Die in LNG-Tanks bei niedrigen Temperaturen üblicherweise verwendeten Materialien sind 9%Ni-Stahl, 5%Ni-Stahl und einige austenitische Edelstahlsorten. 9%Ni-Stahl, der in ASTM A353 und A553 spezifiziert ist und sich durch hohe Festigkeit, hervorragende Tieftemperaturzähigkeit, einfache Verarbeitung und ausgezeichnete Schweißbarkeit auszeichnet, wird häufig in LNG-Lagertanks und in der Schifffahrt verwendet. Seine minimale Arbeitstemperatur kann bis zu -196℃ erreichen, ist die beste Zähigkeit Stahlplatte Material in einer kryogenen Umgebung verwendet.

Um die Tieftemperaturzähigkeit zu maximieren, wird ein 9Ni-Stahlblech in der Regel durch Abschrecken und Anlassen oder zweimaliges Normalisieren und Erwärmen behandelt. Da das Schweißgut jedoch nicht wärmebehandelt werden kann, müssen sich die Schweißer mit der Frage auseinandersetzen, wie sie die Tieftemperaturzähigkeit der Schweißverbindung gewährleisten, Schweißrisse verhindern und eine magnetische Vorspannung des Lichtbogens vermeiden können, was von der Art des Schweißmaterials, der Energie der Schweißlinie und dem Schweißverfahren abhängt. In der Schweißpraxis werden für das Schweißen von 9Ni LNG-Stahltanks in der Regel Schweißwerkstoffe auf Nickelbasis verwendet, zu denen hauptsächlich gehören:

1, Ferritischer rostfreier Stahl W (Ni) =11%. Das Schweißgut weist beim Schweißen von 9Ni-Stahl mit demselben Schweißmaterial eine schlechte Tieftemperaturzähigkeit auf.

2, Austenitischer rostfreier Stahl Ni-Cr-Legierung (Ni13%~Cr16%). Die Festigkeit ist etwas höher als bei Ferritstahl, während die Tieftemperaturzähigkeit und der lineare Ausdehnungskoeffizient sich deutlich von 9Ni-Stahl unterscheiden.

3, Ni-Legierung (Ni-Cr-Fe-Legierungen mit etwa 40% Ni und Ni-Cr-Mo-Legierung mit etwa 60% oder mehr Ni). Die Schweißwerkstoffe aus Nickellegierungen bieten eine gute Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen und eine gute Kaltrissbeständigkeit, wie z. B. die Schweißdrähte EnNiCrMo-6 und EnNiCrMo-3Sie sind die am häufigsten verwendeten Schweißmaterialien für 9Ni-Stahlplatten, ihr linearer Ausdehnungskoeffizient liegt nahe an dem von 9Ni-Stahl, sie benötigen keine Wärmebehandlung vor und nach dem Schweißen und eignen sich besonders für den Außenbau.

ENiCrMo-3 oder ENiCrMo-6-Schweißdrähte und 9Ni-Stahl sind Arten von kohlenstoffarmen Stählen, deren Kohlenstoffgehalt und linearer Ausdehnungskoeffizient bei Raumtemperatur und hoher Temperatur im Wesentlichen ähnlich sind, so dass thermische Spannungen durch thermische Ausdehnung und Kaltkontraktion vermieden werden. Im Vergleich zu anderen niedrig legierten Stählen mit derselben Festigkeit hat 9Ni-Stahl eine bessere Rissbeständigkeit und fast keine Kaltrisse unter wasserstoffarmen Bedingungen. Bei der Verwendung von Austenit-Elektroden mit niedrigem Nickel- und hohem Mangangehalt entsteht jedoch aufgrund der Verdünnung des Grundmetalls in der Schmelzzone ein Martensitgürtel mit hoher Härte, der anfällig für Wasserstoffversprödung ist. Allerdings kann Ni-Basis-Legierung Material grundsätzlich vermeiden das Auftreten von hoher Härte Martensit Zone in der Schmelzzone, und vermeiden Sie die Tendenz der kalten und heißen Riss in 9Ni Stahl schweißen.

Die Schweißverfahren für 9Ni-Stahl im LNG-Lagertank sind hauptsächlich SMAW und SAW. Die kreisförmige Naht wird mit Unterpulverschweißen und die vertikale Naht mit Lichtbogenschweißen bearbeitet. Um Probleme wie Kaltrisse, Heißrisse, Verringerung der Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen, magnetische Vorspannung des Lichtbogens usw. zu vermeiden, können die folgenden Kontrollmaßnahmen ergriffen werden, um eine optimale Wirkung beim Schweißen von 9Ni-Stahl zu erzielen:

  • Erforderliche Vorbereitung vor dem Schweißen

Reinigen Sie die Oberfläche der Schweißnaht durch die Verwendung der organischen Lösung oder Schleifen vor dem Schweißen; Wenn die Temperatur niedriger als 5℃ ist, muss das Basismetall vor dem Schweißen vorgewärmt werden; Der Schweißdraht muss in strikter Übereinstimmung mit den Anforderungen gehalten werden und darf der Luft nicht für eine lange Zeit ausgesetzt werden. Versuchen Sie, vor dem Schweißen nicht vorzuwärmen, und die Temperatur zwischen den Schichten sollte 100℃ nicht überschreiten. Die Vorwärmtemperatur und die Zwischenlagentemperatur wirken sich direkt auf die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Schweißen aus. Je langsamer die Abkühlungsgeschwindigkeit und je mehr begünstigt das Kornwachstum, wodurch die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen reduziert

  • Strenge Kontrolle der Streckenenergie

Das Schweißen mit geringer Wärmeeinbringung wird im Allgemeinen innerhalb von 0,7 ~ 3,0 kJ/mm gesteuert. Je größer die Wärmeeinbringung ist, desto länger ist die Verweilzeit des Schweißwärmezyklus und desto gröber ist das Gefügekorn der Verbindung, was die thermische Rissempfindlichkeit erhöht und zu einer Abnahme der Tieftemperaturzähigkeit führt. Eine geringe Wärmeeinbringung erhöht die Anzahl der Schweißdurchgänge, so dass die nachfolgenden Schweißdurchgänge die vorangegangenen Schweißdurchgänge anlassen und die Tieftemperaturzähigkeit verbessern.

  • Geringere magnetische Ablenkung

9Ni-Stahl ist ein stark magnetisches Material, das während der Verarbeitung und des Transports magnetisiert werden kann. Das Gleichstromschweißgerät kann die Magnetisierung weiter beschleunigen, was zu einer magnetischen Vorspannung des Lichtbogens führt und die Qualität der Schweißverbindungen beeinträchtigt, insbesondere die dichteren Magnetfeldlinien an der Tür des LNG-Lagertanks führen zu einer stärkeren magnetischen Ablenkung. Wir können dies durch die folgenden Methoden kontrollieren:

(1) Messen Sie den Magnetismus von 9Ni-Stahl und entmagnetisieren Sie ihn, wenn nötig, kontrollieren Sie die magnetische Induktionsintensität unter 50GS und wählen Sie Schweißmaterialien, die magnetische Ablenkungen des Lichtbogens verhindern können, wie EnNiCrMo-6 und EnNiCrMo-3-Drähte.

(2) Verwenden Sie beim Schweißen nach Möglichkeit ein Wechselstrom-Schweißgerät.

(3) Verwenden Sie eine Schleifscheibe. Da beim Fugenhobeln mit Kohlebogen ein Gleichstromschweißgerät verwendet wird, dessen Fugenstrom in der Regel über 500 A liegt, bildet sich zwischen dem Fugenhobel, dem Gleichstromschweißgerät und der Tankwand ein externes, gleichstromverstärkendes Magnetfeld. Der starke Restmagnetismus wird leicht in der Tankwand erzeugt, wenn das Fugenhobeln beendet ist, was zu einer magnetischen Ablenkung des Schweißbogens führt.