Kif Agħżel il-Proċedura tal-Iwweldjar Korretta għal Tubi tal-Azzar Stainless Duplex biex Tevita Telf ta 'Reżistenza għall-Korrużjoni?

Ftit minuti ta 'wweldjar fqir jistgħu jeqirdu kompletament il-kwalitajiet reżistenti għall-korrużjoni- ta' tubu tal-istainless steel duplex. Kull ġonta mmanifatturata fil-ħanut jew fil-qasam għandha tippreserva bir-reqqa l-mikrostruttura distinta ta' żewġ-fażijiet li tagħti d-duplex is-saħħa u r-reżistenza tiegħu. Iż-żamma tar-reżistenza tal-korrużjoni hard-rebħa tal-liga f'kundizzjonijiet ħorox tal-klorur u l-aċidu hija aktar importanti milli sempliċement tipprevjeni t-tnixxija.

Il-Fondazzjoni Metallurġika: X'Jagħmel Uniku Duplex
Taħlita bilanċjata ta 'madwar 50% austenite u 50% ferrite tinstab fl-istainless steel duplex (bħal UNS S32205, S31803, jew 2205). Din l-istruttura f'żewġ-fażijiet toffri:

Saħħa mekkanika għolja (madwar darbtejn 316L's).

Reżistenza eċċellenti għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress ikkawżat mill-klorur (SCC).

A PREN (numru ekwivalenti tar-reżistenza għall-ħofor) ta '34-36 jindika reżistenza tajba għall-korrużjoni tal-pitting u xquq.

Il-materjal idub u jissolidifika malajr matul il-proċess tal-iwweldjar. Il-bilanċ tal-fażi finali fil-metall tal-weldjatura u ż-żona milquta tas-sħana-(HAZ) hija determinata mir-rata tat-tkessiħ u l-istorja termali. Żewġ affarijiet detrimentali jistgħu jiġru jekk il-proċess isir ħażin:

Produzzjoni żejda ta 'ferrite: Meta l-ferrite tippredomina minħabba tkessiħ bil-mod jew input ta' sħana għolja, it-toughness u r-reżistenza għall-korrużjoni huma mnaqqsa.

Preċipitazzjoni tal-fażi intermetallika, partikolarment il-fażi sigma (σ) (FeCrMo) u l-fażi chi (χ), li jiżviluppaw bejn 600 u 900 grad. L-iżvilupp ta 'dawn il-fażijiet inaqqas il-matriċi tal-madwar ta' dawn l-elementi essenzjali tal-liga peress li huma sinjuri fil-kromju u l-molibdenu. Infraġilità severa u tnaqqis qawwi fir-reżistenza għall-korrużjoni tal-pitting huma r-riżultati.

Min-naħa l-oħra, wisq austenite jista 'jiġi prodott minn input ta' sħana insuffiċjenti jew tkessiħ estremament rapidu, li jnaqqas is-saħħa. Bħala riżultat, jeħtieġ li tiġi rispettata tieqa ta 'proċessar limitata.

Elementi kruċjali ta 'Proċess ta' Iwweldjar ta 'l-Azzar Stainless Duplex
Il-fatturi li ġejjin huma kkontrollati b'mod preċiż permezz ta 'teknika ta' prevenzjoni tal-korrużjoni tat-tubu tal-metodu tal-iwweldjar tal-istainless steel duplex xieraq.

1. Għażla tal-Metal tal-Mili
Biex tippreserva l-ekwilibriju tal-fażi u r-reżistenza għall-korrużjoni, il-kontenut tal-liga tal-metall tal-mili għandu jkun ugwali jew jaqbeż dak tal-metall bażiku. Il-mili standard għal 2205 duplex huwa ER2209 (UNS S39209). Il-produzzjoni tal-awstenite fid-depożitu tal-weldjatura hija mħeġġa mill-kompożizzjoni tagħha, li hija kemmxejn aktar-ligata fin-nikil u n-nitroġenu meta mqabbla mal-metall bażiku. Dan jagħmel tajjeb għall-effett li jiffavorixxi l-ferrite-ta' solidifikazzjoni rapida.

Il-metall tal-mili bħal ER2594 huwa utilizzat għal gradi super duplex (bħal 2507). Fuq metall bażi duplex, qatt ma tuża mili awstenitiku (bħal 308L jew 316L); il-weldjatura li tirriżulta se jkollha l-karatteristiċi ta 'korrużjoni mhux korretti u tista' tinqasam.

2. Kontroll tal-Input tas-Sħana
Il-veloċità tal-ivvjaġġar, il-vultaġġ, u l-kurrent kollha jaffettwaw l-input tas-sħana. Il-firxa ta 'input tas-sħana suġġerita għal azzar li ma jissaddadx duplex hija ġeneralment bejn 0.5 u 2.5 kilojoules kull millimetru. Input tas-sħana li huwa għoli wisq jinkoraġġixxi tkessiħ kajman, li jippermetti l-formazzjoni ta 'fażi sigma u l-coarsening tal-ferrite; input tas-sħana li huwa baxx wisq għandu r-riskju ta 'fużjoni mhux kompluta jew ferrite eċċessiv.

L-iwweldjar bl-ark tat-tungstenu tal-gass (GTAW) ta '2205 tubi tipikament jimmira għal 0.5-1.5 kJ/mm. Jekk it-temperatura ta 'interpass tkun regolata mill-qrib, firxiet kemmxejn akbar (sa 2.0 kJ/mm) jistgħu jkunu aċċettabbli għall-iwweldjar bl-ark tal-metall tal-gass (GMAW) bi trasferiment ta' sprej pulsat.

3. Interpass tat-Temperatura
Huwa meħtieġ li tinżamm it-temperatura interpass-it-temperatura taż-żona tal-weldjatura qabel il-pass sussegwenti-taħt il-150 grad , u spiss taħt il-100 grad matul il-passes inizjali. Is-sħana hija akkumulata minn temperaturi interpass għoljin, li jtawwal il-perjodu ta 'tkessiħ u jinkoraġġixxi preċipitazzjoni tal-fażi sigma. It-tkessiħ naturali ta' l-arja bejn il-passaġġi jista' jkun adegwat għal tubi b'ħitan irqaq (eż., 2–3 mm). It-tkessiħ bl-arja sfurzat jew saħansitra ħinijiet ta 'stennija itwal bejn il-passes huma meħtieġa għal porzjonijiet eħxen.

4. It-tindif u l-ilqugħ tad-dahar
Kemm il-wiċċ tal-weldjatura kif ukoll in-naħa tal-għerq tal-weldjaturi tal-istainless steel duplex jeħtieġ li jkunu protetti mill-ossiġnu ambjentali. Rigward l-iwweldjar tat-tubi:

L-argon b'1-3% nitroġenu huwa gass protettiv primarju komuni. Ammont żgħir ta 'nitroġenu, stabilizzatur tal-awstenite, miżjud mal-gass ta' protezzjoni jgħin fil-preservazzjoni tal-bilanċ tal-fażi maħsub fil-metall tal-weldjatura.

Tnaddaf tad-dahar: Biex iwaqqaf ix-xoffa ta 'l-għeruq milli jossidizza, argon pur (jew argon b'2–5% nitroġenu) jitnaddaf minn ġewwa tat-tubu. L-iskali tal-ossidu tal-kromju, li huma prodotti mit-tniġġis tal-ossiġnu, iwasslu għal tnaqqis tal-kromju u tnaqqis fir-reżistenza għall-korrużjoni.

5. Metodu u Proċedura tal-Iwweldjar
Għal tubi duplex, jintużaw metodi bl-ark pulsat (pulsed GTAW jew pulsed GMAW) minħabba li huma

Uża kurrent massimu għoli segwit minn kurrent fl-isfond baxx biex tnaqqas l-input tas-sħana.

Spinta l-ġestjoni tal-pool ta' weldjatura u tnaqqas iċ-ċans ta' ħruq-fuq ħitan dojoq.

Oħloq mikrostruttura li hija aktar konsistenti u ifjen.

Minflok ma tuża żibeġ ta 'nisġa wiesgħa, li jżidu l-input tas-sħana u tkessiħ bil-mod, żibeġ ta' stringer (pass dritta mingħajr insiġ) huma utilizzati għall-iwweldjar manwali.

Post-Tindif tal-Weldja (Pickling u Passivazzjoni) huwa l-Pass Kruċjali
Lewn tas-sħana (skala ta 'ossidu) se tidher fuq il-wiċċ tal-weldjatura u l-HAZ tal-madwar anki jekk l-input tas-sħana huwa ideali. Minħabba li l-kromju jinteraġixxi b'mod preferenzjali mal-ossiġnu, u jħalli l-metall sottostanti b'inqas kromju, dan is-saff tal-ossidu huwa kromju-eżawrit. Il-pitting u l-korrużjoni tal-xquq fis-servizz tal-klorur jinbdew faċilment f'din iż-żona defiċjenti.

Tindif wara l-iwweldjar huwa meħtieġ. Hemm żewġ metodi effiċjenti:

Tneħħija Kimika (Pickling)
Pejst jew banju tal-pickling: Il-lewn tas-sħana jinħall u s-saff ta' kromju-imbattal jitneħħa bl-użu ta' soluzzjoni ta' aċidu nitriku (HNO₃) u aċidu idrofluworiku (HF). Il-pejst tal-pickling jiġi applikat fuq il-weldjatura u ż-żona tat-tubi affettwati bis-sħana-, titħalla għal ammont ta 'żmien predeterminat (bħal 15 sa 60 minuta), u mbagħad laħlaħ kompletament bl-ilma.

Pickling ta 'immersjoni: Għalkemm jeħtieġ tagħmir speċifiku, l-immersjoni ta' assemblaġġi ta 'tubi żgħar jew partijiet ta' rukkell f'banju ta 'pickling imsaħħan huwa aktar uniformi.

Passivazzjoni Wara Tindif Mekkanika
Tħin jew tfarfir: Pads li joborxu fini jew pniezel mhux-metalliċi (bħal pniezel tal-wajer tal-istainless steel, li jintużaw biss fuq duplex u qatt fuq azzar tal-karbonju) jistgħu jintużaw biex titneħħa l-lewn tas-sħana. Mingħajr ma tħalli l-ebda partiċelli tal-ħadid inkorporati, is-saff kollu ikkulurit għandu jitneħħa bit-tħin.

Passivazzjoni: Biex terġa 'tiddaħħal il-kisja passiva tal-ossidu tal-kromju, soluzzjoni ta' aċidu nitriku jew ċitriku tiġi applikata fuq il-wiċċ wara t-tindif mekkaniku. It-tħin minnu nnifsu jista 'jgħaqqad il-metall u jipproduċi wiċċ inqas protettiv, għalhekk dan il-pass huwa kruċjali.

Wara pickling xieraq, il-weldjatura u l-HAZ għandu jkollhom l-istess dehra u reżistenza għall-korrużjoni bħat-tubu ġenitur peress li weldjatura tajba hija impermeabbli għall-korrużjoni. Il-weldjatura tkun l-ewwel punt ta 'falliment jekk il-lewn tas-sħana tippersisti.

Kejl tal-ferrite għall-Verifika tal-Kwalità tal-Weldjatura
Ambitu tal-ferrite, apparat ta 'induzzjoni manjetika, jintuża biex ikejjel il-kontenut tal-ferrite tal-metall tal-weldjatura u l-HAZ sabiex jivverifika li l-proċess tal-iwweldjar żamm il-bilanċ xieraq tal-fażi. Għal azzar inossidabbli duplex, kontenut ta 'ferrite ta' 30-70% (ibbilanċjar ta 'austenite) huwa spiss aċċettabbli. Ħafna specs jimmiraw għal 40-60%.

Is-saħħa titnaqqas b'austenite eċċessiv, li hija indikata b'valuri taħt it-30%.

Ferrite eċċessiv huwa indikat b'valuri 'l fuq minn 70%, li jnaqqas it-toughness u jista' jissuġġerixxi l-eżistenza ta 'fażi sigma (sigma mhix-manjetika, iżda l-perċentwal tal-ferrite jonqos hekk kif isseħħ sigma; qari ta' ferrite mhux tas-soltu baxx jew inkonsistenti jista 'jkun clue).

F'applikazzjonijiet kritiċi, kupun iwweldjat jista 'jgħaddi minn analiżi mikrostrutturali (metallografija) biex tiskopri fażijiet intermetalliċi. Fi ħdan il-ħbub tal-ferrite, il-fażi sigma timmanifesta bħala preċipitat acicular jew blocky.

Żbalji Tipiċi u Kif Tevitahom
Prevenzjoni ta' Konsegwenzi ta' Żbalji
L-użu ta 'metall tal-mili ta' 308L jew 316LWeld huwa suxxettibbli għall-qsim u għandu reżistenza għall-korrużjoni fqira. Uża mili duplex li jaqbel (ER2209 għal 2205) f'kull ħin.
Tisħin iżżejjed (aktar minn 2.5 kJ/mm)PREN baxx, fraġilità, u preċipitazzjoni fil-fażi sigma Iddetermina l-input tas-sħana, uża ark pulsat, u waqqaf restrizzjoni tal-veloċità.
Interpass tat-temperatura 'l fuq minn 150 grad L-akkumulazzjoni tas-sħana tinkoraġġixxi sigmaUża thermocouple biex tkejjel; ħalliha tiksaħ bejn il-passes.
L-ebda tindif mill-għeruq tad-dahar tat-tubu Tnaqqis tal-kromju, ossidazzjoni taż-żibeġ tal-għeruq, u korrużjoni tal-xquqUża argon jew kombinazzjoni ta' nitroġenu argon- biex tnaddaf
Tħalli l-lewn tas-sħana fil-postFit-tarf tal-weldjatura, tibda korrużjoni lokalizzata.Pickle jew passivate bl-użu ta 'magna.
L-użu ta 'roti tat-tħin jew pniezel tal-azzar tal-karbonju Il-korrużjoni galvanika hija kkawżata minn tniġġis tal-ħadid.Uża għodod speċjalizzati tal-istainless steel, idealment biss għal duplex.
Speċifikazzjoni tal-Proċedura ta' Kwalifikazzjoni u Iwweldjar (WPS)
Għandha tinħoloq Speċifikazzjoni formali tal-Proċedura tal-Iwweldjar (WPS) u kwalifikata skont kodiċi bħal ASME Section IX, AWS D1.6, jew ISO 15614 għal kwalunkwe applikazzjoni industrijali. Dan li ġej għandu jkun iddikjarat b'mod ċar fil-WPS għal tubi tal-istainless steel duplex:

firxa tal-ħxuna tal-metall bażi u grad.

Klassifikazzjoni tal-metall tal-mili (eż., ER2209).

Tekniki tal-iwweldjar GTAW, GMAW, jew SMAW.

il-kompożizzjoni u r-rata tal-fluss tal-gassijiet protettivi.

gass ​​u teknika għal back purge.

Firxa tad-dħul tas-sħana u parametri elettriċi (vultaġġ, kurrent, u veloċità tal-ivvjaġġar).

jaqbeż ir-restrizzjoni tat-temperatura, bħal massimu ta '150 grad.

It-tisħin minn qabel normalment mhuwiex meħtieġ għal duplex sakemm it-temperatura ambjentali ma tkunx taħt il-5 gradi.

Pejst tal-pickling, immersjoni, jew mekkaniku + passivazzjoni huma metodi ta' tindif ta' wara-weldjatura.

Standards ta 'aċċettazzjoni tal-kontenut tal-ferrite (eż., 30-70% ferrite fil-metall tal-weldjatura).

Testijiet tat-tensjoni u tal-liwja kif ukoll testijiet tal-korrużjoni (bħat-test tal-pitting tal-klorur ferriku skont ASTM G48) huma eżempji ta 'ttestjar ta' kwalifika. Spezzjoni ta' kurrent eddy jew test idrostatiku jista' jkun meħtieġ ukoll għal weldjaturi ta' tubi.

Konsiderazzjonijiet għall-Iwweldjar tal-Qasam
Minħabba li l-kontroll ambjentali huwa aktar diffiċli, l-iwweldjar ta 'tubi duplex fil-qasam (għal tie-in jew tiswijiet, pereżempju) huwa aktar diffiċli mill-iwweldjar mill-ħanut. Jeħtieġ li tingħata attenzjoni partikolari lil:

L-użu ta 'lentijiet tal-gass u skrins biex iwaqqaf it-tfixkil tal-gass tal-ilqugħ huwa magħruf bħala protezzjoni mir-riħ.

Monitoraġġ tat-temperatura: Uża pirometri ta 'kuntatt jew termometri infra-aħmar biex tkejjel it-temperatura interpass.

Tisfija: Jista' ma jkunx fattibbli li tbattal it-tul sħiħ ta' tubi ta' dijametru kbir-; minflok, diga tat-tindif limitata magħmula minn plugs tal-gomma li jintefħu tista 'tiġi utilizzata.

Pickling: Biex jiġi evitat it-tixrid fuq tagħmir fil-qrib, il-pejsts tal-pickling tal-għelieqi għandhom jiġu applikati u newtralizzati bir-reqqa.

Bħala konklużjoni, il-kwalità tal-materjal tiddependi fuq l-idejn li jaħdmu fuqu.
Għal tubi tal-istainless steel duplex, l-għażla tat-teknika tal-iwweldjar it-tajba hija kruċjali biex tevita telf diżastruż ta 'reżistenza għall-korrużjoni. Input eċċessiv tas-sħana, temperaturi interpass għoljin, metalli tal-mili mhux imqabbla, jew il-preżenza ta' kromju-lewn tas-sħana mnaqqsa kollha jistgħu jimminaw il-mikrostruttura bbilanċjata tal-awstenite-ferrite li tagħti d-duplex is-saħħa tiegħu u r-reżistenza għall-pitting. Iż-żona tal-weldjatura żżomm l-istess prestazzjoni ta 'korrużjoni bħat-tubu ġenitur grazzi għal proċess metodiku li jikkontrolla l-input tas-sħana (ġeneralment 0.5–2.5 kJ/mm), temperatura interpass taħt il-150 grad, mili ER2209 għal metall bażiku 2205, tindif lura inert, u pickling rigoruż ta' wara -weldjatura. Is-suċċess huwa kkonfermat bil-kejl tal-ferrite (30-70% ferrite). Weldjatura magħmula tajjeb-ma tkunx impervja għall-korrużjoni; il-materjal huwa tajjeb biss daqs l-idejn li jingħaqdu miegħu.