不锈钢材料焊接怎么防止氢脆

A. 浅谈影响几种常见钢氢脆的因素

1 碳钢和低合金钢 （ 合金元素总量小于 5%的合金钢 ）

碳钢和低合金钢当抗拉强度超过 1000M P a 是可能出现各种形式
的氢脆；当抗拉强度低于 680M P a 时则很少出现氢脆。钢制压力管内 部的氢压达到 80￣100M P a
时经常出现氢脆。在钢制压力容器中，随 着氢压的增加氢脆严重。钢暴露在氢气中，拉伸试验发现塑性降低并早
期断裂，同时也出现静载荷下的延滞断裂。裂纹拓展速率随氢压的增大 而增高。当温度在室温附近时，氢致开裂最敏感。用稀有气体稀释氢不
能防止氢脆。但在氢气中加入少量氧可完全阻止氢脆，因为氧可以优先 吸附在金属表面防止氢的吸附及向内部扩散。随着钢的强度增高，氢脆
敏感性增加。当应力强度因子高时出现穿晶断裂，应力强度因子低时出 现沿晶断裂。合金元素对氢脆敏感性的影响是有争议的。经常出现相互
，对抗氢脆有利，S 和 矛盾的结果。强碳化物形成元素，如 M o、V 、Ti P 有害。
焊接接头的焊缝区和热影响区对氢脆比较敏感，这与该区的显微 组织特征和高硬度有关。美国腐蚀工程师协会曾试图规定抵抗氢脆材料 的洛氏硬度不超过
22，但当钢的硬度低于该值时，发现 H 2S 引起氢脆， 因此，至今未能制定出防止 H 2S 氢脆的强度等级。钢在水和水溶液中
的氢脆于抗拉强度有关。当抗拉强度低于 680M P a 时，具有良好的抗 氢脆能力。抗拉强度在 680M P a￣1000M P a
时，钢仍具有抗氢脆能力 或只有轻微氢脆敏感性。当高于 1000M P a 时，大多数钢具有氢脆敏感
性，并且强度越高氢脆敏感性越大，钢的强度不仅影响裂纹萌生的最小 应力或最小应力强度因子，而且影响裂纹扩展速率。
钢在水溶液中的氢脆是由于腐蚀过程中钢表面生成了氢并吸附在 表面，而后进入内部所致。裂纹一般沿晶界发展，有时也发现穿晶裂
纹。而且裂纹扩展路径与应力强度因子 K 1 有关，当 K 1 较高时是穿晶断 裂。裂纹扩展速率与 K 1 的关系曲线分为三段。当 K 1
较低时，裂纹扩展 速率呈指数规律快速增长；在中等 K 1 时，裂纹扩展速率保持不变；当 K 1 很高时，扩展速率再次增高，在第
I阶段有时出现裂纹分叉。改变环 境介质将影响氢致开裂行为。一般情况下，改变介质对强度较低是光滑
试样影响较大。在稀溶液中增大氯化物离子浓度使裂纹扩展速率增高。 温度不影响氢致开裂的应力门槛值，但升高温度可增大第 I阶段扩展速
率。根据扩展速率与温度的关系计算的激活能与氢在钢中的扩散激活能 相近。改变钢的成分和显微组织有时能改变钢的氢致开裂抗力。增加碳
和锰的含量使抗力降低，其它合金元素的影响还不清楚。通常淬火回火

态高合金钢的抗力比低合金钢的大。当化学成分相同时，回火马氏体比 贝氏体的裂纹扩展速率低。形变淬火和细化奥氏体晶粒有利于低抗氢脆。
一般情况下，当钢的强度低于 1400M P a 时，提高断裂韧性可提 高氢致开裂门槛值。防止高强度钢在水溶液中氢脆的唯一有效的方法是
，但保护膜中的缺陷又可 降低其强度。表面涂层也可以有效防止氢脆， 能导致开裂。在焊接件中，当接头与母材的强度相等时，其氢脆抗力较
母材低。如果热影响区的硬度比母材高，也可产生氢致裂痕。
2 不锈钢

奥氏体不锈钢对应力腐蚀开裂很敏感，但对氢脆则几乎不敏感。
其主要原因是，奥氏体钢具有面心立方结构，氢不能在其中扩散渗透， 氢含量极低，不致引起塑性降低。铁素体不锈钢如处于退火态，硬度很
低，氢脆抗力较大。但如果经过冷变形或焊接，则对氢脆很敏感。 马氏体和沉淀硬化型不锈钢因强度高而具有氢脆敏感性。裂纹几
乎是穿晶的，在马氏体不锈钢中裂纹沿原奥氏体晶界发展。当屈服强度 增高时，氢脆敏感性增高。冶金组织是影响氢脆的第二位的因素。在这
种钢中介质的影响是很难预测的。几乎任何能放出氢的介质都能在这种 钢中引起氢脆。防治的措施有：表面涂层以防止氢进入金属；采用适当
的热处理可去除已经进入金属的氢，但往生影响钢的强度。

3 马氏体时效钢

马氏体时效钢是以无碳 （ 或微碳 ） 马氏体为基体的，时效时能产
生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。与传统高强度钢不同，它不用 碳而靠金属间化合物的弥散析出来强化。马氏体时效钢的氢脆性随着含
氢量的增加和屈服强度的增高而增大。预先渗氢试样中的裂纹可能沿原 奥氏体晶界发展，也可能是穿晶准解理断裂。当强度和氢含量相同时，
马氏体时效钢的氢脆敏感性比淬火回火的低合金高强度钢低，这是由于 马氏体时效钢的含碳量很低。在 150￣205℃下保温可去除马氏体时效
钢中的氢，而又不改变其显微组织。

B. 不锈钢焊接变形怎么避免

首先要了解不锈钢焊接变形是怎样产生的，然后才能采取相应措施避免。
在进行不锈钢焊接时，由于焊缝区域受热不均匀和焊缝周围金属约束会产生焊接应力与变形，热膨胀过程中会出现塑性压缩变形，因此焊接变形是一定存在和不可避免的。为避免过大的变形，焊接变形的控制就很重要了。从施工实践中知道，事先控制变形比事后矫正变形有利。下面是控制变形的一些措施：

1.从工件自身结构控制变形

有的工件刚性大，抗弯模数高，充分利用结构刚性是控制焊接变形的有效方法。

2.制订合理工艺，分段焊接。

3.调整焊接程序

（1） 尽量使焊缝处于自由收缩状态，避免较大拘束，拼板应先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝，并由中央向两端施焊。

（2） 先焊结构中焊接收缩量最大的焊缝。

（3） 采用较小焊接线能量。

（4） 分段逐步退焊法能减小焊接变形，但焊缝横向收缩受阻较大，故焊接应力较大，减少焊接变形与降低焊接应力应综合考虑，权衡利弊。

4.利用反变形

简单的反变形能收到实效，是大型箱形构件合拢时经常应用的方法。

5.采用辅助支撑控制变形

（1） 将工件用“马”固定在铸铁平台上，强制控制变形。

（2） 圆柱形及圆筒工件，在直径方向，用管子或型钢撑牢（十字或星形），防止变形。

（3） 机座等构件，顶端采用辅助支撑，控制开档尺寸。

C. 不锈钢焊管焊接后有哪些热处理常见缺陷及防止措施

不锈钢焊接管的焊接缺陷会导致应力集中，降低承载能力，缩短使用寿命，专甚至属造成脆断。一般技术规程规定，裂纹、未焊透、未熔合和表面夹渣等是不允许有的；咬边、内部夹渣和气孔等缺陷不能超过一定的允许值，对于超标缺陷必须进行彻底去除和焊补。常见不锈钢焊接管的焊接缺陷有焊缝尺寸不符合要求、咬边、未焊透、未熔合、焊瘤、弧坑、气孔、夹杂和夹渣、烧穿、裂纹。
防止措施：在满足设计要求的前提下，选择低强度的焊接材料，使焊缝强度低于母材，应力在焊缝中松弛，避免热影响区产生裂纹；尽量减少焊接残余应力和应力集中；控制焊管焊接热输入，合理地选择预热和热处理温度，尽可能地避开敏感区。

D. 如何解决不锈钢焊接处生锈的问题点

1、保持材料的清洁(在焊接前先清洁材料)，在焊接时防止来自外部的碳、氧、氮等杂质侵入(对氩气纯度的检查，保持充分的氩气屏蔽)；

2、避免过度的打磨，并考虑降温、散热措施。

3、泡在酸性的溶液中把它溶解掉。

4、对表面进行处理，涂上一层铅丹，再涂上油漆；

(4)不锈钢材料焊接怎么防止氢脆扩展阅读：

防锈方法：

一、组成合金，以改变铁内部的组织结构．

例如把铬、镍等金属加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁制品的抗生锈能力。

二、在铁制品表面覆盖保护层是防止铁制品生锈普遍而重要的方法。

根据保护层的成分不同，可分为如下几种：

1、在铁制品表面涂矿物性油、油漆或烧制搪瓷、喷塑等．例如：车厢、水桶等常涂油漆；机器常涂矿物性油等。

2、在钢铁表面用电镀、热镀等方法镀上一层不易生锈的金属，如锌、锡、铬、镍等。

这些金属表面都能形成一层致密的氧化物薄膜，从而防止铁制品和水、空气等物质接触而生锈。

3、用化学方法使铁制品表面生成一层致密而稳定的氧化膜以防止铁制品生锈。

三、保持铁制品表面的洁净和干燥也是防止铁制品生锈的一种很好方法。

E. 不锈钢怎么焊接 不锈钢焊接的技巧

1、清理焊缝：首先要清理焊接的焊缝，清除留下的油污等。

2、保持氩气纯净：保护气体氩气要纯净，这样使得焊接的效果无色差。

3、减小焊件之间的缝隙：尽量减小焊件之间的缝隙，肯定是越紧密效果越好。

4、焊丝要细：如果要用到焊丝填充的话，焊丝一定要细，0.8mm的就可以了。

5、电流要小：电流一点要小，小到能熔化焊丝就行，生造冷焊机的脉冲电流20以下。

F. 不锈钢在焊接中需要注意些什么

不锈钢焊接要点及注意事项
1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）
2.一般适合于6mm以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点
3.保护气体为氩气，纯度为99.99%。当焊接电流为50"150A时，氩气流量为8"10L/min，当电流为150"250A时，氩气流量为12"15L/min。
4.钨极从气体喷嘴突出的长度，以4"5mm为佳，，在角焊等遮蔽性差的地方是2"3mm，在开槽深的地方是5"6mm，喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。
5.为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。
6.焊接电弧长度，焊接普通钢时，以2"4mm为佳，而焊接不锈钢时，以1"3mm为佳，过长则保护效果不好。
7.对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。
8.为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持80"85°角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为10°左右。
9.防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。
不锈钢MIG焊要点及注意事项
1.采用平特性焊接电源，直流时采用反极性（焊丝接正极）
2.一般采用纯氩气（纯度为99.99%）或Ar 2%O2,流量以20"25L/min为宜。
3.电弧长度，不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在4"6mm的程度。
4.防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时办为风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以上的地方，都应当采取防风措施。
不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项
1.采用平特性焊接电源，直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊，但送丝轮的压力请稍调松。
2.保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以20"25L/min较适宜。
3.焊嘴与工件间的距离以15"25mm为宜。
4.干伸长度，一般的焊接电流为250A以下时约15mm，250A以上时约20"25mm较为合适。
手工焊接：
1、铬不锈钢具有一定的耐蚀（氧化性酸、有机酸、气蚀）、耐热和耐磨性能。通常用于电站、化工、石油
等设备材料。铬不锈钢焊接性较差，应注意焊接工艺、热处理条件及选用合适电焊条。
2、铬13不锈钢焊后硬化性较大，容易产生裂纹。若采用同类型的铬不锈钢焊条（G202、G207）焊接，必须进行300℃以上的预热和焊后700℃左右的缓冷处理。若焊件不能进行焊后热处理，则应选用铬镍不锈钢焊条（A107、A207）。
3、铬17不锈钢，为改善耐蚀性能及焊接性而适当增加适量稳定性元素Ti、Nb、Mo等，焊接性较铬13不锈钢好一些。采用同类型的铬不锈钢焊条（G302、G307）时，应进行200℃以上的预热和焊后800℃左右的回火处理。若焊件不能进行热处理，则应选用铬镍不锈钢焊条（A107、A207）。
4、铬镍不锈钢焊条具有良好耐腐蚀性和抗氧化性，广泛应用于化工、化肥、石油、医疗机械制造。
5、铬镍不锈钢焊接时，受到重复加热析出碳化物，降低耐腐蚀性和力学性能。
6、铬镍不锈钢药皮有钛钙型和低氢型。钛钙型可用于交直流，但交流焊时熔深较浅，同时容易发红，故尽可能采用直流电源。直径4.0及以下可用于全位置焊件，5.0及以上用于平焊及平角焊。
7、焊条使用时应保持干燥，钛钙型应经150℃干燥1小时，低氢型应经200-250℃干燥1小时（不能多次重复烘干，否则药皮容易开裂剥落），防止焊条药皮粘油及其它脏物，以免致使焊缝增加含碳量和影响焊件质量。
8、为防止由于加热而产生睛间腐蚀，焊接电流不宜太大，比碳钢焊条较少20%左右，电弧不宜过长，层间快冷，以窄焊道为宜。

G. 不锈钢 与碳钢焊接为什么会长出现裂纹，请高手指点该怎么做

不锈钢
与碳钢焊接为什么会长出现裂纹，请高手指点该怎么做：
低碳钢与奥氏体不锈钢之间的焊接在这类异种钢焊接接头中，由于其工作条件有晶间腐蚀和应力腐蚀问题，通常选择E309型的焊接材料，但当这种焊接接头处于温度较高的环境（设计温度≥315℃）时，为了防止在工作过程中发生碳的迁移，通常采用镍合金含量较高的焊接材料（如Inconel182焊条等）。
低合金钢与奥氏体不锈钢之间的焊接低合金钢通常都是在温度较高（设计温度≥315℃）的条件下使用，这种与奥氏体不锈钢相焊的异种接头，通常要求抗高温蠕变、控制碳迁移以及高温抗氧化能力，可采用镍基合金焊接材料（如Inconel82焊丝和Inconel182焊条等）。但是，在氢系统中，由于强烈的氢腐蚀作用，采用的焊接材料不同，焊后得到的焊缝化学成分和金相组织不同，从而影响接头在工作过程中氢脆化而引起的剥离裂纹敏感性。当采用镍基焊条（如Inconel182焊条等），焊后焊缝靠近低合金钢一侧生成的单一奥氏体，多是与熔合线平行的粗大晶粒，且不含铁素体，这种组织容易产生剥离裂纹。而采用E309焊材，焊后焊缝靠近低合金一侧形成奥氏体和铁素体的混合组织，这种组织不易产生裂纹。

H. 关于不锈钢方面的问题

1．不锈钢酸洗钝化的必要性:
奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能，抗高温氧化性能，较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜，如果膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理，使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查 (如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量，破坏了其表面的氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀破裂。
不锈钢表面清洗、酸洗与钝化，除最大限度提高耐蚀性外，还有防止产品污染与获得美观的作用。在 GBl50一1998《钢制压力容器》规定，“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的，因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合，从保证耐蚀耐蚀性出发，提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门，如并非出于防腐目的，仅基于清洁与美观要求，而采用不锈钢材判·的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的，除酸洗钝化外，还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。
2．不锈钢酸洗钝化原理
不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜，这层膜1n腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是形成扩散的阻挡层，使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。
不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗，包括碱洗与酸洗，再用氧化剂钝化，才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，这种富铬钝化膜的电位可达+1．0V(SCE)，接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构，从而影响不锈性，如通过电化学改性处理，可使钝化膜具有多层结构，在阻挡层形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃态的氧化膜，使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。
国内外学者对不锈钢钝化膜的生成进行了大量研究。以近几年北京科大对316L钢钝化膜光电子能谱 (xps)研究为例作简述[1]。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附，在氧化剂的催化作用下，形成氧化物与氢氧化物，并与组成不锈钢的cr、 Ni、Mo元素发生转换反应，最终形成稳定的成相膜，阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为：
Fe·H20+O*≈[FeOH·O*]ad+H++e
[FeOH·O*]ad≈[FeO·O*]ad+H++e
[FeO·O*]ad+H2O≈FeOOH+O*十H++e
[FeO·O*]ad≈FeO+O*
FeOOH+Cr+H2O≈CrOOH+Fe·H20
2FeOOH≈Fe203+H20
2CrOOH≈Cr203+H20
MO+3FeO+3H2O≈MOO3+3Fe·H2O
Ni+FeO+2H20≈NiO+Fe·H20
(其中Os表示钝化过程中的催化剂，且在钝化迪陧中浓度不变，ad表示吸附中间体。)[page]
可见，316L钝化膜最表层存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ -FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在，钝化膜主要成分为CrO3、FeO与NiO。
3．不锈钢酸洗钝化的方法与工艺
3．1酸洗钝化处理方法比较
不锈钢设备与零部件酸洗钝化处理根据操作不同育多种方法，其适用范围与特点见表1。
表1不锈钢酸洗钝化方法比较
方法 适用范围 优缺点
浸渍法 用于可放入酸洗槽或钝化槽的零部件，但不适于大设备 酸洗液可较长时间使用，生产效率较高、成本低；大容积设备充满酸液浸渍耗液太大
涂刷法 适用于大型设备内处表面及局部处理 物工操作、劳动条件差、酸液无法回收
膏剂法 用于安装或检修现场，尤其用于焊接部处理 手工操作、劳动条件差、生产成本高
喷淋法 用于安装现场，大型容器内壁 用液量低、费用少、速度快，但需配置喷枪及扦环系统
循环法 用于大型设备，如换热器、管壳处理 施工方便，酸液可回用，俚需配管与泵连接循环系统
电化学法 既可用于零部件，又可用电刷法对现场设备表面处理 技术较复杂，需直流电源或恒电位仪
3．2酸洗钝化处理配方举例
3．2．1一般处理[2]
根据ASTMA380—1999，仅以300系列不锈钢为例，
(1)酸洗
药剂HNO36％～25％+HF0．5％～8％(体积分数)；
温度21～60℃；时间按需要；
或药剂柠檬酸铵5％～10％(质量分数)；
温度49～71℃；时间10～60min。
(2)钝化
药剂HNO320％～50％(体积分数)；
温度49～71℃；时间10～30min；
或温度2l～38℃；时间30～60min；
或药剂HNO320％～50％+Na2Cr207H2022％～ 6％(质量分数)；
温度49～54℃； 时间15～30min；
或温度21～38℃；时间30～60min。
(3)除鳞酸洗
药剂H2SO48％～11％(体积分数)；
温度66～82℃；6寸间5～45min；
及药剂HNO36％～25％+HF 0．5％～8％(体积分数)；
温度21～60℃；
或HNO315％～25％+HFl％—8％(体积分数)。
3．2．2膏剂法处理
(1)以广州石化尿素不锈钢新设备内表面焊缝及母材钝化和维修表面打磨焊缝的局部钝化为例[3]
酸洗膏：
25％HNO~+4％HF+7l％冷凝 水(体积分数)与 BaSO，调至糊状。
钝化膏：
30％HNO3或25％HNO3+1％(质量分数)K2Cr207与BaSO7调至糊状。
涂覆表面5～30min，用冷凝水冲洗至pH=7，对单台设备也可采用喷洒双氧水的化学钝化法。
(2)以上海大明铁工厂专利m为例。
酸洗钝化膏：
HN038％～14％(作钝化剂)；
HFl0％～15％(作腐蚀剂)；
硬月S酸镁2．2％～2．7％(作增稠剂)
硝酸镁60％～70％(作填料，提高粘附力与渗透性)；[page]
多聚磷酸钠2．3％～2．8％(作缓蚀剂)；
水(调节粘度)。
3．2．3 电化学法处理
以厦门大学专利[5]为例，其处理方法是：将待处理的不锈钢工件作阳极，控制恒电位进行阳极化处理，或者将不锈钢工件先作阴极，控制恒电位进行阴极化处理，再将不锈钢工件作阳极，控制恒电位进行阳极化处理，并继续改变其恒电位进行钝化处理，电解质溶液均采用HN03。经这样处理后，不锈钢钝化膜性质得到改善，耐蚀性能大大提高。点蚀临界电位 (Eb)提高约1000mV(在3％NaCl中)，抗均匀腐蚀性能提高三个数量级(在45℃的20％～30％H2S04中)。
4．不锈钢酸洗钝化的应用范围
4．1不锈钢设备制造过程中的酸洗钝化处理
4．1．1切削加工后的清洗及酸洗钝化[6]
不锈钢工件经切削加工后表面上通常会残留铁屑、钢末及冷却乳液等污物，会使不锈钢表面出现污斑与生锈，因此应进行脱脂除油，再用硝酸清洗，既去除了铁屑钢末，又进行了钝化。
4．1．2焊接前后的清洗及酸洗钝化[7]
由于油脂是氢的来源，在没有清除油脂的焊缝中会形成气孑L，而低熔点金属污染(如富锌漆)焊接后会造成开裂，所以不锈钢焊前必须将坡口及两侧20mm内的表面清理干净，油污可用丙酮擦洗，油漆锈迹应先用砂布或不锈钢丝刷清除，再用丙酮擦净。
不锈钢设备制造无论采用何种焊接技术，焊后均要清洗，所有焊渣、飞溅物、污点与氧化色等均要除掉，清除方法包括机械清洗与化学清洗。机械清洗有打磨、抛光与喷砂喷丸等，应避免使用碳钢刷子，以防表面生锈。为取得最好的抗腐蚀性能，可将其浸泡在HNO3和HF的混液中，或采用酸洗钝化膏。实际上常4锎1械清洗与化学清洗结合起来应用。
4．1．3锻铸件的清洗[6]
经锻铸等热加工后的不锈钢工件，表面往往有一层氧化皮、润滑剂或氧化物污染，污染物包括石墨、二硫化钼与二氧化碳等。应通过喷丸处理、盐浴处理以及多道酸洗处理。如美国不锈钢涡轮机叶片处理工艺为：
盐浴(10min)→水淬(2．5min)→硫酸洗(2min)→冷水洗(2min)→碱性高锰酸盐浴(10min)→冷水洗(2min)→硫酸洗(1rain)→冷水洗(1min)→硝酸洗(1．5min)→冷水洗(1min)→热水洗(1min)→空气干燥。
4．2新装置投产前的酸洗钝化处理
许多大型化工、化纤、化肥等装置的不锈钢设备与管道在投产开工前要求进行酸洗钝化。虽然设备在制造厂已进行过酸洗，去除了焊渣与氧化皮，但在存放、运输、安装过程中又难免造成油脂、泥砂、铁锈等的污染，为确保装置与设备试车产品(尤其是化工中间体及精制品)的质量能够达到要求，保证一次试车成功，必须进行酸洗钝化。如H2O2生产装置不锈钢设备与管道，投产前必须进行清洗，否则若有污物重金属离子会使催化剂中毒。另外，如金属表面有油脂与游离铁离子等会造成H2O2的分解，剧烈放出大量热，引发着火，甚至爆炸。同样对氧气管道来说存在微量油污与金属微粒也可能产生火花而发生严重后果。
4．3现场检修中的酸洗钝化处理
在精制对苯二甲酸(PTA)，聚乙烯醇(PVA)，腈纶，醋酸等生产装置的设备材料中，大量使用奥氏体不锈钢316L、317、304L，由于物料都含有Cl-、Br-、 SCN-、甲酸等有害离子，或由于污垢、物料结聚，会对设备产生点蚀、缝隙腐蚀与焊缝腐蚀。在停车检修时可以对设备或部件进行全面或局部酸洗钝化处理，修复其钝化膜，以防局部腐蚀扩展。如上海石化PTA装置干燥机的不锈钢管子更新检修及腈纶装置的不锈钢换热器检修等均进行过酸洗钝化。
4．4在役设备除垢清洗
石油化工装置中的不锈钢设备，尤其是换热器，经一定时间运行后，内壁会沉积各种污垢，如碳酸盐垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢、氧化铁垢、有机物垢、催化剂垢等，影响了换热效果，并且会造成垢下腐蚀。需要选择合适的清洗剂进行除垢，可采用硝酸、硝酸+氢氟酸、硫酸、柠檬[page]酸、EDTA、水基清洗剂等，并添加适量的缓蚀剂。除垢清洗后，如需要可再进行钝。化处理。如上海石化PTA、醋酸、腈纶等装置的不锈钢换热器均进行过除垢清洗。
5．不锈钢酸洗钝化的注意事项
5．1酸洗钝化的前处理
不锈钢工件酸洗钝化前如有表面污物等，应通过机械清洗，然后除油脱脂。如果酸洗液与钝化液不能去除油脂，表面存在油脂会影响酸洗钝化的质量，为此除油脱脂不能省略，可以采用碱液、乳化剂、有机溶剂与蒸汽等进行。
5．2酸洗液及冲洗水中Cl-的控制
某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采用加入盐酸、高氯酸，三氯化铁与氯化钠等含氯离子的侵蚀介质作为主剂或助剂去除表面氧化层，除油脂用三氯乙烯等含氯有机溶剂，从防止应力腐蚀破裂来说是不太适宜的。此外，对初步冲洗用水可采用工业水，但对最终清洗用水要求严格控制卤化物含量。通常采用去离子水。如石化奥氏体不锈钢压力容器进行水压试验用水，控制C1-含量不超过25mg／L，如无法达到这一要求，在水中可加入硝酸钠处理，使其达到要求，C1-含量超标，会破坏不锈钢的钝化膜，是点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂等的根源。
5．3酸洗钝化操作中的工艺控制
硝酸溶液单独用于清除游离铁和其它金属污物是有效的，但对清除氧化铁皮，厚的腐蚀产物，回火膜等无效，一般应采用HNO3+HF溶液，为了方便与操作安全，可用氟化物代替HF[2]。单独HNO3溶液可不加缓蚀剂，但HNO3+HF酸洗时，需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗，为防止腐蚀，浓度应保持5：1的比例。温度应低于49℃，如过高，HF会挥发。
对钝化液，HNO3应控制在20％—50％之间，根据电化学测试，HNO3浓度小于20％处理的钝化膜质量不稳定，易产生点蚀[8]，但HNO3浓度也不宜大于50％，要防止过钝化。
用一步法处理除油酸洗钝化，虽然操作简便，节省工时，但该酸洗钝化液(膏)中会有侵蚀性HF，因此其最终保护膜质量不如多步法。
酸洗过程中允许在一定范围内调整酸的浓度、温度与接触时间。随着酸洗液使用时间的增长，必须注意酸浓度和金属离子浓度的变化，应注意避免过酸洗，钛离子浓度应小于2％，否则会导致严重的点蚀。一般来说，提高酸洗温度会加速与改善清洗作用，但也可能增加表面污染或损坏的危险。
5．4不锈钢敏化条件下酸洗的控制[2]
某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化，采用HNO&HF酸洗可能会产生晶间腐蚀，由晶间腐蚀引起的裂缝在运行时，或清洗时，或随后加工中，能够浓缩卤化物，而引起应力腐蚀。这些敏化不锈钢一般不宜用HNO3+HF溶液除鳞或酸洗。在焊后如必须进行这种酸洗，应采用超低碳或稳定化的不锈钢。
5．5不锈钢与碳钢组合件的酸洗
对不锈钢与碳钢组合件(如换热器中不锈钢管子、管板与碳钢壳体)，酸洗钝化若采用HNO3或 HNO3+HF会严重腐蚀碳钢，这时应添加合适的缓蚀剂如Lan-826。当不锈钢与碳钢组合件在敏化状态下，不能用HNO3+HF酸洗时，可采用羟基乙酸(2％)+甲酸(2％)+缓蚀剂，温度93℃，时间6h或EDTA铵基中性溶液+缓蚀剂，温度：121℃，时间：6h，随后用热水冲洗并浸入10mg／L氢氧化铵+100mg／L联氨中[3]。
5．6酸洗钝化的后处理
不锈钢工件经酸洗和水冲洗后，可用含10％(质量分数)NaOH+4％(质量分数)KMnO4的碱1生高锰酸盐溶液在71～82℃中浸泡5～60min，以去除酸洗残渣，然后用水彻底冲洗，并进行干燥。不锈钢表面经酸洗钝化后出现花斑或污斑，可用新鲜钝化液或较高浓度的硝酸擦洗而消除。最终酸洗钝化的不锈钢设备或部件应注意保护，可用聚乙烯薄膜覆盖或包扎，避免异金属与非金属接触。
对酸性与钝化废液的处理，应符合国家环保排放规定。如对含氟废水可加石灰乳或氯化钙处理。钝化液尽可能不用重铬酸盐，如有含铬废水，可加硫酸亚铁还原处理。
酸洗可能引起马氏体不锈钢氢脆，如需要可通过热处理去氧(加热至200℃保温一段时间)。
6．不锈钢酸洗钝化质量检验[8]
由于化学检验会破坏产品的钝化膜，通常在样板上进行检验。方法举例如下：
(1)硫酸铜滴定检验
用8gCuS04+500mLH20+2～3mLH2S04溶液滴入样板表面，保持湿态，如6min内不出现铜的析出为合格。
(2)高铁氰化钾滴定检验
用2mLHCl+1mLH2S04+1gK3Fe(CN)6+97mLH20溶液滴在样板表面，通过生成蓝色斑点的多少及出现时间的长短来鉴定钝化膜质量的好坏。

I. 不锈钢氢气管道焊接要求

管道焊接时，碳钢管应采用氩弧焊打底，不锈钢管应采用氩弧焊。安装过程应防止焊渣、铁锈等留在管道中。

氢气管道的连接应采用焊接，其他连接方法是潜在的渗漏源。但与设备、阀门的连接，可用法兰或螺纹连接。螺纹连接用聚四氟乙烯薄膜作填料。氢气管道安装时，内壁应除锈至本色。

相关信息

氢气会对长期处于高温高压状态下的管道产生氢损伤，进而增加管道材料方面的失效风险；管道失效通常由氢脆、氢致失效、氢鼓包和脱碳四类问题引起。

其中，合金元素及内部显微和带状组织是失效的主要影响因素；选用低强度的无缝钢管是较为理想的氢气管道材料，但目前该工艺的生产成本较高，可以以降低工艺成本为研发方向，作为输氢管道大规模商用的技术储备。

J. 影响双相不锈钢焊接质量的因素都有哪些

影响双相不锈钢焊接质量的因素主要体现在以下几方面：
1、含N量影响
GómezdeSalazarJM等人研究了保护气体中N2的不同含量对双相不锈钢性能的影响。结果表明，随着混合气体中N2分压PN2的增加，焊缝中氮的质量分数ω（N）开始迅速增加，然后变化很小，焊缝中的铁素体相含量φ（α）随ω（N）增加呈线性下降，但φ（α）对抗拉强度和伸长率的影响与ω（N）的影响刚好相反。同样的铁素体相含量φ（α），母材的抗拉强度和伸长率均高于焊缝。这是由于显微组织的不同所造成的。双相不锈钢焊缝金属中含N量提高后可以改善接头的冲击韧性，这是由于增加了焊缝金属中的γ相含量，以及减少了Cr2N的析出。
2、热输入影响
与焊缝区不同，焊接时热影响区的ω（N）是不会发生变化的，它就是母材的ω（N），所以此时影响组织和性能的主要因素是焊接时的热输入。根据文献，焊接时应选择合适的线能量。焊接时如果热输入太大，焊缝热影响区范围增大，金相组织也趋于晶粒粗大、紊乱，造成脆化，主要表现为焊接接头的塑性指标下降。如焊接热输入太小，造成淬硬组织并易产生裂纹，对HAZ的冲击韧性同样不利。此外，凡影响冷却速度的因素都会影响到HAZ的冲击韧性，如板厚、接头形式等。
3、σ相脆化
国外文献介绍了再热引起的双相不锈钢及其焊缝金属的σ相脆化问题。母材和焊缝金属的再热过程中，先由α相形成细小的二次奥氏体γ*，然后析出σ相。结果表明，脆性开裂都发生于σ相以及基体与σ相的界面处，对母材断口观察表明，在σ相周围区域内都为韧窝，由于α相区宽，大量生成的σ相才会使韧性降低，然而在焊缝中α相区是细小的，断口仍表现为脆性断裂，只要少量的σ相生成就足以引起焊缝金属韧性的降低，因此，焊缝金属中的σ相脆化倾向比母材要大得多。
4、氢致裂纹
双相不锈钢焊接接头的氢脆通常发生于α相，且氢脆的敏感性随焊接时峰值温度的升高而增加。其微观组织的变化为：峰值温度增加，γ相含量减少，α相含量增加，同时由α相边界和内部析出的Cr2N量增加，故极易发生氢脆。
5、应力腐蚀开裂
母材和焊缝金属中的裂纹都起始于α/γ界面的α相一侧，并在α相内扩展。奥氏体（γ）由于其固有的低氢脆敏感性，因此，可起到阻挡裂纹扩展的作用。由于DSS中含有一定量的奥氏体，所以其应力腐蚀开裂倾向性较小。
6、点蚀问题
耐点蚀是双相不锈钢的一个重要特性，与其化学成分和微观组织有着密切关系。点蚀一般产生于α/γ界面，因此被认为是产生于γ相和α相之间的γ*相。这意味着γ*相中的含Cr量低于γ相。γ*相与γ相的成分不同，是由于γ*相中的Cr和Mo含量低于初始γ相中的Cr、Mo含量。进一步研究表明，含N量较低的钢，其点蚀电位对冷却速度较为敏感。因此，在焊接含N量较低的双相不锈钢时，对冷却速度的控制要求更加严格。在双相不锈钢焊接过程中，合理控制焊接线能量是获得高质量双相不锈钢接头的关键。线能量过小，焊缝金属及热影响区的冷却速度过快，奥氏体来不及析出，从而使组织中的铁素体相含量增多；如线能量过大，尽管组织中能形成足量的奥氏体，但也会引起热影响区内的铁素体晶粒长大以及σ相等有害相的析出。一般情况下，焊条电弧焊（ShiededMetalArcWelding，SMAW）、钨极氩弧焊（GasTungstenArcWelding，GTAW）、药芯焊丝电弧焊（Flux-CoredWireArcWelding，FCAW）和等离子弧焊（PlasmaArcWelding，PAW）等焊接方法均可用于双相不锈钢的焊接，且在焊前一般不需要采取预热措施，焊后也不需进行热处理。