压力容器用国内外焊接材料使用现状分析

北京燕华建安设备制造公司 （102502 ） 刘玉华

一、压力容器制造用焊接材料的特点

压力容器是一种特种设备，一旦发生事故不仅容器本身遭到破坏，而且还会引起一连串恶性事故，危害人员生命安全，污染环境，给国民经济造成重大危害和社会影响。焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量，而焊接材料质量又是影响焊接质量的主要因素之一，因此必须对压力容器制造用焊接材料提出一些特殊要求。

国家能源局颁发的NB/T47018《承压设备用焊接材料订货技术条件》是国内第一个承压设备行业专用焊接材料标准，也是国内焊接材料行业第一个采购导则，也规范了承压设备用焊接材料生产、使用、经销和采购各基本环节，以期保障焊接材料的质量。压力容器用焊接材料不同于通用性焊接材料的国家标准，不仅对焊接材料的S、P含量提高了要求，并增加了熔敷金属冲击试验、扩散氢含量等要求，并规定了熔敷金属抗拉强度的上限。另外，在标准中对压力容器焊接材料的生产商、分销商的生产条件、批量、储存等条件也做出了规定。

二、国内外压力容器制造用焊接材料的现状比较

根据我公司实际生产应用焊材情况，我们对应用较广泛的国内外压力容器用焊接材料情况进行了比较。

目前，国内石油化工行业加氢装置中使用最常用的材料之一——2.25Cr－1Mo钢。全国各个大型压力容器制造厂应用最多的是日本神户制钢、伯乐焊接集团T－PUT （原德国蒂森）和法国SAF（萨福）公司的配套焊接材料。许多压力容器制造厂都做过这三家焊接材料的焊接工艺评定。三家焊接材料都能达到NB/T47014（原JB/T4708）和设计院关于加氢设备技术条件中对焊缝的化学成分和力学性能的要求。但就对焊接规范的适应性和低温冲击韧性的余量等综合考量，用户普遍认为日本神户制钢的2.25Cr－1Mo钢配套焊材具有一定优势，但由于供货期原因，使得压力容器制造厂工期难以保证。伯乐焊接集团在我国江苏苏州建立了制造生产基地，从供货期和价格上更占据优势。目前国内一些压力容器制造厂也已经或正在进行苏州产地T－PUT（蒂森）焊接材料的工艺评定。对2.25Cr－1Mo钢配套焊材，国内的特种焊材专业制造商如哈焊所、北钢院、中船重工725所等厂家经过几年的研发，2.25Cr－1Mo钢配套焊材也能够达到NB/T47014和设计院关于加氢设备的技术条件中对焊缝化学成分和力学性能的要求。但与上述三家进口焊材相比，尤其是埋弧焊（主要是烧结焊剂）的低温冲击韧性余量还有一定的差距。由于国内加氢设备的2.25Cr－1Mo钢配套焊材设计院在技术条件中往往规定采用进口焊材，所以国内的焊材要想真正应用到加氢设备的主体焊缝中还需要做一些努力。

对于15CrMoR、14Cr1MoR等设备的主体焊接材料及设备中的堆焊焊接材料（焊带/焊剂、焊条），目前国内哈焊所、北钢院、中船重工725所等公司的焊接材料完全可以满足技术条件的要求，但在外观上和进口焊材有一定的差距。目前在全国压力容器制造厂也得到了广泛的应用。

三、我国压力容器行业用焊材存在的问题及发展趋势

随着我国石油化工行业的快速发展，压力容器制造行业的制造水平、装备水平也有了很大的提高。与此同时压力容器用钢的冶炼水平也有了质的飞跃，这就对压力容器焊接材料提出了更高的要求。目前国内普材如大西洋的E5015（J507）、E4315（J427）等焊条；昆山京群的不锈钢E308（L）（A102、A002）、E316L（A022）、E309（L）（A302、A062）等焊条；天泰、中冶的药芯焊丝等无论是工艺性能还是力学性能都达到了较高的水平。哈焊所、北钢院、中船重工725所等公司的15CrMoR、14Cr1MoR的主体焊材，特别是加氢设备中的堆焊焊材（焊带/焊剂、焊条）都达到了技术条件的要求，只是焊材外观有一定差距，但价格不到进口焊材的1/2。15CrMoR（H）、Q345R（H）等材质的焊接材料中S、P都达到了双零。但国内一些特种焊材，像镍基焊材与美国SMC、伯乐焊接集团UTP相比；双相钢的焊材与Sandvik （山特维克）、伯乐焊接集团Avesta（阿维斯塔）相比；双相钢帯极堆焊焊带与伯乐焊接集团Soudokay（苏得凯）相比；09MnNiDR等低温钢焊材与伯乐焊接集团Böhler（伯乐）相比；加氢设备中的小管堆焊药芯焊丝与日本WEL（威尔）相比；国内焊材虽然都达到NB/T47014的要求，但相比进口焊材工艺性能有一定相差，并存在性能不能够连续稳定，力学性能尤其韧性储备低等问题。例如，Soudokay的双相钢焊带和焊剂，堆焊时只要按照制造商提供的工艺参数几乎不用采取特殊措施就可以达到铁素体35%～60%的要求。在压力容器制造行业，不是每一批焊材都要进行力学性能的试验，往往工艺评定合格后，换批号只进行化学成分的复验，焊材性能的不稳定往往是致命的，在制备产品试件时发现不合格，设备已经制造完成，造成的损失已经无法挽回。再加上国产焊材工艺适用范围较窄，焊接规范要求较多等，这些都限制了国产焊材在重要设备上的使用。

四、绿色焊接发展趋势

我国现在已成为世界焊材使用量最大的国家。努力提升焊接材料的高新技术含量和环保理念，对中国的焊接材料制造和使用都提出了更高的要求。“绿色环保”这个词对我们来说并不陌生了，它已经开始倡导我们的生活方式向着一种更加绿色、安全的方向发展。那么，在我们的焊接材料行业，它的发展也应紧跟着“绿色”的步伐。

随着NB/T47018《承压设备用焊接材料订货技术条件》的颁发实施，焊接材料制造厂的焊条、焊剂生产车间也都安装了除尘装置，并对生产工艺进行了改进，实行自动化配粉。同时，为了减少对环境造成的污染，焊材制造厂也在改进生产工艺，在保证焊接工艺性能的前提下，采用无镀铜光亮焊丝减少环境污染、采用烧结焊剂取代熔炼焊剂节省能源和采用可回收循环利用或可降解的包装材料等。同时压力容器制造厂也在从减少环境污染，改善焊工劳动条件，提高焊工劳动保护，尽量使用绿色环保焊材、劳动保护用品上下功夫。如大力推广自动焊，车间安装防尘、排尘设施设备。

我们相信，在不久的将来我们焊接材料的生产、销售、使用等各个环节，都将迈进绿色环保健康安全的新时代。