脱硫系统双相不锈钢钢管与外板焊接应用

国际海事组织(IMO)规定，2020年后将禁止所有未安装脱硫设备的船舶携带高硫燃油，从2020年起，全球船舶所使用燃油硫含量将不得超过0.5%。考虑成本支出，一些航运公司对于脱硫塔的安装采取谨慎态度，德国某知名航运公司采取在坞内优先安装排弦短管的措施。

由于洗涤废水的PH值小于4、颗粒杂质含量较高，并具有腐蚀性和磨损性，排弦管件采用双相不锈钢材料。双相不锈钢是指铁素体与奥氏体各约占50%的不锈钢。在C含量较低 (0.025%) 的情况下，Cr含量在16%～29%，Ni含量在3%～7%，并且含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等，兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，保持铁素体不锈钢的475 ℃脆性以及高导热系数，具有超塑性，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀高的优点。与普通不锈钢相比，双相不锈钢的焊接要求更为苛刻，熔敷金属的化学成分难以控制。

本次采用的E2205技术条件参考ASTMA790系列标准，供货状态为固溶和酸洗，化学成分和机械性能如表1～表2，焊接参数见表3。

表1 E2205化学成分 %

表2 E2205机械性能

焊接方法采用法国船级社认可的焊接工艺，采用多层多道CO2保护半自动焊和手工电弧焊盖面，焊丝为韩国ESAB SeAH生产，牌号是2209，并获得各船级社的型式认证。

表3 焊接参数

1)焊接前根据图纸确定施工区域，开好深熔焊坡口，因机舱外板线型的变化，注意调整好坡口角度；焊接区域清洁，无锈，无水；调试好焊接设备和保护气体；施焊前在焊接试板上调整好电流、电压、送丝速度；焊接时注意层间温度的控制，特别注意定位焊缝长度要适中，确保足够的热量输入，这样焊缝冷却就不会太快，铁素体含量就不会过高、韧性不会过低。

2)焊接过程中，不要随意在材料表面引弧和弧击，短时的高温过程冷却速度非常快，导致铁素体的含量非常高。应全力避免产生对焊接裂纹和腐蚀敏感的组织；材料的保护非常重要，应避免碳钢、铜、低熔点金属或其他杂质对不锈钢的污染；采取措施防止飞溅、击弧、局部过热等；尽可能连续施焊，尽快完成焊接工作。

熔敷金属冷却过程控制要注意以下几点：严格控制焊接热量输入，比如线能量、层间温度。若冷却速度过快，焊接热量循环冷却时间很短，发生铁素体向奥氏体相转变时，造成奥氏体相转变不完全，易造成过量铁素体和粗晶，成相比例不平衡，导致冲击韧性下降，同时氮化物沉淀，影响抗拉力和腐蚀性能。若冷却速度太慢，高温停留时间太长，会促使脆性析出，导致冲击韧性下降，影响抗拉力和腐蚀性能(金相会发生变化)。

3)焊接完成后外观检验。利用渗透着色试验检查表面缺陷，将管口焊接封板后用水压试验来检验相关焊缝和阀件的密性，最后用半自动等离子切割机依外板线形进行修割，然后用细砂轮机打磨光顺。为了增强舷外管附近区域耐腐蚀性，依据图纸要求涂抹贝尔佐纳涂层。