SMO254奥氏体不锈钢焊接究竟有何过人之处？

　　由于科罗拉多河等河流捉襟见肘，再加上缺少积雪，人们不得不去寻求一个全新的解决方案。为了缓解水源危机，在过去的几十年里，加州像以色列、沙特阿拉伯和澳大利亚等国家学习，种植大量植物，并进行海水淡化技术革新。

　　此外，该管还必须能在7%盐度的海水中保持良好的抗腐蚀性，以满足最低30年的设计寿命。在过去，超级双相不锈钢是此类钢管可选择的材料，但是也有其缺点：焊接性能差，并带来了潜在风险：如果焊接接头不能维持奥氏体和铁素体的平衡，将使得焊接接头机械性能、韧性以及耐蚀性能显著降低。

　　接头设计和焊接工艺

　　管道厚度范围从0.3英寸到0.866英寸。下图为典型的管道焊接装配形式，通过焊点来进行固定和保证根部间隙。

　　焊接工艺规范(WPS)限定打底焊时热输入不超过1.5kJ/mm，而填充焊时热输入不超过0.9kJ/mm。这需要对焊接过程中的温度和速度进行持续的监控，虽然这是一个乏味漫长的质量控制任务，但是必须要考虑到材料对热输入的敏感性热和导致焊接缺陷的风险。打底焊的焊接电流范围是80–125A，而填充焊是是70–100A。

　　当环境温度高于10C时，SMO254通常不需要焊前预热。然而为应对材料对热输入和热裂纹的敏感性，最大层间温度设定为95C。

　　内外保护气体成分相同，外部保护气流速为9.34-16.4L/min，衬底保护气流速为2.3-28.3L/min，焊接前采用氧含量检测仪以保证保护区域的氧含量低于WPS设定值0.05%。当焊缝填充厚度达到8毫米后，只需要外部保护气体进行保护。

　　培训及地方行业协会支持

　　但是对于当地的行业协会来说，SMO254仍是非常具有挑战性的材料，这也间接的给焊工资格证的颁发机构提出了难题，因为认证高水平的焊工也是项目能否成功的关键一环，他们采用以下几个步骤来克服这个问题。

　　所有焊缝都要经过射线探伤，此外，焊接件还要通过ASTMG41的腐蚀测试，这些都是焊工能取得SMO管道焊接资格的基础要求。平均来说，一个熟练的焊工一般花上两周左右的时间就能通过这项资格考试。

　　254SMO管道在海水淡化工程中是至关重要的，因此其可靠性也非常重要。此外，由于管道工作时将承受大约6.9MPa的压力，这就要求工程师需要按照ASMEB31.3标准的要求对焊缝进行100%的探伤。

　　下图为采用染料渗透测试根部焊道的过程。

　　以下数据通过测量和计算得到：焊接速度(mm/s)焊接长度(mm)焊接时间(s);焊接热输入(J/mm)电流(V)电压(A)焊接速度(mm/s)。

　　下图显示了焊工在QC的监督下执行焊接操作和数据记录。

　　由于SMO254对热输入的敏感性，易发生诸如裂纹、侧壁咬边、未熔透等常见缺陷。射线探伤有助于检测这些类型的缺陷，对于SMO254管道，焊缝要求100%通过探伤检验。

　　在海水反渗透（RO）技术当中，管道焊接要求在焊后仍然能保持很高的耐海水腐蚀性能并能在高压环境下具有长的使用寿命，相比较其他合金材料而言，SMO254具备这样的能力，但应通过对焊接过程、顺序的仔细监测和规划来降低产生热裂纹等缺陷的风险。此外，通过培训获得熟练技能的焊工也是确保海水淡化项目获得成功的关键所在。