哈氏合金薄板襯里的制作和應(yīng)用

哈氏合金薄板襯里的制作和應(yīng)用作者HaynesInternationalInc.簡介由于哈氏合金的抗腐蝕能力，在正壓或常壓設(shè)備中使用哈氏合金薄板襯是一種非常經(jīng)濟(jì)的方法來可以明顯的提高設(shè)備壽命，同時(shí)這種襯里技術(shù)也相當(dāng)容易實(shí)施。BriefHastelloyalloyshaveexcellentcorrosionresistance.Itisacost-effectivemethodtouseHastelloyalloythinsheetlinerintheequipmentwhichhasnopressureorpositivepressure.Itisalsoeasytofabricate.關(guān)鍵詞哈氏合金，薄板襯里，性價(jià)比KeywordHastelloy?alloy,Haynes?alloy,thin-sheetliner,cost-effective前言雖然哈氏合金有著其他材料所無法比擬的綜合耐腐蝕性能，但它的價(jià)格通常會(huì)讓很多用戶望而卻步。在一些情況下，雖然不銹鋼無法勝任，但哈氏合金的設(shè)備卻可以在在使用十年之后腐蝕可能連1mm都不到。如果哈氏合金僅僅只是為了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，那就非常浪費(fèi)了。這時(shí)候有人就會(huì)選擇使用爆炸復(fù)合板。但是，如果整個(gè)系統(tǒng)是運(yùn)行在正壓或者常壓條件下，我們還可以運(yùn)用薄板襯里技術(shù)。在這個(gè)技術(shù)中，我們將薄板焊接在不同的基材上來形成一個(gè)不漏的防腐蝕保護(hù)層。這種加工方法是非常簡單的，既不需要特殊工具、設(shè)備，也不需要高度受訓(xùn)的工人。這種安裝中最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是在密封焊時(shí)焊接金屬一般不會(huì)由于基材而造成稀釋，因?yàn)樗忻芊夂付际窃诤辖鹋c合金之間展開的。另外，這種制造技術(shù)大大的降低了制造時(shí)間，因?yàn)橛帽“逡粡堃粡埊B起來是相當(dāng)簡單的。我們將用Hastelloy?C-22合金1.6mm薄板為例講述薄板襯里技術(shù)制造要點(diǎn)：設(shè)計(jì)安裝方案按照圖1所示，用作襯里的薄板并不是拼接而是搭接在一起的。一般，我們選擇25mm的搭邊量。因此，在設(shè)計(jì)安裝方案及排料時(shí)，必須要考慮進(jìn)去。另外，在各個(gè)轉(zhuǎn)角，需要設(shè)計(jì)形狀相符的薄板；在和基材連接的尾端，可能需要安裝膨脹連接器。一般先完成邊墻和天花板的安裝，然后才是地板。預(yù)先制定焊接工藝焊接工藝是這種技術(shù)最關(guān)鍵的部分。GMAW（金屬極弧焊）是這種技術(shù)中最常用的焊接工藝，GTAW（鎢極弧焊）和SMAW（手弧焊）也可以使用，但焊接效率較GMAW來的低一些，不利于大面積的焊接。保護(hù)氣的選擇是焊接工藝開發(fā)上的重要因素。在自動(dòng)焊中使用的較多的是90%氦氣+7.5%氬氣+2.5%二氧化碳（A-1025），這種保護(hù)氣有一定氧化性，但電弧穩(wěn)定性高。另一種75%氬氣+25%氦氣的保護(hù)氣沒有氧化性，焊縫平整，但電弧穩(wěn)定性低。HaynesInternational公司生產(chǎn)的NiCoBrite?保護(hù)氣在這兩方面達(dá)到了很好的平衡，是協(xié)同系統(tǒng)中很好的選擇。通常使用的焊接參數(shù)列于表1在工廠剪切，打洞，對(duì)薄板進(jìn)行粗加工薄板上需要打洞進(jìn)行塞孔焊，在棱和角上的薄板需折起來，如果能在工廠進(jìn)行這些工作，就可以在現(xiàn)場安裝時(shí)省卻很多的時(shí)間。因?yàn)楸“迨钳B放的，所以不需要對(duì)齊接角?？梢越徊姣B放完成密封焊不需要精確切割合金薄板。有一個(gè)或者兩個(gè)角為90度的預(yù)成型薄板，就可以很合適地安裝在天花板或者地板上，如圖2，這樣就消除了棱成型安裝的問題。斷續(xù)角焊縫和板中央附接可以使薄板固定在天花板上，而邊墻上的密封焊從完成的棱上開始。其中，是一個(gè)90度彎角的薄板，上面打孔來安裝膨脹連接密封器。在一般情況下，C-22?薄板的延展性是非常好的（拉伸延伸率可達(dá)50%）。這樣，部件冷成型也是沒有問題的。當(dāng)彎曲弧度達(dá)到一倍的壁厚時(shí)，都不會(huì)產(chǎn)生開裂和撕裂。一般來說，冷成型的薄板要在冷加工的條件下安裝。任何對(duì)合金薄板的熱加工必須要進(jìn)行固溶處理來還原材料的抗腐蝕能力?；谋砻嫣幚砣绻桥f的設(shè)備，附接合金薄板前必須要徹底清潔基材。一般都是先用噴沙磨掉腐蝕的基材表面，然后用清水清洗。噴沙和清洗可以打開腐蝕坑，沖洗掉腐蝕產(chǎn)品和污垢。在一個(gè)新的設(shè)備中，一般使用用噴沙或者輕微打磨基材除去重銹或者氧化層。這些只是針對(duì)合金和基材焊接的區(qū)域進(jìn)行的。將薄板附接到基材上在安裝過程中，我們可以看到兩個(gè)清晰的焊接狀態(tài)。第一個(gè)是薄板結(jié)構(gòu)附接在基材上。接著是合金薄板通過周邊密封焊來達(dá)到密封結(jié)構(gòu)。薄板和基材通過斷續(xù)焊結(jié)構(gòu)附接。這些焊縫位于大約是每150mm邊長的中央，長25mm。（見圖1）應(yīng)該注意到，所有襯里系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都是來自于薄板和基材之間的斷續(xù)角焊縫。結(jié)構(gòu)焊接的強(qiáng)度見表2、3。因此，高質(zhì)量的焊接是必要的。最好的是能和基材平整焊接的焊接技術(shù)。如果不能達(dá)到，建議在搭接基板之前，角焊縫要和合金薄板底面齊平。這會(huì)對(duì)薄板之間保持親密貼合有好處。因?yàn)橐惭b附加薄板，薄板之間交疊公稱25mm。要在結(jié)構(gòu)角焊縫焊接中固定位置，需要合金與合金之間的固定焊。焊接之前，一般要清潔基材和合金板材，去除油脂，油，腐蝕產(chǎn)品，水垢/沉淀物，水和其他污染物。至少要求進(jìn)行類似焊接不銹鋼的操作。在加工哈氏合金板材時(shí)，不需要使用不銹鋼工具和刀具。一般在焊接和通常的清理操作中使用不銹鋼絲的刷子。使用板中央附接能夠通過薄板和基材之間的結(jié)構(gòu)焊供給了襯里系統(tǒng)一個(gè)額外的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。在許多安裝中，用的都是一排塞孔焊沿著1219mm寬薄板，位于中間600mm處。在正壓力的情況下，這些附加結(jié)構(gòu)焊接的結(jié)合并不是必須的，由設(shè)計(jì)者決定。通常，塞孔焊有以下3種方式。這些方式是：一，直接塞孔焊；二，塞孔焊上面蓋一層焊接金屬；三，用密封焊焊一塊蓋板在塞孔焊上。使用這些方式得到的抗腐蝕性能見表4。全面密封焊在合金襯里結(jié)構(gòu)附接到基材上后，在搭接的板上要用密封焊。密封焊不僅提供了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且還能形成了一個(gè)不泄漏的系統(tǒng)。就像在前面幾節(jié)中提到的，搭接的薄板要用可靠的固定焊固定，這樣結(jié)構(gòu)角焊縫才能完成。在密封焊之前，需要附加固定焊來保證兩塊搭接的薄板緊密貼合。這些固定焊通常非常小，大約6mm長，間距75mm。大的間隙或者兩塊搭接薄板之間的空隙增加了密封焊損壞的可能，可能最終造成系統(tǒng)泄漏。一定要在進(jìn)行連續(xù)密封焊之前打磨刨薄這些固定焊。固定焊只要在密封焊時(shí)足夠使薄板之間緊密貼合就夠了。這些焊縫越大，密封焊就越困難。還要密封焊的起頭和收尾都要打磨刨薄。需要強(qiáng)調(diào)的是密封焊的腐蝕通常是在起頭，收尾或者固定焊的地方出現(xiàn)的。謹(jǐn)慎制定這個(gè)焊接工藝會(huì)大量的減少修理成本。檢驗(yàn)無損檢驗(yàn)（NDE）是這項(xiàng)制造工藝中最重要的部分。一定要注意，密封焊只能焊一道，因此任何熔深不足或者其他焊接缺陷都可能造成襯里系統(tǒng)泄漏。建議在基材上安裝可以滴水的洞，這樣就可能及時(shí)監(jiān)測和修理襯里系統(tǒng)的滲漏。肉眼檢查可能查出80-90%的焊接缺陷。建議在使用NDE測試之前仔細(xì)的用肉眼觀察，然后修理被懷疑的焊道會(huì)很快，而且不用擔(dān)心NDE測試液的污染（染料滲透劑或者真空盒皂液）。當(dāng)前，真空滲漏測試方法似乎是最精確的，性價(jià)比最高的（因?yàn)樽畛Ｓ茫┑臏y試。這是因?yàn)闇y試的靈敏度（檢測泄漏存在的能力）高和速度較快。液體染料滲透劑檢驗(yàn)是另一種可選擇的方法，可以應(yīng)用在真空盒無法進(jìn)入的小區(qū)域。檢修GTAW，GMAW或者SMAW焊接工藝可以用作密封焊缺陷的修理。GTAW焊接工藝被認(rèn)為是最適合的。使用GTAW焊接工藝的修理可以使用也可以不使用焊材，取決于缺陷的長度。小的低熔深缺陷可以重新熔化洗刷掉，不會(huì)有問題。需要打磨的大的區(qū)域可能需要附加焊材?？偨Y(jié)1．運(yùn)用這些簡單的加工和檢查步驟，薄板金屬襯里技術(shù)就可以成功地運(yùn)用于FGD系統(tǒng)中。2．HASTELLOYC-22合金的薄板金屬襯里是可信的，性價(jià)比高的腐蝕保護(hù)方法。3．C-22金屬和焊材的抗腐蝕性能和機(jī)械性能增加了薄板金屬襯里技術(shù)的適應(yīng)性和可靠性。表1薄板襯里焊接參數(shù)保護(hù)氣金屬極弧焊短路模式（密封焊，斷續(xù)結(jié)構(gòu)角焊縫和塞孔焊）基材：碳鋼基材厚度：公稱?英寸（6mm）薄板材料：HASTELLOYC-22合金薄板材料厚度：公稱0.062英寸(1.6mm)焊接填充材料：HASTELLOYC-22合金焊接填充材料直徑：0.035英寸（0.89mm）焊接位置：全部預(yù)熱溫度：最小50℉（10℃）中間溫度：最大200℉（93℃）保護(hù)氣：90%氦氣+7.5氬氣+2.5%二氧化碳（A-1025）保護(hù)氣流速：25CFH（0.7CMH）電器特性：DCRP（反接）電流：70-90安弧電壓：18-20伏焊絲進(jìn)料速度：180-210英寸/分鐘460-530厘米/分鐘移動(dòng)速度：10-15英寸/分鐘25-38厘米/分鐘技術(shù)：兩次焊接中間用不銹鋼刷子清理焊接細(xì)節(jié)：平焊：立焊：仰焊：用噴頭正向焊接垂直向下，噴頭反向焊接用噴頭正向焊接表2結(jié)構(gòu)角焊縫的剪切強(qiáng)度（HASTELLOYC-22