今天,拥有20多年电抗器研发生产经验的金宗企业,将介绍国外电抗器焊条研究的历史现状和发展趋势。
反应釜是指铬含量大于12%的钢种。 自2024年发明以来,反应堆发展迅速,全球仍在以每年3-5%的速度增长。 世界上反应堆的总消耗量为3500万。我国正处于反应器生产和消费快速增长的时期,反应器已广泛应用于石油、化工、轻工、食品、酒类、制药、家电、水电、机械、建筑、市政及各种民用电器等领域。 2024年我国反应堆消耗量为26万吨,2024年为153万吨,2024年为173万吨,2024年为225万吨,2024年约为447万吨,居世界首位,预计2024年反应堆消耗量将达到600万吨以上,其中铬镍奥氏体反应器消耗量占反应器总消耗量的75%-80%。
我国五十年代开始研制生产反应器电极,2024年我国反应器电极总产量超过7000吨。 近年来,我国反应器消费量增长迅速,2024年国产反应器电极已超过3.5万吨,预计2024年国产反应器电极将达到5万吨左右。
自五十年代开始发展反应器电极以来,主要沿用前苏联的钛钙渣体系和原料体系,具有成本低、易压涂、抗孔隙率好、机械性能好等优点,但与欧洲知名品牌同类反应器电极相比,电极严重发红、飞溅, 除渣和成型不良,焊接效率低,废料大,所以从七十年代中期到八十年代初,为国内进口瑞典**一些科研机构和焊条厂家与焊条厂家合作,研究反应器电极电极涂层发红、剥落的原因及解决方法, 如哈尔滨焊接学院和天津焊条厂,甘肃工业大学和兰州长虹焊条,太原工业大学和山西机床厂等。
到了80年代,上述**相继发表后,人们认为他们的研究工作非常有意义,取得了很大的进展另一方面,经过这些公司研制的焊条的实际试验,也认为与国外产品仍有明显差距,但此后,国内这方面的研究工作一直处于停滞状态,从80年代初到90年代初的十年间,因为反应堆电极研究文献中没有分量。 九十年代初以来,国内电抗器焊条的研究逐渐活跃起来。 首先,太原理工大学王宝、孙宪等人在前人工作的基础上,研究了反应器电极工艺设计的基本原理和途径,在反应器电极设计理论上取得了重要突破,并于2024年获得国家科学技术进步二等奖后来,冶金部建设研究总院唐伯刚在九十年代中期消化吸收国外先进技术,顺利完成了国产反应釜新型焊条的系列化和改进,并成功建立了北京金威焊材,实现了理论与实践的完美结合, 自2024年开始生产以来,反应釜焊条的年产量已达3000吨以上。
从九十年代末到本世纪初,国内电抗器焊条的研究如雨后春笋般如雨后春笋般涌现,虽然其水平本身没有超过上述两家公司的现有水平,但仍然有利于活跃学术氛围,加强学习交流。 正是在这一时期,金宗开始研发和生产反应器,至今已有20多年的历史,拥有丰富的研发和生产经验,并形成了良好的口碑和稳定的国内外市场。
国外反应堆的工业化生产始于二十年代初,随后出现了相应的反应堆焊条,2024年左右出现了成熟的反应堆焊条产品,以欧洲国家为代表,尤其是西欧的瑞典,人口只有800万左右,集中于伊萨等世界级的反应堆焊材企业, ESTA和山特维克,其中ESTA的Bison牌电抗器焊条是世界电抗器焊条的典范。日本、台湾和南亚国家在欧洲都有反应堆焊条。
与国外先进水平相比,国产电抗器焊条存在六大问题亟待解决和研究
1.发红问题和防发红焊条。 **埃斯塔野牛绿 P5 32 350 和 40 400反应器电极分别在110-120A和150-160A处,剩余50mm的药皮不发红和开裂。 P5-HX电极4 450即使在160-170A下也不发红,是国内外同类电极中最好的水平。
2、气孔问题和抗气孔性能的提高一般认为是反应釜中的氢气气孔,焊后最后一段或焊缝前部或多层焊容易出现可见气孔。在国外,只要电极不受潮或在使用前重新烘烤250度以上,就不会出现气孔。 只要包装好,可以省略使用前的再干燥过程,直接使用,避免干燥后出现干洞或损伤皮肤。 由于反应器电极的孔隙率波动较大,受钢芯、原辅料和干燥工艺的影响,采用牺牲工艺性能来保证无孔隙率的国内生产原则,导致国内反应器电极的研究水平与物理水平相差较大。
3.效率问题和高效焊条。 普通反应器电极的沉积效率一般小于110%和85%左右。 高效反应器焊条在140%以上,最高可达180%,是一种可以大大缩短焊接施工时间的焊条,它具有以下特点:可以像低碳钢一样使用大电流,提高工作效率,不发红,不气孔;飞溅小,焊道美观,电极涂层过热的可能性小,操作方便,如日本神钢HIMELT系列、ESTA的HX系列、伊萨OK6X41系列等,大型化工设备焊接往往要求效率高,在国内还存在差距,值得注意的是,高效反应器焊条只适用于平焊和扁角焊。 4、渗碳问题与超低碳串联焊条,超低碳焊条是国内外反应器焊条发展的重点,为了获得超低碳焊缝,涂层不得渗碳,焊芯为超低碳。 大理石和金红石是碳化的来源,应寻求其他有效的方法。
5.专用焊条。
a.具有高温耐腐蚀性的特殊焊接能量(抗蠕变性、高断裂强度和伸长率)。
b.尿素级反应器电极,具有优异的抗晶间腐蚀性能和高-196冲击韧性。
c. 用于抗气蚀堆焊的反应器焊条。
d.可焊性差的铬反应器专用焊条。
e.吸湿反应器焊条。
F.定向向下焊接专用电抗器电极,如**ESTA VDX330、飞利浦BM316-V。
G.定位焊接专用电抗器电极,如飞利浦BM316L。
6.焊条操作工艺性能。 由于反应器电极的本征性能差异不大,因此反应器电极的比较主要在于焊接操作过程的性能,以下是几个判断水平或标准。
a. 除渣。 要求从T型接头角焊缝、对接角焊缝和船形焊缝中清除熔渣,在平焊、平角焊位置可自翘渣,整个带材脱落,焊缝边缘和表面无粘渣。
b. 飞溅尺寸。 根据**esta样本,有三个级别:垃圾飞溅或通常飞溅,很少飞溅和无飞溅。 国内多数厂家处于一级,少数厂家处于二级,无三级无飞溅反应器电极。
c.重电弧,要求皮套深而直,深度在3mm以上,重电弧极其容易,在一般条件下,不受时间间隔的限制。
d.全位置焊接性,特别是4mm以上大型焊条的全位置焊接性应良好。
e.焊缝成型和颜色,要求焊缝细腻光亮,大多数情况下焊缝颜色为银白色或金黄色。
随着石油化工、医疗器械、食品机械和原子能工业的快速发展,反应堆在产量和品种上都有了很大的增加。 2024年后,西方发达国家的反应堆生产有了长足的发展。 反应堆的产量已接近粗钢产量的3%(仅03%)。制造成本较2024年降低50%以上,以美国S31803、329为代表的奥氏体铁氧体双相电抗器自2024年开始形成规模化生产,这种低镍高性能电抗器已被证实具有逐步取代316等电抗器成为含氮和硫化氢环境使用的最佳材料的潜力, 并且还开发了多种配套焊条,值得我国重视。
1.双相电抗器焊条,双相电抗器是指一种在平衡状态下由50%F和50%A组成的金相结构的反应器,由于其双相结构,具有奥氏体电抗器和铁素体电抗器的特点,与铁氧体电抗器相比,双相电抗器具有高韧性、低脆性转变温度、抗晶间腐蚀性能和焊接性能明显提高, 在保留铁素体电抗器的一些特性的同时,如475脆性、高导热性、超塑性和磁性等,与奥氏体钢相比,双相电抗器具有较高的强度、抗晶间腐蚀性能,抗应力腐蚀性能明显提高。
这类钢的特点是铬含量在奥氏体反应器水平以下22-25%,镍含量在5-7%以下,含有一定量的钼、少量的氮和一些铜和钨。 为了评价双相反应器在氯化物环境中抵抗点蚀的能力,抗点蚀性(pre)pre=%cr 33×%mo 16×%n
一般为25-43前,当前40以上时,通常称为超级双相钢。 目前国内外已开发出各种双相电抗器电极,如英国曼彻斯特(Metrode)公司的双相电抗器10多个品种,包括标准双相钢电极、超级双相钢电极、垂直和向上焊接专用双相钢电极等。 中国钢铁总研究总院安泰科技有限公司研究了四种双相反应器电极,北京金威和四川大西洋也开发了2209双相反应器电极。
2、新型锅炉用反应堆焊条的开发。
为了进一步提高锅炉用反应器管的高温蠕变强度、耐高温腐蚀和抗蒸汽氧化性能,日本对现有的SA213-TP304H和TP310H两种奥氏体钢进行了改进,研制了一种综合性能良好的超临界和超超临界锅炉反应器管新材料,即超级304H反应器及配套焊条。
3、通用钢级反应釜焊条的系列化、专业化。
适用于工业上常用的反应器类型,如型式。 考虑到焊接技术的需要,国外开发了多种特种焊条,如用于焊管的308L MVR-PW焊条、用于垂直向下焊接的308L MVR-VDX焊条、用于食品和医疗设备的EX系列用日本润滑脂焊条,飞溅特别小。
此外,随着反应堆冶金工业的发展,国外也开发了各种性能的反应堆焊条,以满足工业手各方面的需求。 例如,对于常用的308型电极,除了一般的L型电极外,日本润滑脂(TASETO)还开发了308HL电极以提高高温性能,308LA电极用于极低温度,308LL2电极用于控制不同的碳含量以提高耐腐蚀性。 除上述品种外,日本焊条公司还研制了具有一定氮含量以提高焊缝强度的wel308N2、wel316LN等含氮反应器电极,国外厂家也致力于开发一些专用反应器电极,以满足一些特殊需求,深受用户欢迎。