1.LPG球罐用钢材

某化工厂为建造1000m³液化石油气（LPG）储罐，选用了日产N-TUF50低碳低合金调质高强度钢作为壳体材料强度级别为490MPa，板厚37mm。球壳安装焊缝全部采用焊条电弧焊，并选用日本神户制钢所生产的LB-62N型（相当于AWS A5.5 E9016-G）高强度超低氢型焊条。N-TUF50钢的化学成分和力学性能列于表6-79，LB-62N焊条熔敷金属的化学成分和力学性能检验结果列于表6-80。

表6-79 N-TUF50高强度钢化学成分和力学性能

注：化学成分标准值的单值为最大值。

表6-80 LB-62N焊条熔敷金属化学成分和力学性能

2.N-TUF50钢的焊接性试验

为确定焊前预热温度和最佳的焊接热输入进行了下列焊接性试验。

（1）Y形坡口对接裂纹试验 试板尺寸为600mm×300mm×37mm。试验结果表明，室温下焊接时，试验焊缝开裂，最大裂纹率70％。预热100℃焊接时，试验焊缝无裂纹。

（2）窗口拘束裂纹试验 拘束板尺寸1200mm×1200mm×50mm，窗口尺寸320mm×470mm，试板尺寸500mm×180mm×37mm。试验焊缝焊接前预热100～125℃焊后立即后热200～250℃。焊后将试板在室温下放置5天，经X射线检测和宏观金相检验未发现裂纹。

（3）层间温度试验 为查明层间温度对接头性能的影响，以较高的热输入（37～40kJ/cm）进行短焊缝连续焊试验，使层间温度达到250℃。试验结果列于表6-81，说明较高的层间温度和热输入明显降低了焊缝金属的强度，并低于标准规定值。

表6-81 短焊缝试板拉伸试验结果

（4）最佳热输入试验 为测定焊接热输入对接头韧性的影响，采用焊接热输入系列试验。试验结果分别列于表6-82和表6-83。

表6-82 大热输入焊接接头冲击试验结果(www.daowen.com)

表6-83 不同热输入焊接的接头力学性能和热影响区组织

注：F—铁素体；P—珠光体；B—贝氏体。

由表6-82所列试验结果可见，当焊接热输入超过40kJ/cm时，接头的冲击韧度随热输入的增大而逐渐下降。表6-82的数据说明，当焊接热输入在20～48kJ/cm的范围内，接头的冲击韧度、硬度和金相组织均符合技术要求。如将热输入控制在20～38kJ/cm的范围内，则接头的力学性能最佳。

3.焊接工艺评定试验

在钢材焊接性试验的基础上，对球罐壳体接头在平、立、横、仰四种焊接位置进行了焊接工艺评定。评定试板按预热125℃进行焊接，焊后立即作220℃后热处理。经无损检测（RT和UT）判定合格。评定试板力学性能试验结果列于表6-84。

表6-84 焊接工艺评定试板力学性能检验结果

表载数据表明，所完成的焊接工艺评定试验结果全部符合技术要求。

4.N-TUF50钢球罐焊条电弧焊工艺

1）球罐壳体各种接头焊条电弧焊采用直径φ4mm和φ5mm的LB-62N超低氢型焊条。焊接电流种类：交流电。焊接电流范围：φ4mm焊条，平焊位置，130～160A，立、仰焊位置，100～120A；φ5mm焊条，平焊位置，180～200A，立、仰焊位置，150～170A。

2）焊前预热100～125℃，焊后立即作200～250℃后热处理。

3）允许的焊接热输入范围为20～48kJ/cm。实际控制范围20～38kJ/cm。