双相不锈钢S31803焊接接头工艺性能研究

王文(中石化第五建设有限公司，广东 广州 510640)

0 引言

超级双相不锈钢S31803拥有奥氏体和铁素体双相组织，综合了铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢的特性，具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，在石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域得到广泛应用。由于双相不锈钢可应用于恶劣腐蚀环境中，所以研究高效率、高质量的焊接工艺具有广泛的实践意义。S31803双相不锈钢焊接接头的力学性能是靠合适比例的奥氏体和铁素体两相组织来保证的，而该双相不锈钢的合金元素含量比较高，容易产生焊接接头韧性差、晶间腐蚀等缺陷，因此，在采用合适的焊接方法和填充金属条件下，选择合理的焊接工艺参数显得尤为重要[1]。在沙特高密度聚乙烯项目上，对于介质为氮气的工艺管道，部分设计中采用材质为ASTM SA790，等级为S31803双相不锈钢，而之前公司所拥有的焊接工艺指导书(WPS-Welding Procedure Specif ication)不能覆盖此类材质，根据以后的施工要求，需要对这类材质做一次新的焊接工艺评定(PQR)，并根据焊接工艺评定(PQR)拟定合适的焊接工艺指导书(WPS)。为保证在拟定的焊接工艺指导书(WPS)下，能够获得优良的焊接质量，需要根据此类材质的特性，研究此种铁素体-奥氏体双相不锈钢的焊接性，以便在施焊过程中采取适当的焊接参数及措施。

1 材料的焊接性

本次试验对直径为80 mm厚度为5.49 mm(Φ3″-40S)的S31803双相不锈钢管进行对接焊接，为保证焊缝的耐腐蚀性能，选用与母材相当的填充材料双相不锈钢ER2209焊丝，规格为φ2.4 mm，焊接方法采用钨极氩弧焊(GTAW)，S31803的ASTM SA790是一种铁素体/奥氏体双相不锈钢，产品的形状一般都是无缝公称管。……