國際海事組織(IMO)規(guī)定,2020年后將禁止所有未安裝脫硫設備的船舶攜帶高硫燃油,從2020年起,全球船舶所使用燃油硫含量將不得超過0.5%??紤]成本支出,一些航運公司對于脫硫塔的安裝采取謹慎態(tài)度,德國某知名航運公司采取在塢內(nèi)優(yōu)先安裝排弦短管的措施。
由于洗滌廢水的PH值小于4、顆粒雜質(zhì)含量較高,并具有腐蝕性和磨損性,排弦管件采用雙相不銹鋼材料。雙相不銹鋼是指鐵素體與奧氏體各約占50%的不銹鋼。在C含量較低 (0.025%) 的情況下,Cr含量在16%~29%,Ni含量在3%~7%,并且含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等,兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,保持鐵素體不銹鋼的475 ℃脆性以及高導熱系數(shù),具有超塑性,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕高的優(yōu)點。與普通不銹鋼相比,雙相不銹鋼的焊接要求更為苛刻,熔敷金屬的化學成分難以控制。
本次采用的E2205技術條件參考ASTMA790系列標準,供貨狀態(tài)為固溶和酸洗,化學成分和機械性能如表1~表2,焊接參數(shù)見表3。
表1 E2205化學成分 %
表2 E2205機械性能
焊接方法采用法國船級社認可的焊接工藝,采用多層多道CO2保護半自動焊和手工電弧焊蓋面,焊絲為韓國ESAB SeAH生產(chǎn),牌號是2209,并獲得各船級社的型式認證。
表3 焊接參數(shù)
1)焊接前根據(jù)圖紙確定施工區(qū)域,開好深熔焊坡口,因機艙外板線型的變化,注意調(diào)整好坡口角度;焊接區(qū)域清潔,無銹,無水;調(diào)試好焊接設備和保護氣體;施焊前在焊接試板上調(diào)整好電流、電壓、送絲速度;焊接時注意層間溫度的控制,特別注意定位焊縫長度要適中,確保足夠的熱量輸入,這樣焊縫冷卻就不會太快,鐵素體含量就不會過高、韌性不會過低。
2)焊接過程中,不要隨意在材料表面引弧和弧擊,短時的高溫過程冷卻速度非常快,導致鐵素體的含量非常高。應全力避免產(chǎn)生對焊接裂紋和腐蝕敏感的組織;材料的保護非常重要,應避免碳鋼、銅、低熔點金屬或其他雜質(zhì)對不銹鋼的污染;采取措施防止飛濺、擊弧、局部過熱等;盡可能連續(xù)施焊,盡快完成焊接工作。
熔敷金屬冷卻過程控制要注意以下幾點:嚴格控制焊接熱量輸入,比如線能量、層間溫度。若冷卻速度過快,焊接熱量循環(huán)冷卻時間很短,發(fā)生鐵素體向奧氏體相轉(zhuǎn)變時,造成奧氏體相轉(zhuǎn)變不完全,易造成過量鐵素體和粗晶,成相比例不平衡,導致沖擊韌性下降,同時氮化物沉淀,影響抗拉力和腐蝕性能。若冷卻速度太慢,高溫停留時間太長,會促使脆性析出,導致沖擊韌性下降,影響抗拉力和腐蝕性能(金相會發(fā)生變化)。
3)焊接完成后外觀檢驗。利用滲透著色試驗檢查表面缺陷,將管口焊接封板后用水壓試驗來檢驗相關焊縫和閥件的密性,最后用半自動等離子切割機依外板線形進行修割,然后用細砂輪機打磨光順。為了增強舷外管附近區(qū)域耐腐蝕性,依據(jù)圖紙要求涂抹貝爾佐納涂層。