关键词：Q345R（R-HIC）；焊接工艺评定；氢致开裂检验；
在压力容器的设计和制造过程中，材料选择与使用是一个十分重要的环节。我国压力容器设计和制造中普遍使用Q345R钢板。近年来，在石化行业中常常由于H2S的存在而引起设备发生损坏或破裂事故，许多学者对此进行了研究[1 ]。与此同时，具有一定抗氢诱导开裂(Hy—drogen Included Cracking，HIC)能力的钢材被冶炼出来用于制造湿H2S环境下使用的设备。国产Q345R(R-HIC)钢就是其中之一。
一、试验用钢材化学成分与力学性能
试验用Q345R(R-HIC)，化学成分及力学性能见表1、表2
表1 Q345R(R-HIC) 化学成分
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二、试验用焊接材料
为保证焊缝的强度和机械性能， 焊丝采用NB/T47018-2017、GB/T8110-2008 HS09MnSH3 Φ2.5哈尔滨威尔生产的实心焊丝，化学成分及力学性能见表3、表4，保护气体选用≥99.99%Ar
表3 焊丝化学成分
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三、坡口加工及焊接
1 坡口型式
根据Q345R(R-HIC)的材质特点，Ar气保护焊的焊接特点，板材采用60°的V型坡口，钝边1 mm。
2 焊接工艺参数
焊接电流：120-160A，焊接电压：15-18V，焊接速度：6-12 cm/min，保护气流量9-11L/min。
3 焊接过程控制
Q345R(R-HIC)材料本身的焊接性能良好，焊接时注意层间温度，焊接层间温度不大于150℃。当厚度大于25mm焊接时应进行焊前预热，预热温度不小于80℃。如果厚度过大时，还应进行后热处理，后热温度250~300℃，保温时间可按每毫米2~2.5min计算，但不可少于30min
4 焊接设备
使用奥太WSM-400直流脉冲氩弧焊机。
四、焊后热处理
焊接残余应力会促进硫化物应力腐蚀开裂，因此焊后对Q345R(R—HIC)钢板必须进行消应热处理，温度为620℃±20℃，考虑到工艺评定的覆盖范围，保温时间延长至2.5 h，同时也要减慢升温和降温速度，升温和降温速度控制在150~180℃/h。
五、无损检测
试板焊后根据NB/T47013.2-2015的要求，应进行RT射线检测，验收标准NB/T47013.2-2015进行验收。
六、抗氢致裂纹(mC)试验
按照GB/T 4157—2006《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》标准进行。试验溶液为A溶液，即5％NaCl+0.5％CH3COOH+饱和硫化氢水溶液，开始时试验溶液的pH测试值为3.0，试验后溶液的pH测试值为3.6。
七、试验结果分析
通过99.99%Ar可减少飞溅，焊缝成型美观。通过拉伸试验发现，其值在板材与焊材抗拉强度范围13%以内，说明焊材基本等强于板材，符合强度要求。
通过弯曲试验发现，试样焊缝、融合线无裂纹，无起皱现象，表明焊接接头塑性及钢板表面质量均合格。
此次试验结果说明，Q345R(R-HIC)板材采用惰性气体氩弧焊，焊丝HS09MnSH3 Ф2.5，保护气体为99.99% Ar，可以满足相关技术要求。
八、 结束语
按本文介绍的焊接方法操作后，对焊接接头进行了无损检测，一次合格，无任何返修，焊接接头力学性能完全满足要求，表明制定的焊接工艺、选择的焊接材料是可行的。
参考文献
【1】《压力容器》GB/T150-2011
【2】《钢制化工容器材料选用规定》HG/T20581-2011
【3】《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014-2011
【4】《压力容器焊接规程》NB/T47015-2011
【5】《承压设备焊后热处理规程》GB/T30583-2014
论文作者:付金龙,
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
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