镍合金管（镍合金管道焊接方法）

镍基合金管的性能、化学成分

以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30％,且含镍加铁大于50％的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金(见不锈耐酸钢)。1905年美国生产的Ni-Cu合金(Monel合金Ni

70

Cu30)是最早的镍基耐蚀合金。1914年美国开始生产Ni-Cr-Mo-Cu型耐蚀合金(Illium

R)，1920年德国开始生产含Cr约15％、Mo约7％的Ni-Cr-Mo型耐蚀合金。70年代各国生产的耐蚀合金牌号已近50种。其中产量较大、使用较广的有Ni-Cu,Ni-Cr,Ni-Mo，Ni-Cr-Mo(W)，Ni-Cr-Mo-Cu和Ni-Fe-Cr，Ni-Fe-Cr-Mo等合金系列,共十多种牌号。中国在50年代开始研制镍基和铁－镍基耐蚀合金，到70年代末，已有十多种牌号。

类别

镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下：

Ni-Cu合金

在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料（见金属腐蚀）。

Ni-Cr合金

主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。

Ni-Mo合金

主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。

Ni-Cr-Mo(W)合金

兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。

Ni-Cr-Mo-Cu合金

具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。

铜镍合金管标准是什么？有什么特点？

铜镍合金管可以指白铜管，也可以指蒙乃尔管材。如果是以铜为基体加入的镍而制成的管材，那么就是白铜管了。如果是以镍为基体加入铜、铁、锰等元素而制成的管材，就是蒙乃尔管了。管材都有自己的标准，那么铜镍合金管标准也是有的。铜镍合金管是一种横断面为中空的圆形或简单的几何形状的管材。 铜镍合金管标准之化学成分表：就是白铜管标准了。 第二种铜镍合金管标准之 壁厚及其允许偏差对比，厚度0.5 外径10-20 铜镍合金管标准之长度、弯曲度、不圆度及其允许偏差对比 长度

镍和镍合金管焊接特点和方法是什么？

镍和镍合金管焊接特点和方法是什么？

答：

1 镍及镍合金焊接

常用的镍基合金分为4 大系列：

（1）因康镍Inconel（Ni-Gr-Fe 系）

（2）蒙乃尔Monel（Ni-Cu 系）

（3）因科洛依Incoloy（Fe-Ni-Gr 系）

（4）哈斯特洛依Hastlloy（Ni-Mo或Ni-Gr-Mo系）

2 可焊性分析

（1）镍及镍合金焊接最常出现的缺陷是热裂纹，主要原因是镍和铁的二元共晶物中有较低熔点的金属共晶物和非金属共晶物。特别是硫、磷共晶物熔点比镍铁低很多（Ni-S 为645℃、Ni-P 为880℃），在焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界区，同时镍及镍合金线胀系数大，焊接时易产生较大的应力，焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜在收缩应力作用下易产生开裂。

（2）镍及镍合金特别是纯镍、蒙乃尔等合金，固液相温度间距小，流动性偏低，在快速冷却结晶条件下，气体来不及逸出极易在焊缝中产生气孔。因此镍及镍合金焊接应采用小线能量、降低层间温度、加快焊缝冷却速度，焊前彻底清除焊丝、母材坡口处的油、污物，严格控制母材焊材中的硫、磷含量，才能防止裂纹、气孔的产生。

3 焊接方法

镍及镍合金焊接一般采用手工钨极氩弧焊、手工焊条电弧焊、熔化极惰性气体保护焊等方法也可采用埋弧自动焊焊接方法。

4 焊材

4.1焊材选用原则

4.1.1 同种铁镍合金、镍合金的焊接宜选用和母材合金系统相同的焊接材料，若无耐腐蚀性能要求，也可选用与母材合金系统不同的焊接材料，但应保证接头具备设计要求的性能。

4.1.2 异种铁镍合金、镍合金及其与铬镍奥氏体钢组成的异种焊接接头的焊接材料，选用应考虑下列因素:

（1）焊缝的强度（包括高温持久强度）耐蚀性。

（2）线膨胀系数的差异，高温下长时间工作后，可能产生的体积永久性改变。

（3）焊接裂纹、气孔的敏感性。

4.2 常用镍铁合金、镍合金焊材选用参考表2

4.3常用异种镍合金焊材选用参考表3

4.4焊材的烘干

(1)焊条使用前应按焊条产品说明书、质量证明书或焊接工艺指导书中的要求进行烘干。

(2)烘干后的焊条应贮存在100℃的恒温箱内，焊工领用应使用保温筒，如领出时间超过4h，应重新烘烤，但重复烘烤次数不得超过两次。

(3)推荐焊条烘干温度。

4.5 对焊接材料的要求

(1)镍及镍合金管道焊接所用的焊接使用的焊条、焊丝、焊剂、保护气、电极应有出厂合格证和质量证明书。

(2)如果对焊接质量证明书中特性数据有异议，或对其质量有疑问时，应按相应的技术标准进行必要的复验。

(3)焊接材料的储存、保管应符合JB/T3223-96《焊接材料质量管理规程》及相关标准的要求。

(4)钨极氩弧焊宜采用铈钨极，并符合GB4191《惰性气体保护电弧焊和等离子焊接切割用铈钨电极》的规定。

( 5 ) 焊接镍及镍合金使用的氩气纯度不应低于99.99%。

(6)焊接时用氩气输送管宜采用塑料软管，不宜用橡胶软管或其它吸湿性材料的软管。

5 施焊环境

镍及镍合金焊接施工的环境条件应达到以下要求:

(1)环境温度不低于0℃。

(2)手弧焊时风速不大于8m/s，氩弧焊时风速不大于2m/s。

(3)相对湿度不大于90%。

(4)非雨雪天气。

(5)当环境条件不符合以上要求时，应采取有效防护措施后方可施焊。

6 施工准备

6.1 施工采用规范标准

《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3523《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236《镍及镍合金焊条》GB/T13814《镍及镍合金焊丝》GB/T15620

6.2 焊接工艺评定和焊工考试执行标准

焊接工艺评定和焊工考试执行《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236 或《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH3523的规定。焊接工艺评定和焊工考试项目均能覆盖焊接产品。

6.3 根据设计文件、相关标准和焊接工艺评定，并编制焊接工艺指导书.

7 焊接工艺

7.1 焊缝清理

(1)焊缝清理坡口、钝边及焊道两侧30mm范围。

(2)焊缝处氧化膜用锉刀、砂轮清理。

(3)焊缝处污物、油脂、漆应用丙酮、碱液或专用合成剂清理。

7.2 焊接注意事项

7.2.1 焊接时在保证焊透和熔合良好的前提下，在工艺参数范围内尽量采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。

7.2.2 当焊件较厚需多层焊应符合下列规定:

（1）除打底焊外其余焊层宜采用多道焊。

（2）层内温度应小于100℃。

（3）每一层每一道焊完后均应彻底清除焊道面的熔渣，并消除各种表面缺陷。

（4）各层各道的焊接接头要错开。

7.2.3 采用实芯焊丝或不填丝的钨极氩弧焊时，焊缝背面应充氩，实行内保护，内保护措施可采用管子整体或局部充氩两种方法，并应符合下列要求:

（1）管内充氩气开始时流量可适当加大，确认管内空气完全排除后方可施焊。

（2）焊接时充氩气流量可逐步降低，以避免充氩气压力较高而造成焊缝背面在成形时出现内或根部未焊透现象。

7.2.4 钨极氩弧焊时，焊丝的加热端应始终在氩气保护之下。为加强保护效果可在焊嘴后侧家一辅助输送保护气拖罩。

7.2.5 焊件表面严禁电弧擦伤，并严禁在焊件表面引弧、收弧。

7.2.6 与焊件连接的焊接电源地线不得直接接触工件，应采用与焊件同材质的材料过渡连接，以避免铁污染。

7.2.7 焊接中应确保引弧与收弧的质量，收弧的弧坑应填满。

7.2.8 焊接管径较小且热裂倾向较大材质的焊缝时，宜采取焊缝两侧装冷却铜块，或用冷水、乙醇檫拭焊缝两侧等措施，以减少焊缝的高温停留时间，加快焊缝冷却速度。

7.2.9 焊接完毕必须及时将焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物，防飞溅材料清理干净。

7.2.10 焊接施工中避免污染，应采用不锈钢锤、不锈钢丝刷、专用砂轮片。

7.3 焊接工艺参数

不同系列的镍及镍合金焊接工艺参数稍有不同

7.3.1 推荐手工电弧焊焊接工艺参数（见表6）

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