机械制造文摘
焊接分册
焊接现场
大型压力容器制造用09MnNiDR低温钢的焊接工艺评定
杨晓冬，赵钰，樊志勤，梁雁斌
（太原重工股份有限公司，山西太原030024）
0前言
近年来，一些大型、低温、深冷容器在石油炼化行业得到普遍应用，低温钢在大型压力容器制造中的焊接加工问题日益增多。09MnNiDR是一种低温压力容器用钢，其主要化学成分为（质量百分数）：@（C）≤ 0.12%,@(Si) =0.15% ~0.50%,@(Mn) =1.20% ~ 1.60%,（Ni）=0.30%~0.80%。09MnNiDR 与 16MnDR比较，具有更优异的低温韧性，由于添加了镍元素，09MnNiDR钢在-70℃低温条件下，仍能保持相当高的强度和韧性。这种钢可用于制造低温、深冷压
力容器，例如CO，吸收塔、脱乙烷塔、中压闪蒸塔、冷却器、再吸收塔、丙烷低温储罐、甲醇深冷器、粗煤气深冷器及粗煤气脱硫塔等设备。
在焊接性分析基础上，对09MnNiDR钢的典型焊接接头进行了焊接工艺评定，并用于实际生产中。
09MnNiDR钢的焊接性分析
对实际生产用09MnNiDR钢板进行化学成分分析和力学性能测试，并与标准规定值进行比较，分析与测试结果分别见表1和表2。
由表1可见，09MnNiDR钢板中镍、锰、硅等合金元
09MnNiDR钢板的化学成分（质量分数，%）表1
数据来源 GB3531—2014 实测值
数据来源
GB3531—2014 实测值
C ≤0.12 0.080
板厚 3/mm
20 20
IS
Mn
0.15 ~0.50
1.20 ~ 1. 60
0.31 供货条件 + NT + NT
1.47
s ≤0.008 0.003
p ≤0.020 0.008
表209MnNiDR钢板的力学性能
抗拉强度 R./MPa 430~560
490
屈服强度 R,/MPa 280
390
素的含量均在标准规定值内，而碳、硫、磷等元素含量都远低于标准规定值上限，这表明该钢材的化学成分符合标准要求。从表2可知，09MnNiDR钢板的力学性能指标均满足标准要求，其中低温冲击韧性及断后伸长率远高于标准规定的最小值，可以有效地确保钢板在使用温度下具有足够的韧性，即抗低温脆性破坏能力。
09MnNiDR钢板的金相组织为铁素体加少量珠光
万方数据
Ni 0.30 ~ 0.80 0.54
断后伸长率
弯曲试验
Nb 0.02
Al ≥0.020 0.029
冲击吸收能量
(D =40 mm,α =180°) KV,(70 ℃)/J
A(%）
23 36
合格合格
60
124,134,163（平均值140）
体，根据09MnNiDR钢板的实测化学成分，按照CErw=@(C）+1/6（Mn）+ 1/5(Cr）+1/5（Mo）+ 1/5α（V）+1/15o（Cu）+1/15w（Ni）碳当量计算公式，得到使用09MnNiDR钢板的CEw=0.365wt.%≤ 0.40wt.%，焊接时率硬倾向较小，不易产生冷裂纹，钢板厚度为20mm时通常无需预热。同时，09MnNiDR 钢板的合金元素总质量分数仅为2.42%，远低于5%，而且C,Ni含量低,S,P等有害元素控制较严.热裂纹
2017年第3期
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