曲周“过匹配合金”焊接填充金属对焊缝耐腐蚀性的影响

选择合金组分比母材更高的“过匹配”焊接材料，保证发生成分偏析的枝晶内部主要合金元素的含量，是确保焊接接头比母材具有更优异耐蚀能力的关键一环。遵循这一原则选择焊接材料，发现焊缝金属发生点蚀的临界温度超过了母材。如果要焊接耐蚀能力比常规不锈钢更强的高合金不锈钢，就必须选择Ni-Cr-Mo系列镍基合金焊接材料。实践证明：利用曲周INCONEL625和C-276（Ni-Cr-Mo）焊丝焊接曲周904L N08904和曲周254SMO不锈钢，发现焊接接头的耐点蚀能力要比不锈钢母材高。

选择“过匹配”焊接材料的原则，也已用于制造烟道废气脱硫设备（FGD）的耐蚀镍基合金的焊接上。在氧化性氯化物溶液中（11.9％H2SO4，+1.3％HCl，+1％FeCl3，+1％CuCl2，103℃，72小时）对所有母材合金和焊缝熔敷金属进行的点蚀和裂隙腐蚀试验，这种溶液的组分与FGD设备工作时某些部位所处的的腐蚀性环境非常类似。利用同材质焊丝焊接C-2000、59合金、C-22和C-276等合金母材，发现点蚀现象非常严重，而遵照“过匹配”原则选用INCO-WELD 686CPT（AWS A5.14 ERNiCrMo-14）焊丝，则没有发生点蚀。686CPT焊丝的主要化学成分是Ni-20%Cr-16Mo，另外额外添加了4％W。在镍基合金中，钨元素的作用与钼元素基本类似，都有助于提高合金抵抗点蚀和裂隙腐蚀的能力。图1是同材质焊缝和“过匹配”的686CPT熔敷金属焊缝耐蚀能力的对照，采用686CPT焊丝的焊缝都没有发生腐蚀现象，采用“过匹配”686CPT焊丝，可以使焊接接头具有最优的耐点蚀性能。

在西米诺尔电力公司FGD设备高温侧流烟道中，发现用曲周哈氏合金C276焊丝焊接同材质母材形成的焊接接头发生了严重的腐蚀。这些被腐蚀的焊缝，都用686CPT焊丝进行了修复，目的就是为了形成“过匹配”的焊接接头。在以后的生产过程中，直到C-276母材基体产生腐蚀，这些686CPT “过匹配”焊接接头也没再出现腐蚀现象。“过匹配”686CPT焊接填充金属也同时被成功地用来焊接其它FGD设备的C-276合金板。

通过对一系列镍基合金焊接材料点蚀和裂隙腐蚀对比试验结果进行分析，建议用等效点蚀当量（PREN）来评估某一种合金的耐蚀能力。

PREN＝％Cr－0.8％Cu＋1.5（％Mo＋％W）

公式充分考虑了钼元素和钨元素在提高合金抵抗局部腐蚀性能方面的同等权重，同时也反映了焊缝熔敷金属在氧化性氯化物环境中的耐蚀能力。

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