通过分析纯镍的物理化学性能和可焊性，制定了核材料的焊接工艺，并成功地应用于工程。 保证焊接质量的关键是采用Ni200纯镍管焊接方法，大电流和高速焊接工艺，并在低温环境中进行严格的焊前清洗和焊前预热。
主要原理是在蒸发的第 99.9 阶段和 XNUMX 阶段蒸发和 XNUMX 阶段浓缩中蒸发，然后从 XNUMX % NaOH 溶液中生产出 XNUMX % 熔融烧碱，然后用剥片机冷却和刮擦。 整个过程涉及的主要设备和管道部件均从瑞士博特进口。
烧碱溶液在蒸发和浓缩过程中随着浓度和温度的增加而变得更具腐蚀性。 金属材料 对工艺设备和管道的选型要求也越来越高。 当烧碱水溶液浓度大于 32% 时，不锈钢材料已不能再满足耐腐蚀性的要求，应使用耐烧碱耐腐蚀性好的纯镍材料。 蒸发后的部分设备和烧碱溶液管道实际上使用了 Ni50 材料，管道总长度超过 200 米，焊接口超过 240 米。 最小管材尺寸为DN260mm，最大DN25mm，壁厚为800.3~05.4mm。
在强腐蚀性使用的恶劣条件下，纯镍管道焊接的质量关系到整个机组的长期安全稳定运行，并且由于纯镍材料的特殊物理化学性能和可焊性，焊接操作困难，焊接技术要求很高。 博泰克业主和专家非常重视纯镍管道的焊接，所有焊接质量检验均采用瑞士标准。 纯镍管道的焊接也成为该项目建设的关键。 阿拉伯数字。
Ni200 纯镍的化学成分如表 1 所示。
表 1 Ni200 纯镍的化学成分
常用商品名称 | C | 铜 | 铁 | 锰 | 镍 | S | 四 |
镍 200、镍 201 | ≤0.15 | ≤0.25 | ≤0.40 | ≤0.35 | ≥99.0 | ≤0.01 | ≤0.35 |
表 2 比较了纯镍和碳钢以及不锈钢的物理性能。
焊接的纯镍材料主要存在焊接热裂纹、气孔等问题，并形成焊接外观不良。
表 2 物理性质
材料 | 比重 g/cm3 | 熔点 °C | 热膨胀系数×106 （mm·°C） | 导热系数 W/mK | 电阻率 m Ω cm |
纯镍 | 8.89 | 1453 | 4.1 | 91.96 | 6.8 |
软钢 | 7.85 | 11.4 | 46.89 | 15 | |
18-8 不锈钢 | 7.93 | 17.3 | 16.29 | 72 |
镍含量为 9% 或以上的纯镍材料、容易发生热裂纹的焊缝以及镍含量高 （δ < 0.6%） 的纯奥氏体不锈钢更相似。 纯镍材料热裂纹的趋势以及材料是否含有硫、磷等有害元素和含量。 少量硫和元素磷的存在会对纯镍的焊接产生重大影响，硫和磷含量的增加会大大增加热裂纹的倾向。 其原因是，从焊缝金属的液体冷却到凝固过程，形成硫、磷和镍的低熔点共晶，焊接金属晶界的错位和液膜的形成，以及拉应力在焊接中的作用。 热裂纹的发生。 硫和磷等杂质元素的负面影响也往往重叠。 因此，控制物料中硫、磷的杂质和元素含量对于防止污染外来含硫和磷的材料非常重要。
纯镍对氢的孔隙率非常敏感。 氢在液态金属中的溶解度很高，在较低温度下溶解度会显著降低。 由于纯镍具有较大的导热系数，固液相温度范围窄，液态金属的粘度高，迁移率差，焊接结晶凝固快，熔池中液态金属中溶解的氢不易析出。 ，熔池容易被氢饱和，形成孔隙。 控制焊缝气孔的关键是降低熔池中液态金属中的 [H] 含量，但另一方面，必须使用合适的焊接材料。
另一方面，必须确保焊缝和焊丝的清洁度，以防止熔池受到外部空气、油脂和水等污染。
焊接气候条件对焊缝孔隙率有重大影响。 当环境温度低于 16°C 时，斜面会形成冷凝水，容易出现气孔，即使使用丙酮擦洗也无法去除。 焊接前必须预热。 焊接还要求空气相对湿度为 < 65%。
纯镍具有较大的导热性，因此熔池的冷却凝固速度快，在小电流焊接中难以将母材完全熔化，导致焊缝中出现未熔化缺陷。 液态金属的流动性和润湿性较差，焊接表面的图案较差。 它很粗糙，容易有切削刃和压痕，焊缝成型不如碳钢或不锈钢漂亮。 此外，很难看到纯镍焊池的颜色变化，这也是焊缝形成不良的 XNUMX 个原因之一。
手工钨极电弧焊 （TIG） 具有良好的池保护效果，焊缝金属致密，焊丝中脱氧合金元素的转变系数高，操作方便，焊接外观美观，探伤率高，纯镍管道现场焊接采用 TIG 焊接。 可以保证焊接质量。
使用 ERNi-200 1.2 5.3 mm 焊丝对 Ni3 纯镍管进行 TIG 焊接。 电线的化学成分如表 <> 所示。
表 <> 焊丝化学成分 （%）
品牌 | C | 四 | 锰 | 镍 | 铝 | 钛 |
ERNi-1 | ≤0.15 | ≤0.75 | ≤1.0 | ≥93 | ≤1.5 | 2.0 – 3.0 |
该牌号的焊丝中含有一定量的锰、锰和硫化物一起，以防止形成低熔点共晶硫化镍，可有效防止热裂纹的发生。 线材中的少量铝、钛元素发挥着作用。 的脱氧剂。
纯镍易受硫的影响，当它与含硫物质接触时，温度超过300°C的临界值，热硫穿透晶界成为硫化镍。 硫以各种形式存在于材料中，与纯镍接触的最常见来源是油、油脂、灰尘、油漆、魔术墨水、胶带、指纹（汗水）、脚印和含有硫化物的污染空气。 材料、纯镍管材和管件在施工前应存放在干燥、清洁、安全的仓库中，并应指定保管人员。 在关闭安装车间的门窗之前，应清洁地面。 工人在安装过程中应穿着干净的工作服，戴干净的手套，不要用手直接接触材料。 将预制材料放在干净的工作台面上，并用塑料薄膜覆盖。 该材料不与铁和地面接触。 材料表面不得用记号笔或类似物标记。
纯镍焊接金属与碳钢和不锈钢焊接金属不同，容易流过母材，容易弄湿，因此为了便于焊接工作，坡口应选择较大的角度：75 – 80°。 V形斜面基座间隙：2.5~3.0mm，钝端高度：0~1.0mm。
管材倒角机用于加工管材的倒角，不易加工的倒角可以先用角磨机研磨，然后用轮廓刀对倒角表面进行修整。
用不锈钢丝刷去除坡口表面的氧化膜，用丙酮或酒精在坡口两侧和母材表面摩擦 50mm 以内，以去除水分、油污和污垢。 不使用电线时，请将其存放在绕线管中，以防止外部灰尘粘附在其上。 焊接时，请将其拉出并用丙酮或酒精擦拭后再使用。 对管子的另一侧进行分组不超过管子壁厚的 10%。 分组间隙 2.5~3.0mm。 然后必须完成点状焊缝，以免它在原位停留太久，需要再次清理。
纯镍导热性高，凝固快，因此当焊接电流较大时应采用焊接。 否则，可能会出现未熔化、根焊不完全、焊缝表面形成不良等现象。 纯镍管的焊接工艺参数如表 4 所示。
表 4 N2.4068 纯镍管焊接工艺参数
焊接 | 焊接电流 （A） | 电弧电压 （V） | 电源类型 | 钨棒直径 （mm） | 喷嘴直径 （mm） | 氢气流速 （L/min） | 层间温度 （°C) | |
焊枪 | 在管道中 | |||||||
狂欢 | 120 – 130 | 14±2 | 直流 + | φ2.5 | φ12 | 12 – 14 | 8 – 10 | |
其他图层 | 120 – 140 | 14±2 | 直流 + | φ2.5 | φ12 | 12 – 14 | 6 – 8 | <100 |
（1） 应在焊缝背面填充氩气来保护第一层底漆和填充焊缝，以防止在焊缝根部氧化和形成缺陷。
（2） 底漆焊缝密封带不能直接粘在管道上。 为防止粘附在母材上的粘合剂污染焊缝，应在图 1 中的反棒上显示。
图 1 逆向
（3） 胶带的焊接不使用划痕法开始电弧。 为了防止钨的陷印现象，必须使用专用的氩弧焊机和高频电弧。
（4）在焊丝氧化物中脱氧剂形成的焊槽表面的粘附、渣点和氧化镍膜中，应使用不锈钢丝刷或角磨机千目使用多层焊接清洁焊接坡口表面。 防止层间未熔合粘附的发生。
（5） 请勿在基材中使用。 在圆弧中，圆弧闭合时必须填充圆弧坑。
（6） 当环境温度低于 16°C 时，焊接前用干燥的热空气预热坡口及其附近，以去除表面的结露并防止气孔的形成。
实践表明，采用TIG焊接，N2.4068纯镍管焊接采用UTP80氩弧焊丝和大角度焊接坡口，采用大电流高速焊接，注意保护焊缝根部，可获得高质量的焊接。 高质量的焊接接头。
注意管件的存放和施工过程的保护，并在焊接前仔细清洁，也是 N2.4068 纯镍管焊接成功的关键。 在冬季的低温环境条件下，焊接前必须对坡口进行预热。
