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[摘 要]近年来，哈氏合金（C276）管道的安装与焊接问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了C276的耐蚀性能和化学成分，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就C276管焊接工艺以及防腐蚀措施展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]哈氏合金（C276）；管道；安装；焊接
中图分类号：TG457.19 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0002-01
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，哈氏合金（C276）管道安装与焊接的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对哈氏合金（C276）管道的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
某公司建设的三聚氰胺工程，工艺管道系统中，部分工艺管道采用了进口的哈氏（HASTELLOY）合金C276管道，总长为42m，管内物料为熔融尿素，规格为1/2″×2.77～3″×5.49，采用全氩弧焊，焊接材料ERNICRMO-4Υ2.0mm，在施工现场需要预制和焊接固定口，焊接条件苛刻。
3C276的耐蚀性能和化学成分
3.1哈氏合金是一种新兴材料，具有良好的耐蚀性和耐高温性能，耐室温下所有浓度的盐酸与氢氟酸腐蚀。
3.2化学成分见表1。
从表中可看出HASTELLOY-C276属于Ni-Cr-Mo系的三元合金，因C能促使形成晶间腐蚀，而Si加速δ相的形成。故合金成份中严格限制C、Si的含量，以提高材料的耐腐蚀性。
4C276的焊接性能
与低碳钢、不锈钢的焊接相比，C276的焊接具有奥氏体不锈钢相类似的问题，即有较高的热裂纹敏感性，气孔生成机率较高，焊接区产生晶间腐蚀倾向等。
4.1热裂纹敏感性高
焊丝及材料本身表面杂质在焊接过程中形成晶间液态膜残留在晶界区，由于收缩应力的作用而开裂，从而引发热裂纹。
4.2气孔
合金元素含量分配的特点，决定合金固液相温度间距小，流动性偏低，在焊接快速冷却凝固结晶条件下，极易生产气孔。焊接时，坡口表面油脂、氧化物、油漆等异物没有清理干净，或保护气体种类不当、纯度不高、流量不合适等，则易产生焊接气孔。
4.3晶间腐蚀
C276在敏化温度600℃～1200℃之间，停留时间长，超过10min，就会析出δ相及M6C，从而产生晶间腐蚀。
5C276管焊接工艺
5.1坡口制备及清理
管子切割用机械方法，坡口加工采用坡口机或砂轮打磨，焊前必须清理彻底清除油、漆等所有杂质，清理范围为坡口两侧及背面50～100mm，包括钝边、坡口内侧，清理方法可用丙酮或酒精等有机溶剂擦洗，擦洗完毕，用不锈钢丝刷刷净清理。
5.2接头型式
对焊接头采用V形坡口（坡口角度80°±5°，钝边0.5±0.5，组对间隙1±0.5）。
5.3焊接材料
焊丝采用ERNiCrMo-4Υ2.0mm，其化学成分和机械性能见表2、表3，保护气体纯度不低于99.99%。
5.4C276焊接工艺参数见表4。
5.5焊接要点
5.5.1底层焊接时，坡口两侧粘贴的白胶布应反贴，否则焊前必须用丙酮清洗干净。
5.5.2焊接时选用较少的线能量，焊丝前端（受热端）必须处于气体保护中，以连续送丝为宜，杜绝断续送丝，同时应避免用焊丝搅拌熔池。焊接全过程均宜采用短弧焊接，控制好层间温度。收弧时将弧坑填满，且滞后30s停气，防止热裂纹产生。
5.5.3所用钨极应避免与熔池和焊丝接触，尽可能缩短电弧长度，防止焊缝夹钨。
5.5.4保证合适的焊接速度。速度慢，焊缝金属线能量较大，使焊缝金属合金元素烧损较多，焊接热影响区产生过热组织，故晶粒粗大，焊接接头物理性能下降；速度快，熔池保护不好，熔池金属冶金反应差，焊缝减薄的现象。这与传统的说法“缝隙在0.025～0.1mm时最易发生缝隙腐蚀”是相符的，但也发现有些地方即使缝隙较宽（几个～十几个mm），塔壁也腐蚀产生了沟槽。这是由于缝内的充填物、腐蚀产物、灰尘、漆片等是疏松的，它可以储存相当一部分液体，使液体处于滞流状态，从而也发生所谓的“闭塞电池腐蚀”。
二塔中部频繁交替接触气液两相，缝内液体有机会不断充入腐蚀性气体，并当塔壁露出水面后由于水分的蒸发，缝内液体浓缩增加了其腐蚀性，因此这部分腐蚀破裂也就特别严重。
煤气柜的开裂一般认为是应力腐蚀开裂（SCC）。SCC的发生是在某一特定的腐蚀环境中，材料在拉应力作用下发生的脆性断裂。碳钢在工业大气含H2S的水溶液，湿的CO-CO2-空气环境中易于发生SCC。气柜的工作条件与此相似，也就是说气柜具备了SCC的腐蚀环境，那么应力呢？很明显，除了焊接制作残余应力外，气柜在运行中还会受到半水煤气的压力、自重的拉力、风力等。但是实践证明，在多数发生SCC的系统中，存在一个临界應力值，当所受应力低于此临界应力值时，即不产生SCC。气柜在塔壁未减薄的地方没有发生开裂，这说明正常情况下气柜壁所受力较低，达不到产生SCC的临界应力值（二塔水槽处的开裂例处，因不同厚度钢板搭接焊可产生较大残余尖力）。但是当发生了缝隙腐蚀塔壁严重减薄，并由腐蚀产物的作用，腐蚀沟槽边缘台阶造成的应力集中（很多裂缝发生在沟槽边缘），此时应力可能成倍甚至几倍地增加，应力值不但可以达到发生SCC的临界应力值以上，甚至可能会超越屈服限，撕裂材料。
在二塔中部取了断口样品，断口在焊接热影响区也有在母材上的，断口从宏观上看没有看到缩颈现象，从扫描电镜上看，多数断口呈明显脆断特征，并且都可以看到大小、深浅不等的腐蚀坑，但也发现有些断口呈韧性断面。这就是说，气柜的开裂一般是应力腐蚀开裂，但也不能否认有些开裂应力是主要因素（撕裂）。虽然气柜裂缝也有在焊接热影响区，但这些裂缝都是在角钢底下缝隙腐蚀严重处，并且比母材上的裂缝要少得多。因此就气柜的具体情况来看，一般情况下焊后残余应力及综合机械性能变坏不至于引起SCC，只有当发生缝隙腐蚀塔壁减薄后，才有可能发生SCC。
6防腐蚀措施
防止缝隙腐蚀最有效的方法就是消除缝隙，若将角钢与塔壁焊接在一起，工程量太大，若将缝隙全部填死也不容易，因此，考虑将缝隙撑宽，使其不至于成为滞流区，防止产生闭塞电池腐蚀。初始计划用牺牲阳极撑。后来因找不到货源就改用了木楔，将所有窄缝全部撑宽到10mm以上。
全塔喷砂除锈、刷漆酚清漆四道，角钢底下和木塞四周特别注意了涂刷质量。正常情况下气柜壁所受应力较低，不论是焊接热影响区或是母材上，都不会产生SCC。气柜破裂的根本原因是：缝隙腐蚀导致穿洞或缝隙腐蚀减薄塔壁引起应力增强，导致SCC。
7结束语
综上所述，加强对哈氏合金（C276）管道安装与焊接问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的哈氏合金（C276）管道安装与焊接工作过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]卢广贤，夏崇华，刘丰.哈氏合金B3材料加工成形工艺的研究[C]//中国机械工程学会压力容器制造委员会2011年年会暨技术交流会.2011.
[2]史玉生.哈氏合金SB333材料的机械加工[J].化学工业与工程技术，2007，28（5）：54-56.
[3]鲍广东.哈氏合金B3工艺管道的焊接[J].石油化工建设，2011，32（1）：63-65.
[关键词]哈氏合金（C276）；管道；安装；焊接
中图分类号：TG457.19 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0002-01
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，哈氏合金（C276）管道安装与焊接的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对哈氏合金（C276）管道的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
某公司建设的三聚氰胺工程，工艺管道系统中，部分工艺管道采用了进口的哈氏（HASTELLOY）合金C276管道，总长为42m，管内物料为熔融尿素，规格为1/2″×2.77～3″×5.49，采用全氩弧焊，焊接材料ERNICRMO-4Υ2.0mm，在施工现场需要预制和焊接固定口，焊接条件苛刻。
3C276的耐蚀性能和化学成分
3.1哈氏合金是一种新兴材料，具有良好的耐蚀性和耐高温性能，耐室温下所有浓度的盐酸与氢氟酸腐蚀。
3.2化学成分见表1。
从表中可看出HASTELLOY-C276属于Ni-Cr-Mo系的三元合金，因C能促使形成晶间腐蚀，而Si加速δ相的形成。故合金成份中严格限制C、Si的含量，以提高材料的耐腐蚀性。
4C276的焊接性能
与低碳钢、不锈钢的焊接相比，C276的焊接具有奥氏体不锈钢相类似的问题，即有较高的热裂纹敏感性，气孔生成机率较高，焊接区产生晶间腐蚀倾向等。
4.1热裂纹敏感性高
焊丝及材料本身表面杂质在焊接过程中形成晶间液态膜残留在晶界区，由于收缩应力的作用而开裂，从而引发热裂纹。
4.2气孔
合金元素含量分配的特点，决定合金固液相温度间距小，流动性偏低，在焊接快速冷却凝固结晶条件下，极易生产气孔。焊接时，坡口表面油脂、氧化物、油漆等异物没有清理干净，或保护气体种类不当、纯度不高、流量不合适等，则易产生焊接气孔。
4.3晶间腐蚀
C276在敏化温度600℃～1200℃之间，停留时间长，超过10min，就会析出δ相及M6C，从而产生晶间腐蚀。
5C276管焊接工艺
5.1坡口制备及清理
管子切割用机械方法，坡口加工采用坡口机或砂轮打磨，焊前必须清理彻底清除油、漆等所有杂质，清理范围为坡口两侧及背面50～100mm，包括钝边、坡口内侧，清理方法可用丙酮或酒精等有机溶剂擦洗，擦洗完毕，用不锈钢丝刷刷净清理。
5.2接头型式
对焊接头采用V形坡口（坡口角度80°±5°，钝边0.5±0.5，组对间隙1±0.5）。
5.3焊接材料
焊丝采用ERNiCrMo-4Υ2.0mm，其化学成分和机械性能见表2、表3，保护气体纯度不低于99.99%。
5.4C276焊接工艺参数见表4。
5.5焊接要点
5.5.1底层焊接时，坡口两侧粘贴的白胶布应反贴，否则焊前必须用丙酮清洗干净。
5.5.2焊接时选用较少的线能量，焊丝前端（受热端）必须处于气体保护中，以连续送丝为宜，杜绝断续送丝，同时应避免用焊丝搅拌熔池。焊接全过程均宜采用短弧焊接，控制好层间温度。收弧时将弧坑填满，且滞后30s停气，防止热裂纹产生。
5.5.3所用钨极应避免与熔池和焊丝接触，尽可能缩短电弧长度，防止焊缝夹钨。
5.5.4保证合适的焊接速度。速度慢，焊缝金属线能量较大，使焊缝金属合金元素烧损较多，焊接热影响区产生过热组织，故晶粒粗大，焊接接头物理性能下降；速度快，熔池保护不好，熔池金属冶金反应差，焊缝减薄的现象。这与传统的说法“缝隙在0.025～0.1mm时最易发生缝隙腐蚀”是相符的，但也发现有些地方即使缝隙较宽（几个～十几个mm），塔壁也腐蚀产生了沟槽。这是由于缝内的充填物、腐蚀产物、灰尘、漆片等是疏松的，它可以储存相当一部分液体，使液体处于滞流状态，从而也发生所谓的“闭塞电池腐蚀”。
二塔中部频繁交替接触气液两相，缝内液体有机会不断充入腐蚀性气体，并当塔壁露出水面后由于水分的蒸发，缝内液体浓缩增加了其腐蚀性，因此这部分腐蚀破裂也就特别严重。
煤气柜的开裂一般认为是应力腐蚀开裂（SCC）。SCC的发生是在某一特定的腐蚀环境中，材料在拉应力作用下发生的脆性断裂。碳钢在工业大气含H2S的水溶液，湿的CO-CO2-空气环境中易于发生SCC。气柜的工作条件与此相似，也就是说气柜具备了SCC的腐蚀环境，那么应力呢？很明显，除了焊接制作残余应力外，气柜在运行中还会受到半水煤气的压力、自重的拉力、风力等。但是实践证明，在多数发生SCC的系统中，存在一个临界應力值，当所受应力低于此临界应力值时，即不产生SCC。气柜在塔壁未减薄的地方没有发生开裂，这说明正常情况下气柜壁所受力较低，达不到产生SCC的临界应力值（二塔水槽处的开裂例处，因不同厚度钢板搭接焊可产生较大残余尖力）。但是当发生了缝隙腐蚀塔壁严重减薄，并由腐蚀产物的作用，腐蚀沟槽边缘台阶造成的应力集中（很多裂缝发生在沟槽边缘），此时应力可能成倍甚至几倍地增加，应力值不但可以达到发生SCC的临界应力值以上，甚至可能会超越屈服限，撕裂材料。
在二塔中部取了断口样品，断口在焊接热影响区也有在母材上的，断口从宏观上看没有看到缩颈现象，从扫描电镜上看，多数断口呈明显脆断特征，并且都可以看到大小、深浅不等的腐蚀坑，但也发现有些断口呈韧性断面。这就是说，气柜的开裂一般是应力腐蚀开裂，但也不能否认有些开裂应力是主要因素（撕裂）。虽然气柜裂缝也有在焊接热影响区，但这些裂缝都是在角钢底下缝隙腐蚀严重处，并且比母材上的裂缝要少得多。因此就气柜的具体情况来看，一般情况下焊后残余应力及综合机械性能变坏不至于引起SCC，只有当发生缝隙腐蚀塔壁减薄后，才有可能发生SCC。
6防腐蚀措施
防止缝隙腐蚀最有效的方法就是消除缝隙，若将角钢与塔壁焊接在一起，工程量太大，若将缝隙全部填死也不容易，因此，考虑将缝隙撑宽，使其不至于成为滞流区，防止产生闭塞电池腐蚀。初始计划用牺牲阳极撑。后来因找不到货源就改用了木楔，将所有窄缝全部撑宽到10mm以上。
全塔喷砂除锈、刷漆酚清漆四道，角钢底下和木塞四周特别注意了涂刷质量。正常情况下气柜壁所受应力较低，不论是焊接热影响区或是母材上，都不会产生SCC。气柜破裂的根本原因是：缝隙腐蚀导致穿洞或缝隙腐蚀减薄塔壁引起应力增强，导致SCC。
7结束语
综上所述，加强对哈氏合金（C276）管道安装与焊接问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的哈氏合金（C276）管道安装与焊接工作过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]卢广贤，夏崇华，刘丰.哈氏合金B3材料加工成形工艺的研究[C]//中国机械工程学会压力容器制造委员会2011年年会暨技术交流会.2011.
[2]史玉生.哈氏合金SB333材料的机械加工[J].化学工业与工程技术，2007，28（5）：54-56.
[3]鲍广东.哈氏合金B3工艺管道的焊接[J].石油化工建设，2011，32（1）：63-65.