一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接材料技术领域，具体公开了一种核电20控铬钢专用焊条的生产方 法。
【背景技术】
[0002] 核电厂的输送管内介质流速高、流量大，会产生因输送蒸汽和水的流动速度较高 而导致的"流体加速腐蚀(FAC)"现象，即碳钢管内表面在大量的、高速流动的汽水冲刷下， 内壁具有保护功能的氧化膜脱落、变薄，使钢基体变差、年腐蚀率增加的现象。流体加速腐 蚀现象严重时可能造成爆管事故，因此需要提高输送管的抗汽水冲蚀性能。
[0003] 根据现有的研究资料，碳钢中FAC的腐蚀速率取决于介质温度、流速、pH值、电极电 位、管材合金元素、热力学等因素，其中管材合金元素是可以通过选择钢种成分来解决的。 经研究表明，在碳钢中增加 Cr含量可以明显降低FAC的腐蚀速率。20控铬钢就是在此背景下 开发的具有$父尚抗FAC性能的新钢种。
[0004] 20控铬钢的抗FAC用途，要求与其匹配的焊接材料熔敷金属中也具有一定含量的 Cr元素成分，以使焊缝金属中也具有一定含量的Cr，这样管道的焊缝金属部分也具有抗FAC 能力。
[0005] 专利ZL 201310025106.2公开了一种核电20控铬钢专用焊条，该专用焊条熔敷金 属的化学成分与核电20控铬钢比较接近，力学性能也优于现有的E5015焊条或与现有的 E5015焊条相当，使用其完成的20控铬钢焊缝的抗FAC性能有显著提高，但其并没有公开该 核电20控铬钢专用焊条的制备方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于:提供一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，使得流体输送 管道的焊缝部分不仅具有较好的抗汽水冲蚀性能，还具有较高的抗冲击韧性和抗疲劳性 能。
[0007] 为了实现本发明目的而采用的技术方案为:一种核电20控铬钢专用焊条的生产方 法，具体方法步骤为：
[0008] 1)粘结剂的配置
[0009] 按质量份数计，将羧甲基纤维素钠5~15份、水玻璃20~40份、硬脂酸钠10~20份、 凹凸棒土 30~55份，混合均匀制得粘结剂，备用；
[0010] 2)药皮的预处理
[0011] 将大理石20~55份、萤石10~30份、硅酸盐5~20份、高碳络铁10~30份、钛白粉5 ~10份、纳米氮化铝1~3份、混合稀土2~4份、粘结剂1~5份，混合均匀，然后转移至烧结炉 中进行高温烘焙，最后进行机械破碎，备用；
[0012] 3)焊条的制备
[0013]最后将预处理过的药皮和芯线再涂压机中制备成焊条，控制温度在380~400°C， 保温1~2小时即可。
[0014]优选的，以质量分数表示，本发明所述芯线组成成分及含量为：C< 0.09%、Si< 0.03% ^Mn 0.35-0.55 % < 0.005% < 0.005 % ^Ni <0.30% ^Cr 0.15-0.18 % ^Cu < 0.020%、Ti <0.20%、Mg< 0.05%，余量为F。
[0015]更优选的，以质量分数表示，本发明所述芯线组成成分及含量为：C 0.075%、Si 0·02%、Μη 0·42%、Ρ 0.003%、S 0.003%、Ni 0.26%、Cr 0.17%、Cu 0.012%、Ti 0.20%、Mg 0.05%，余量为Fe。
[0016]进一步优选的，本发明所述的高碳络铁的成分以质量比计Cr不小于60%，C 6~ 10%，51<3%，5<0.01%，卩<0.01%，余量为卩6。
[0017]本发明采用的混合稀土为：按质量分数计，氧化纪10~30%、氧化铺40~60%、氧 化镧25~40 %。
[0018] 本发明的技术优点在于：1)本发明药皮成分中选用的纳米氮化铝，能够起到细化 晶粒的作用，提高了焊接金属的高温硬度和金相组织稳定性。2)本发明的芯线成分中添加 了微量稀土元素，提高了焊接处的抗裂性和耐冲击韧性。3)本发明制备的粘结剂具有较好 的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且能加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工 的正常进行。4)本发明在该原有专利的基础上，通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含 铬量，加入了稀土元素，制备出更为理想的焊条，满足20控铬钢的焊接要求。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明做进一步地描述。
[0020] 本发明一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，包括步骤：1)粘结剂的配置;2)药 皮的预处理;3)焊条的制备。
[0021] 在粘结剂的配置步骤中，将各组分混合均匀即可，各组分按质量份数计，羧甲基纤 维素钠5~15份、水玻璃20~40份、硬脂酸钠10~20份、凹凸棒土 30~55份；
[0022] 在药皮的预处理步骤中，具体的是将各原料先混合均匀，然后转移至烧结炉中进 行高温烘焙，最后再进行机械破碎，各原料按质量份数计，大理石20~55份、萤石10~30份、 硅酸盐5~20份、高碳铬铁10~30份、钛白粉5~10份、纳米氮化铝1~3份、混合稀土 2~4份、 粘结剂1~5份。
[0023] 在焊条的制备步骤中，将预处理过的药皮和芯线再涂压机中制备成焊条，控制温 度在380~400 °C，保温1~2小时即可。其中芯线的组成成分为，以质量分数计，C < 0.09 %、 Si < 0.03%、Mn 0.35-0.55%、Ρ<0·005%、S< 0.005%、Ni <0.30%、Cr 0.15-0.18%、Cu < 0.020%、Ti <0.20%、Mg< 0.05%，余量为Fe。
[0024] 下面结合各表来对本发明做进一步地描述。
[0025] 表1为实施例1-3制备粘结剂的配方表
[0033]此外，在实施例1-3中，所选用的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60%，C为6 ~10%，51<3%，5<0.01%，卩<0.01%，余量为卩6。
[0034]表5为实施例1-3焊条熔敷金属的力学性能
【主权项】
1. 一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，其特征在于：一种核电20控铬钢专用焊条 的生产方法，具体方法步骤为： 1) 粘结剂的配置 按质量份数计，将羧甲基纤维素钠5~15份、水玻璃20~40份、硬脂酸钠10~20份、凹凸 棒土 30~55份，混合均勾制得粘结剂，备用； 2) 药皮的预处理 将大理石20~55份、萤石10~30份、硅酸盐5~20份、高碳铬铁10~30份、钛白粉5~10 份、纳米氮化铝1~3份、混合稀土2~4份、粘结剂1~5份，混合均匀，然后转移至烧结炉中进 行高温烘焙，最后进行机械破碎，备用； 3) 焊条的制备 最后将预处理过的药皮和芯线再涂压机中制备成焊条，控制温度在380~400Γ，保温1 ~2小时即可。2. 根据权利要求1所述的一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，其特征在于：以质量 分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C < 0 · 09 %、Si < 0 · 03 %、Mn 0 · 35-0 · 55 %、P < 0.005%、S < 0.005%、Ni < 0.30%、Cr 0· 15-0.18%、Cu < 0.020%、Ti < 0.20%、Mg < 0.05%，余量为Fe。3. 根据权利要求1所述的一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，其特征在于：以质量 分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C 0.075%、Si 0.02%、Mn 0.42%、P 0.003%、S 0.003%、Ni 0.26%、Cr 0.15%、Cu 0.012%、Ti 0.20%、Mg 0.05%，余量为Fe。4. 根据权利要求1所述的一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，其特征在于:所述的 高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60%，C 6~10%，Si <3%，3<0.01%，？<0.01%，余 量为Fe。5. 根据权利要求1所述的一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，其特征在于:所述混 合稀土为:按质量分数计，氧化纪10~30%、氧化铺40~60%、氧化镧25~40%。
【专利摘要】本发明属于焊接材料技术领域，具体公开了一种核电20控铬钢专用焊条的生产方法，具体步骤：1)粘结剂的配置；2)药皮的预处理；3)焊条的制备。本发明的技术优点在于：1)本发明药皮成分中选用的纳米氮化铝，能够起到细化晶粒的作用，提高了焊接金属的高温硬度和金相组织稳定性。2)本发明的芯线成分中添加了微量稀土元素，提高了焊接处的抗裂性和耐冲击韧性。3)本发明制备的粘结剂具有较好的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且能加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工的正常进行。4)本发明在该原有专利的基础上，通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，加入了稀土元素，制备出更为理想的焊条，满足20控铬钢的焊接要求。
【IPC分类】B23K35/365, B23K35/30, B23K35/40
【公开号】CN105618956
【申请号】CN201610132655
【发明人】徐亮
【申请人】苏州新普新材料科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月9日