軋，試塊下料采用剪板機(jī)剪切，坡口的加工為銑削加工。
試件試驗(yàn)前對(duì)待用面進(jìn)行砂輪打磨除銹處理。
1.2制備噴焊層? ? 先將試塊坡口背面離板邊約20 mm范圍內(nèi)的銹蝕用電動(dòng)砂輪打磨干凈。
再采用氧-乙1炔火焰噴焊的方法制備一層鎳基合金層。
噴焊層原始粉末成分見表2。
噴焊層的范圍如圖2中的陰影部分所示，噴焊在室外操作，噴焊工具為噴*，工藝參數(shù)如下:氧氣壓力為0.5MPa，乙1炔壓力為0.05 MPa，噴焊距離為100mm±20mm。
所得的噴焊層厚度為3個(gè)級(jí)別:0. 3～0.5 mm，0.6～0. 8 mm，1.0 mm以上。
噴焊前，烘干噴焊粉末，山東鎳基合金鋼，烘干溫度100℃，烘干時(shí)間5 h，鎳基合金鋼價(jià)格，采用CGT-10型覆層測厚儀測量噴焊層的厚度，并用手持電動(dòng)砂輪磨光機(jī)進(jìn)行校正。
1.3焊接材料 焊條選用THL型奧氏體不銹鋼耐蝕焊條，鎳基合金鋼公司，焊條直徑為3.2mm，試驗(yàn)之前，焊條進(jìn)行烘干處理，烘干溫度350℃，烘干時(shí)間5h。
1.4試樣的焊接 因?yàn)閲姶晒艿赖暮附咏宇^要承受較大的拘束應(yīng)力，為了接近實(shí)際情況，該實(shí)驗(yàn)采用模擬小鐵研實(shí)驗(yàn)的焊接方式，兩邊焊接拘束焊縫，中間焊接試驗(yàn)焊縫。
制備了噴焊層的試樣經(jīng)過處理后進(jìn)行焊接。
焊前處理主要包括:坡口的打磨清潔，試樣兩端拘束焊縫部位坡口背面的打磨清潔。
試樣的焊接采用交流電焊機(jī)手工焊接。
? ?先焊接兩端的拘束焊縫，拘束焊縫選用J507焊條。
要求拘束焊縫冷卻之后焊縫間隙為3.0mm以內(nèi)，并且通過反變形處理使兩試塊基本在同一平面內(nèi)。
待拘束焊縫冷卻之后焊接中間的試驗(yàn)焊縫。
要求中間試驗(yàn)焊縫焊完時(shí)用完一根焊條。
試驗(yàn)焊縫焊接工藝參數(shù)為:焊接電流為100A，焊接速度為5mm/s。
待試樣焊接完成后，采用*中規(guī)定的小鐵研試樣評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。
2、試驗(yàn)結(jié)果與分析? ? 試驗(yàn)焊縫裂紋有的是焊接過程中發(fā)生，有的在焊后短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，裂紋斷面有氧化的彩色，由此可判斷裂紋屬于熱裂紋。
從上面的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，噴焊層厚度在0.3～0.5mm時(shí)裂紋率為都0，厚度在0.6～0.8mm時(shí)，裂紋率有所增加，當(dāng)厚度在1.0mm以上時(shí)，裂紋率則明顯高于前兩者。
這表明噴焊層對(duì)奧氏體不銹鋼焊縫的裂紋敏感性有明顯的影響，隨著噴焊層厚度的增加，即焊接過程中熔入奧氏體不銹鋼焊縫的噴焊層合金元素的增加，即焊縫的熱裂紋敏感性增加。
中國鎳基高溫合金市場將穩(wěn)定增長鎳基高溫合金在整個(gè)高溫合金領(lǐng)域占有特殊重要的地位，是高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最1高的一類合金。
它廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、船舶、各種工業(yè)和車輛燃?xì)廨啓C(jī)的最熱端部件。
目前，在*的發(fā)動(dòng)機(jī)上，鎳合金已占總重量的一半，不僅渦輪葉片及燃燒室，而且渦*甚至后幾級(jí)壓氣機(jī)葉片也開始使用鎳合金。
與鐵合金相比，鎳合金的優(yōu)點(diǎn)是：工作溫度較高，組織穩(wěn)定、有害相少及搞氧化搞腐蝕能力大。
與鈷合金相比，鎳合金能在較高溫度與應(yīng)力下工作，尤其是在動(dòng)葉片場合。
近年來，我國航空航天工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展為鎳基高溫合金提供了強(qiáng)勁的市場需求，促使國內(nèi)鎳基高溫合金主要生產(chǎn)企業(yè)迅速地更新裝備、提高工藝水平，從而形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
目前，國內(nèi)鎳基高溫合金的產(chǎn)量由2009年的11000噸增長到2013年的15000噸左右，年增長率在8.6%左右。
中國大陸的鎳基高溫合金生產(chǎn)尚處于產(chǎn)品生命周期的成長初期，因此產(chǎn)量并不高。
當(dāng)前，我國鎳基高溫合金行業(yè)的產(chǎn)地比較集中，主產(chǎn)區(qū)主要集中在上海，北京、遼寧、浙江、四川等地。
目前，國際市場上每年消費(fèi)鎳基高溫合金材料10多萬噸，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
根據(jù)中國金屬學(xué)會(huì)高溫材料分會(huì)的數(shù)據(jù)，在國內(nèi)市場上，2009年中國鎳基高溫合金需求量約16000噸，2013年已經(jīng)增長到近23000噸，年均復(fù)合增長率達(dá)到10.5%，市場規(guī)模在50億元左右，行業(yè)供需缺口有拉大的趨勢。
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