原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂及制备方法

摘要

本发明公开了一种原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，由以下成分制成：CaF2 18‑22重量份、SiO2 4‑6重量份、MgO 44‑50重量份、Al2O3 20‑28重量份、CaO 2‑4重量份、Na2O 0.5‑1重量份、K2O 0.5‑1重量份、Fe2O3 1‑1.5重量份、W 0.15‑0.3重量份、Sb 0.1‑0.3重量份和Cu 0.2‑0.5重量份。与现有的相比，本发明焊剂专门用于焊接耐腐蚀COT钢。

权利要求

1.一种原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，由以下成分制成：CaF2 18-22重量份

SiO2 4-6重量份

MgO 44-50重量份

Al2O3 20-28重量份CaO 2-4重量份

Na2O 0.5-1重量份

K2O 0.5-1重量份

Fe2O3 1-1.5重量份W 0.15-0.3重量份

Sb 0.1-0.3重量份，和Cu 0.2-0.5重量份。

2.根据权利要求1所述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，其特征在于：所述焊剂碱度为3.6-4.9。

3.根据权利要求1所述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，其特征在于：所述CaF2：SiO2：MgO：Al2O3：CaO：Na2O：K2O：Fe2O3：W：Sb：Cu重量比为18：4：45：22：3：0.5：0.5：1.5：0.2：

0.2：0.5。

4.根据权利要求1所述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，其特征在于：所述CaF2：SiO2：MgO：Al2O3：CaO：Na2O：K2O：Fe2O3：W：Sb：Cu重量比为20：5：50：20：2：0.8：0.8：1.0：0.15：

0.1：0.2。

5.根据权利要求1所述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，其特征在于：所述CaF2：SiO2：MgO：Al2O3：CaO：Na2O：K2O：Fe2O3：W：Sb：Cu重量比为22：6：44：28：4：1.0：1.0：1.5：0.3：

0.3：0.5。

6.一种原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将权利要求1-5任一权利要求所述的焊剂各组分粉料按先矿石、后金属的顺序置于混合器内、搅拌混合均匀后，加入粘结剂在混合器内进行第一次粗造粒；

步骤二、转移到调粉设备中进行第二次细造粒，后经50-200℃低温烘烤，500-680℃高温烧结，筛分。

7.根据权利要求6所述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为钠水玻璃、钾水玻璃或钾钠水玻璃，所述低温烘烤为100℃低温烘烤，所述高温烧结为650℃高温烧结。

8.一种原油油船货油舱腐蚀钢的焊接方法，其特征在于：该方法采用权利要求1-5任一权利要求所述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂与焊丝。

9.根据权利要求8所述的原油油船货油舱腐蚀钢的焊接方法，其特征在于：所述焊丝为CHW-SRCW焊丝。

说明书

原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种焊剂，特别涉及一种用于原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂及制备方法。

背景技术

[0002] 我国原油主要依靠海运，由于原油具有很强的腐蚀性，如何保证原油不发生泄漏对运输油轮、货船等提出了更高的要求，油轮、货船的内、外部环境复杂独特，在运输过程中，油轮、货船的不同界面都容易引起O2、H2O、SO2和H2S等气、液体电化学腐蚀，舞阳钢厂现已新研发了一种原油油船油舱耐腐蚀COT钢WNS36钢板，耐腐蚀钢达到其目标使用寿命的能力取决于钢的类型、使用和维护，但是却没有与之相配的焊剂。

发明内容

[0003] 本发明的目的之一就在于提供一种原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，该原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂专门用于焊接耐腐蚀COT钢。

[0004] 技术方案是：一种原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂，由以下成分制成：

[0005] CaF2 18-22重量份

[0006] SiO2 4-6重量份

[0007] MgO 44-50重量份

[0008] Al2O3 20-28重量份

[0009] CaO 2-4重量份

[0010] Na2O 0.5-1重量份

[0011] K2O 0.5-1重量份

[0012] Fe2O3 1-1.5重量份

[0013] W 0.15-0.3重量份

[0014] Sb 0.1-0.3重量份，和

[0015] Cu 0.2-0.5重量份。

[0016] 作为优选，所述焊剂碱度为3.6-4.9。

[0017] 作为优选，所述CaF2：SiO2：MgO：Al2O3：CaO：Na2O：K2O：Fe2O3：W：Sb：Cu重量比为18：4：45：22：3：0.5：0.5：1.5：0.2：0.2：0.5。

[0018] 作为优选，所述CaF2：SiO2：MgO：Al2O3：CaO：Na2O：K2O：Fe2O3：W：Sb：Cu重量比为20：5：50：20：2：0.8：0.8：1.0：0.15：0.1：0.2。

[0019] 作为优选，所述CaF2：SiO2：MgO：Al2O3：CaO：Na2O：K2O：Fe2O3：W：Sb：Cu重量比为22：6：44：28：4：1.0：1.0：1.5：0.3：0.3：0.5。

[0020] 本发明的目的之二在于提供一种原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂的制备方法。

[0021] 技术方案是：一种原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂的制备方法，包括以下步骤：

[0022] 步骤一、将所述焊剂各组分粉料按先矿石、后金属的顺序置于混合器内、搅拌混合均匀后，加入粘结剂在混合器内进行第一次粗造粒；

[0023] 步骤二、转移到调粉设备中进行第二次细造粒，后经50-200℃低温烘烤，500-680℃高温烧结，筛分。

[0024] 作为优选，所述粘结剂为钠水玻璃、钾水玻璃或钾钠水玻璃，所述低温烘烤为100℃低温烘烤，所述高温烧结为650℃高温烧结。

[0025] 本发明的目的之三在于提供一种与上述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂配套使用的焊丝。

[0026] 技术方案是：一种与上述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂配套使用的焊丝，所述焊丝为CHW-SRCW焊丝。

[0027] 本发明的目的之四在于提供一种原油油船货油舱腐蚀钢的焊接方法。

[0028] 技术方案是：一种原油油船货油舱腐蚀钢的焊接方法，该方法上述的原油油船货油舱腐蚀钢用的焊剂的埋弧焊剂与上述的焊丝。

[0029] 发明原理：

[0030] 本发明为了配合钢厂的需要，经过腐蚀性能、气相腐蚀、电化学腐蚀性能的研究，了解到合金元素对腐蚀电化学特性的影响，特别是随着Sb加入量提高，基体的自腐蚀电位升高，阴阳极腐蚀电流密度均呈降低趋势，电化学反应电阻逐渐上升。通过研究，开发了一种配套焊剂并保证焊缝金属具有与母材相当的耐腐蚀性能，该开发的配套焊剂配合相应焊丝具有良好的抗腐蚀性能，满足原油船货油舱上甲板、下底板等不同位置耐腐蚀性能的要求，并且力学性能优良，达到国内领先水平，将加快我国原油船更安全、快捷的建设。

[0031] 焊剂中加入一定量的W、Sb、Cu含量，在焊接中向焊缝金属均匀过渡少量的W、Sb、Cu元素，提高基体的自腐蚀电位，在原油舱不同界面上，让阴阳极腐蚀电流密度均呈降低趋势，电化学反应电阻逐渐上升，在保证焊缝具有良好的机械性能条件下，在油舱腐蚀钢中具有很好的抗腐蚀作用。

[0032] 本发明中：

[0033] MgO是一种强碱性物质，熔点较高，增大熔渣粘度，提高熔渣凝固温度，抑制渣的流动性使焊缝成形变差，在本次发明中，由于加入了对性能有影响的Sb元素，为了保证焊缝性能，适当提高了MgO的含量，通过研究和调整，控制MgO加入量。

[0034] CaO在焊剂中起造渣和提高焊剂碱度作用，CaO能有效提高焊剂抗大电流能力，改善焊缝力学性能，而且CaO具有脱S、P杂质元素的效果，控制CaO加入量。

[0035] Al2O3是两性氧化物，Al2O3具有增大熔渣表面张力的作用，是熔渣粘度的调整剂，在本次发明中，由于MgO含量较高，熔渣粘度较大，通过增加一定量的Al2O3会使焊缝成型良好，控制Al2O3加入量。

[0036] SiO2是一种酸性物质，降低焊剂碱度，焊剂中与CaF2搭配，能影响焊剂的抗气孔能力，本次发明中，为了提高焊剂碱度，提高冲击韧性，控制SiO2加入量。

[0037] Na2O和K2O是低电离度氧化物，能提高焊剂碱度，适量的含量能提高电弧稳定性，控制Na2O和K2O加入量。

[0038] W、Sn、Cu是合金元素，在本次发明中，具有重要的作用，能调整基体的自腐蚀电位，降低阴阳极腐蚀电流密度，电化学反应电阻逐渐上升等，但W、Sn、Cu过高，影响焊缝金属力学性能，特别是Sn元素的升高，大大降低冲击韧性，在加入时应严格控制。

[0039] 有益效果：

[0040] 1.本发明合理采用各元素含量的比例，使得本发明焊剂具有良好的焊接工艺性，焊缝成形美观、渣壳能自动翘起脱落，能适用于原油船的焊接，使得焊缝机械性能优良，能保证焊缝金属低温冲击韧性(-40℃)在100J以上。

[0041] 2.本发明采用碱性渣系，配合专用焊丝，焊接原油油船货油舱腐蚀钢，具有优良的焊缝性能，焊缝金属抗拉强度530-570Mpa，焊缝金属-40℃冲击功Akv≥100J，能适用于原油油船货油舱腐蚀钢焊接。

[0042] 3.本发明可与碳钢、低合金钢焊丝匹配，在焊接碳钢和低合金钢时，具有良好的焊接工艺性，脱渣优良、成形美观，机械性能良好。

[0043] 4.本发明焊剂配合专用焊丝在低温条件下，具有优良的低温冲击韧性(-40℃)等目的，其焊接质量能够满足原油油船货油舱结构构件在目标使用寿命期间能够安全营运。

具体实施方式

[0044] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

[0045] 实施例1

[0046] 将组份成分为:CaF2 18kg、SiO2 4kg、MgO 45kg、Al2O3 22kg、CaO 3kg、Na2O 0.5kg、K2O 0.5kg、Fe2O3 1.5kg、W 0.2kg、Sb 0.2kg、Cu 0.5kg的工业纯粉料置于混合器内(放置顺序为先矿石、后金属的顺序)、搅拌混合均匀后，加入钠水玻璃混合粗造粒，再进行第二次细造粒后经100℃低温烘烤、650℃高温烧结、筛分，即得碱度为4.46的焊剂,该焊剂配合CHW-SRCW焊丝，采用配套COT腐蚀钢板进行埋弧焊接，工艺性能优良，经检测焊缝的性能为：焊缝金属抗拉强度Rm:530Mpa，断后伸长率A:31％，焊缝的夏比冲击功为Akv(-40℃)＝100-149J。

[0047] 实施例2

[0048] 将组份成分为:CaF2 20kg、SiO2 5kg、MgO 50kg、Al2O3 20kg、CaO 2kg、Na2O 0.8kg、K2O 0.8kg、Fe2O31.0kg、W 0.15kg、Sb 0.1kg、Cu 0.2kg的工业纯粉料置于混合器内(放置顺序为先矿石、后金属的顺序)、搅拌混合均匀后，加入钠水玻璃混合粗造粒，再进行第二次细造粒后经100℃低温烘烤、650℃高温烧结、筛分，即得碱度为4.9的焊剂,该焊剂配合CHW-SRCW焊丝，采用配套COT腐蚀钢板进行埋弧焊接，工艺性能优良，经检测焊缝的性能为：焊缝金属抗拉强度Rm:570Mpa，断后伸长率A:32％，焊缝的夏比冲击功为Akv(-40℃)＝120-160J。

[0049] 实施例3

[0050] 将组份成分为:CaF2 22kg、SiO2 6kg、MgO 44kg、Al2O3 28kg、CaO 4kg、Na2O 1.0kg、K2O 1.0kg、Fe2O3 1.5kg、W 0.3kg、Sb 0.3kg、Cu 0.5kg的工业纯粉料置于混合器内(放置顺序为先矿石、后金属的顺序)、搅拌混合均匀后，加入钠水玻璃混合粗造粒，再进行第二次细造粒后经100℃低温烘烤、650℃高温烧结、筛分，即得碱度为3.6的焊剂,该焊剂配合CHW-SRCW焊丝，采用配套COT腐蚀钢板进行埋弧焊接，工艺性能优良，经检测焊缝的性能为：焊缝金属抗拉强度Rm:555Mpa，断后伸长率A:35％，焊缝的夏比冲击功为Akv(-40℃)＝110-155J。

[0051] 实施例1-3其实验性能均满足原油油船货油舱腐蚀钢对焊缝的技术要求，特别是抗腐蚀性的要求。

[0052] 上述实施例1-3中，熔敷金属化学成分质量百分比为：C 0.045-0.08％，Mn 1.20-1.70％，Si 0.15-0.60％，S 0.003-0.010％,P 0.005-0.020％,Cr 0.05-2.5％，Ni 0.10-
0.50％,Cu 0.05-0.50％,W 0.01-0.30％，Mo 0.005-0.30％，Sb 0.01-0.50％,Al 0.005-
0.10％,余量为Fe及杂质。