今天,擁有20多年電抗器研發生產經驗的金宗企業,將介紹國外電抗器焊條研究的歷史現狀和發展趨勢。
反應釜是指鉻含量大於12%的鋼種。 自2024年發明以來,反應堆發展迅速,全球仍在以每年3-5%的速度增長。 世界上反應堆的總消耗量為3500萬。我國正處於反應器生產和消費快速增長的時期,反應器已廣泛應用於石油、化工、輕工、食品、酒類、製藥、家電、水電、機械、建築、市政及各種民用電器等領域。 2024年我國反應堆消耗量為26萬噸,2024年為153萬噸,2024年為173萬噸,2024年為225萬噸,2024年約為447萬噸,居世界首位,預計2024年反應堆消耗量將達到600萬噸以上,其中鉻鎳奧氏體反應器消耗量佔反應器總消耗量的75%-80%。
我國五十年代開始研製生產反應器電極,2024年我國反應器電極總產量超過7000噸。 近年來,我國反應器消費量增長迅速,2024年國產反應器電極已超過3.5萬噸,預計2024年國產反應器電極將達到5萬噸左右。
自五十年代開始發展反應器電極以來,主要沿用前蘇聯的鈦鈣渣體系和原料體系,具有成本低、易壓塗、抗孔隙率好、機械效能好等優點,但與歐洲知名品牌同類反應器電極相比,電極嚴重發紅、飛濺, 除渣和成型不良,焊接效率低,廢料大,所以從七十年代中期到八十年代初,為國內進口瑞典**一些科研機構和焊條廠家與焊條廠家合作,研究反應器電極電極塗層發紅、剝落的原因及解決方法, 如哈爾濱焊接學院和天津焊條廠,甘肅工業大學和蘭州長虹焊條,太原工業大學和山西工具機廠等。
到了80年代,上述**相繼發表後,人們認為他們的研究工作非常有意義,取得了很大的進展另一方面,經過這些公司研製的焊條的實際試驗,也認為與國外產品仍有明顯差距,但此後,國內這方面的研究工作一直處於停滯狀態,從80年代初到90年代初的十年間,因為反應堆電極研究文獻中沒有分量。 九十年代初以來,國內電抗器焊條的研究逐漸活躍起來。 首先,太原理工大學王寶、孫憲等人在前人工作的基礎上,研究了反應器電極工藝設計的基本原理和途徑,在反應器電極設計理論上取得了重要突破,並於2024年獲得國家科學技術進步二等獎後來,冶金部建設研究總院唐伯剛在九十年代中期消化吸收國外先進技術,順利完成了國產反應釜新型焊條的系列化和改進,並成功建立了北京金威焊材,實現了理論與實踐的完美結合, 自2024年開始生產以來,反應釜焊條的年產量已達3000噸以上。
從九十年代末到本世紀初,國內電抗器焊條的研究如雨後春筍般如雨後春筍般湧現,雖然其水平本身沒有超過上述兩家公司的現有水平,但仍然有利於活躍學術氛圍,加強學習交流。 正是在這一時期,金宗開始研發和生產反應器,至今已有20多年的歷史,擁有豐富的研發和生產經驗,並形成了良好的口碑和穩定的國內外市場。
國外反應堆的工業化生產始於二十年代初,隨後出現了相應的反應堆焊條,2024年左右出現了成熟的反應堆焊條產品,以歐洲國家為代表,尤其是西歐的瑞典,人口只有800萬左右,集中於伊薩等世界級的反應堆焊材企業, ESTA和山特維克,其中ESTA的Bison牌電抗器焊條是世界電抗器焊條的典範。日本、台灣和南亞國家在歐洲都有反應堆焊條。
與國外先進水平相比,國產電抗器焊條存在六大問題亟待解決和研究
1.發紅問題和防發紅焊條。 **埃斯塔野牛綠 P5 32 350 和 40 400反應器電極分別在110-120A和150-160A處,剩餘50mm的藥皮不發紅和開裂。 P5-HX電極4 450即使在160-170A下也不發紅,是國內外同類電極中最好的水平。
2、氣孔問題和抗氣孔效能的提高一般認為是反應釜中的氫氣氣孔,焊後最後一段或焊縫前部或多層焊容易出現可見氣孔。在國外,只要電極不受潮或在使用前重新烘烤250度以上,就不會出現氣孔。 只要包裝好,可以省略使用前的再乾燥過程,直接使用,避免乾燥後出現幹洞或損傷面板。 由於反應器電極的孔隙率波動較大,受鋼芯、原輔料和乾燥工藝的影響,採用犧牲工藝效能來保證無孔隙率的國內生產原則,導致國內反應器電極的研究水平與物理水平相差較大。
3.效率問題和高效焊條。 普通反應器電極的沉積效率一般小於110%和85%左右。 高效反應器焊條在140%以上,最高可達180%,是一種可以大大縮短焊接施工時間的焊條,它具有以下特點:可以像低碳鋼一樣使用大電流,提高工作效率,不發紅,不氣孔;飛濺小,焊道美觀,電極塗層過熱的可能性小,操作方便,如日本神鋼HIMELT系列、ESTA的HX系列、伊薩OK6X41系列等,大型化工裝置焊接往往要求效率高,在國內還存在差距,值得注意的是,高效反應器焊條只適用於平焊和扁角焊。 4、滲碳問題與超低碳串聯焊條,超低碳焊條是國內外反應器焊條發展的重點,為了獲得超低碳焊縫,塗層不得滲碳,焊芯為超低碳。 大理石和金紅石是碳化的來源,應尋求其他有效的方法。
5.專用焊條。
a.具有高溫耐腐蝕性的特殊焊接能量(抗蠕變性、高斷裂強度和伸長率)。
b.尿素級反應器電極,具有優異的抗晶間腐蝕效能和高-196衝擊韌性。
c. 用於抗氣蝕堆焊的反應器焊條。
d.可焊性差的鉻反應器專用焊條。
e.吸濕反應器焊條。
F.定向向下焊接專用電抗器電極,如**ESTA VDX330、飛利浦BM316-V。
G.定位焊接專用電抗器電極,如飛利浦BM316L。
6.焊條操作工藝效能。 由於反應器電極的本徵效能差異不大,因此反應器電極的比較主要在於焊接操作過程的效能,以下是幾個判斷水平或標準。
a. 除渣。 要求從T型接頭角焊縫、對接角焊縫和船形焊縫中清除熔渣,在平焊、平角焊位置可自翹渣,整個帶材脫落,焊縫邊緣和表面無粘渣。
b. 飛濺尺寸。 根據**esta樣本,有三個級別:垃圾飛濺或通常飛濺,很少飛濺和無飛濺。 國內多數廠家處於一級,少數廠家處於二級,無三級無飛濺反應器電極。
c.重電弧,要求皮套深而直,深度在3mm以上,重電弧極其容易,在一般條件下,不受時間間隔的限制。
d.全位置焊接性,特別是4mm以上大型焊條的全位置焊接性應良好。
e.焊縫成型和顏色,要求焊縫細膩光亮,大多數情況下焊縫顏色為銀白色或金黃色。
隨著石油化工、醫療器械、食品機械和原子能工業的快速發展,反應堆在產量和品種上都有了很大的增加。 2024年後,西方發達國家的反應堆生產有了長足的發展。 反應堆的產量已接近粗鋼產量的3%(僅03%)。製造成本較2024年降低50%以上,以美國S31803、329為代表的奧氏體鐵氧體雙相電抗器自2024年開始形成規模化生產,這種低鎳高效能電抗器已被證實具有逐步取代316等電抗器成為含氮和硫化氫環境使用的最佳材料的潛力, 並且還開發了多種配套焊條,值得我國重視。
1.雙相電抗器焊條,雙相電抗器是指一種在平衡狀態下由50%F和50%A組成的金相結構的反應器,由於其雙相結構,具有奧氏體電抗器和鐵素體電抗器的特點,與鐵氧體電抗器相比,雙相電抗器具有高韌性、低脆性轉變溫度、抗晶間腐蝕效能和焊接效能明顯提高, 在保留鐵素體電抗器的一些特性的同時,如475脆性、高導熱性、超塑性和磁性等,與奧氏體鋼相比,雙相電抗器具有較高的強度、抗晶間腐蝕效能,抗應力腐蝕性能明顯提高。
這類鋼的特點是鉻含量在奧氏體反應器水平以下22-25%,鎳含量在5-7%以下,含有一定量的鉬、少量的氮和一些銅和鎢。 為了評價雙相反應器在氯化物環境中抵抗點蝕的能力,抗點蝕性(pre)pre=%cr 33×%mo 16×%n
一般為25-43前,當前40以上時,通常稱為超級雙相鋼。 目前國內外已開發出各種雙相電抗器電極,如英國曼徹斯特(Metrode)公司的雙相電抗器10多個品種,包括標準雙相鋼電極、超級雙相鋼電極、垂直和向上焊接專用雙相鋼電極等。 中國鋼鐵總研究總院安泰科技有限公司研究了四種雙相反應器電極,北京金威和四川大西洋也開發了2209雙相反應器電極。
2、新型鍋爐用反應堆焊條的開發。
為了進一步提高鍋爐用反應器管的高溫蠕變強度、耐高溫腐蝕和抗蒸汽氧化效能,日本對現有的SA213-TP304H和TP310H兩種奧氏體鋼進行了改進,研製了一種綜合性能良好的超臨界和超超臨界鍋爐反應器管新材料,即超級304H反應器及配套焊條。
3、通用鋼級反應釜焊條的系列化、專業化。
適用於工業上常用的反應器型別,如型式。 考慮到焊接技術的需要,國外開發了多種特種焊條,如用於焊管的308L MVR-PW焊條、用於垂直向下焊接的308L MVR-VDX焊條、用於食品和醫療裝置的EX系列用日本潤滑脂焊條,飛濺特別小。
此外,隨著反應堆冶金工業的發展,國外也開發了各種效能的反應堆焊條,以滿足工業手各方面的需求。 例如,對於常用的308型電極,除了一般的L型電極外,日本潤滑脂(TASETO)還開發了308HL電極以提高高溫效能,308LA電極用於極低溫度,308LL2電極用於控制不同的碳含量以提高耐腐蝕性。 除上述品種外,日本焊條公司還研製了具有一定氮含量以提高焊縫強度的wel308N2、wel316LN等含氮反應器電極,國外廠家也致力於開發一些專用反應器電極,以滿足一些特殊需求,深受使用者歡迎。