鎳基高溫合金哈氏合金系列材料生產(chǎn)供應商廠家-禎賦（上海）實業(yè)

Inconel690介紹：

Inconel690是一種適用于壓水堆核電站燃氣蒸汽鍋爐熱傳導管原材料的合金，是燃氣蒸汽鍋爐的關鍵技術。

62ni-28cr-10fe的主要特點是具備良好的耐蝕性和耐熱性。

化學成分：

鎳基690合金化學成分(質(zhì)量百分比)：

物理性能

退火處理態(tài)690合金的物理性能和力學性能：

獨特特性

690合金具備良好的應力腐蝕和晶間晶間腐蝕裂開工作能力，適用于壓水堆核電站燃氣蒸汽鍋爐熱傳導管原材料。壓水堆核電站燃氣蒸汽鍋爐熱傳導管原材料通過304低合金鋼、600合金、800合金、690合金等發(fā)展趨勢全過程。對600合金服務項目中浸蝕無效的研究表明，應力腐蝕和晶間晶間腐蝕裂開是關鍵問題。690合金做為壓水堆核電站燃氣蒸汽鍋爐熱傳導管原材料，自20世際90時代交付使用至今并未發(fā)覺毀壞匯報。

關鍵運用

在中國運作的壓水堆核電站發(fā)電機組中，僅有秦山一期選用800合金，秦山二期采用690合金做為燃氣蒸汽鍋爐熱傳導管原材料。大部分新建和整體規(guī)劃中的壓水堆核電站也應用690合金做為燃氣蒸汽鍋爐的熱傳導管原材料。殊不知，在中國運作的壓水堆核電站中采用的690合金管通常是在海外選購的。海外生產(chǎn)制造690合金管的企業(yè)主要包含法國Valinox、瑞典Sandvik和日本住戶。中國有興趣愛好生產(chǎn)制造和生產(chǎn)690合金管的企業(yè)有立特殊原材料和寶銀特種鋼管有限公司。

9月25日早上，在廣州市南沙區(qū)黃閣鎮(zhèn)中國東方電氣（廣州）重型機械有限公司生產(chǎn)車間，伴隨著中國東方重型機械設備專業(yè)技術人員將寶鋼國內(nèi)690合金U型管漸漸地透過防城港核電1號機組1號燃氣蒸汽鍋爐的“心血管”，完成了中國核電機組自核電廠690合金U型管國內(nèi)生產(chǎn)制造的至今初次取得成功安裝應用。這意味著中國核電蒸汽發(fā)生器核心初次發(fā)生“中國生產(chǎn)制造”。

INCONEL 690是一種綜合性能優(yōu)良的單相奧 氏體鎮(zhèn)基耐蝕合金，在含氯化物溶液和氫氧化鈉 溶液中不僅具有比INCONEL 600、304不鎊鋼更為 優(yōu)良的抗腐蝕開裂能力，還具有髙強度、良好冶 金穩(wěn)定性和加工特性，特別是在各種高溫水中， INCONEL 690顯示了低腐蝕速率，表現(xiàn)出優(yōu)異的 抗應力腐蝕開裂能力[1_2]，因而被廣泛應用于第三代先進壓水堆核島主設備關鍵部位堆焊及焊接[3_4],如反應堆壓力容器和蒸汽發(fā)生器進出口接 管預堆邊及其與安全端對接焊縫、蒸汽發(fā)生器和 余熱排出熱交換器管板堆焊等，均優(yōu)先選擇INCONEL 690鎳基合金焊接材料。

在這些核島主 設備關鍵部位的堆焊和焊接中，因INCONEL 690 鎮(zhèn)基焊絲焊接質(zhì)量和焊縫純凈度最為理想，故核島主設備關鍵部位的堆焊和焊接均優(yōu)先選用INCONEL 690 鎳基焊絲[5] 0

第三代先進壓水堆核島主設備關鍵部位焊接 使用INCONEL 690鎳基焊絲進行焊接時，因不同 焊接部位的結構和焊接工況不同，需要采用不同 的焊接工藝。如蒸汽發(fā)生器和余熱排出熱交換器 管板堆焊，因其焊接工作量大，需采用焊接效率 較高的熱絲TIG堆焊工藝；對于接管隔離層焊接， 因其對焊縫的室溫、高溫強度要求苛刻，需采用 既滿足強度要求又有較高效率的自動TIG堆焊工 藝；對于接管與安全端異種鋼對接，為適用接管 與安全端焊接工位固定，同時保證異種鋼窄間隙 焊縫焊接質(zhì)量，設計采用了帶脈沖的全位置TIG焊 工藝；當上述各種位置的焊縫存在微小缺陷需要 去除缺陷進行焊接返修時，針對微小缺陷去除后的返修，又采用了手工TIG焊工藝。

本文針對核島主設備INCONEL 690鎳基焊絲 采用的不同TIG焊工藝，研究INCONEL 690鎳基 焊絲在不同焊接工藝下其焊接工藝和焊接熱輸入 對焊縫熔敷金屬拉伸強度的影響。

1試驗材料及方法

1.1試驗材料試板材料采用帶鎳基隔離層的SA-508 Gr. 3 Cl. 2優(yōu)化鋼鍛件，試板厚度30 mm;焊接材料采 用由美國 SPECIAL METALS Welding Products Company (簡稱SMC )公司生產(chǎn)的同一批號的INCONEL 690鎳基焊絲（焊絲型號：ERNiCrFe - 7A，焊材牌號：INCONEL Filler Metal 52M)，焊絲 規(guī)格以.2或而.9，焊絲化學成分見表1。

1.2試驗方法試驗采用不同TIG焊工藝（對應的具體焊接參 數(shù)見表2)，對SMC公司提供的INCONEL 690鎳基 焊絲進行坡口焊焊接坡口焊縫試件示意見圖1，在 無損檢驗合格區(qū)域?qū)笐B(tài)未稀釋熔敷金屬進行室 溫和高溫(350 1)拉伸試驗，未稀釋溶敷金屬室溫 和高溫拉伸試驗分別依據(jù)標準AWS B4. 0M -2000 和 ASTM E21 -1998 執(zhí)行。

2試驗結果與分析

表3和表4分別列出了按表2焊接工藝執(zhí)行焊 接的未稀釋焊縫熔敷金屬室溫和高溫拉伸性能數(shù)據(jù)。

為便于直觀的分析對比，將表3和表4中不同 焊接工藝下室溫和高溫抗拉強度和屈服強度隨焊

在冷絲直流熱輸入稍局于冷絲脈沖焊接工藝熱輸 入的情況下，冷絲直流TIG焊的室溫和高溫抗拉強 度還是高于冷絲脈沖TIG焊焊接工藝下焊縫強度。 可見，在相同熱輸入下，冷絲直流TIG焊焊接工藝 形成焊縫金屬強度會高于冷絲脈沖TIG焊焊接工藝 的焊縫金屬強度。

通過上述對不同TIG焊接工藝（冷絲脈沖TIG 焊、冷絲直流TIG焊、熱絲TIG焊）及相同焊接工 藝不同焊接熱輸人下焊縫強度的對比分析得出， 焊接工藝不同，熔敷金屬強度不同，在相同焊接 工藝下，熔敷金屬室溫和高溫抗拉強度隨熱輸入 增加而降低，同時高溫抗拉強度增加的趨勢弱于 室溫抗拉強度* [2] 345678。這些與晶界強化理論相吻合， 故推測不同焊接工藝下焊縫強度不同，室溫和高 溫抗拉強度隨熱輸入增加而降低是由焊接工藝不 同、熱輸入不同、晶界析出的碳化物和氮化物等 硬質(zhì)相的多少不同導致[9]。

結語

為適用核島主設備不同部位焊接工況及設計 強度要求，制定了 INCONEL 690鎳基焊絲不同的 TIG焊接工藝，用以滿足設備制造中不同部位的焊 接要求，即在保證不同部位采用INCONEL 690鎳 基焊絲TIG焊焊接滿足設計強度要求的同時，保證 焊接質(zhì)量，提高焊接效率。通過對INCONEL 690鎳基焊絲不同TIG焊工 藝和不同熱輸入的焊縫熔敷金屬進行室溫和髙溫 拉伸試驗，結果表明：

(1)采用INCONEL 690鎳基焊絲通過不同 TIG焊工藝進行焊接，對所得到的熔敷金屬進行拉 伸試驗，其室溫和高溫抗拉強度因焊接工藝不同 而存在較大差異。冷絲直流TIG溶敷金屬強度最 高；冷絲脈沖TIG焊熔敷金屬強度次之；熱絲TIG 焊熔敷金屬強度最低。

(2)熱絲TIG焊和冷絲脈沖TIG焊熔敷金屬 強度隨熱輸入降低強度變化不明顯，與熱絲TIG焊 和冷絲脈沖TIG焊相比，冷絲直流TIG焊熔敷金屬 強度隨熱輸入的降低呈明顯升高趨勢。

(3)不同焊接工藝、不同焊接熱輸入下熔敷 金屬產(chǎn)生強度差異，推測原因在于不同焊接工藝、 不同焊接熱輸入對熔敷金屬晶界硬質(zhì)相析出的影 響不同，但深入的原因還有待于進一步的研究證實。