Асноўныя меркаванні пры зварцы фітынгаў з нікелевага сплаву N08825

Асноўныя меркаванні пры зварцы фітынгаў з нікелевага сплаву N08825

Забеспячэнне карозійна-стойкіх злучэнняў у адным з самых патрабавальных нікелевых сплаваў

INCOLOY® 825 (N08825) — гэто нікелева-жалеза-хромавы сплаў з дадаткам молібдэну і медзі, які мае выключную стойкасць да аднаўляльных і акіслальных асяроддзяў. Гэта робіць яго асабліва карысным у хімічнай прамысловасці, барацьбе з забрудненнем і марскіх прыкладаннях, дзе важна стойкасць да карозіі. Аднак уласцівасці, якія робяць N08825 каштоўным, таксама ствараюць адмысловыя складанасці пры зварцы, якія трэба ўважліва кантраляваць, каб захаваць цэласнасць злучэнняў і карозійную трываласць.

На аснове вопыту працы з вырабнікамі ў хімічнай і афшорнай прамысловасці я выявіў ключавыя фактары, якія вызначаюць поспех пры зварцы трубных фітынгаў з N08825. У гэтым кіраўніцтве разглядаюцца практычныя аспекты дасягнення бяздэфектных швоў, якія захоўваюць карозійную трываласць сплаву.

Разуменне характарыстык матэрыялу N08825

N08825 — гэта нікелевы сплаў, які ўтрымлівае прыкладна:

• 42% нікелю для стойкасці да карозіі ад хларыднага напружання

• 21,5% хрому для стойкасці да акіслення

• 30% жалеза у якасці асноўнага элемента

• 3% молібдэну для стойкасці да пітынгавання і карозіі ў шчылінах

• 2,3% медзі для стойкасці да сернай кіслаты

Гэтыя легуючыя элементы ствараюць спецыфічныя патрабаванні пры зварцы:

• Умеранае цеплавое пашырэнне (прыкладна на 50% вышэй, чым у вугляроднай сталі)

• Меншая цеплаправоднасць чым у сталі, што прыводзіць да канцэнтрацыі цяпла

• Чутлівасць да забруднення пры зварцы

• Патэнцыяльная ўтварэнне другой фазы пры няправільнай тэрмічнай апрацоўцы

Як адзначыў адзін зваршчык-інжынер, спецыяліст па нікелевых сплавах: "N08825 паводзіць сябе інакша, чым нержавеючыя сталі пры зварцы — разумела гэтыя адрозненні мае вырашальнае значэнне для поспеху."

Ключавыя выклікі і рашэнні ў зварцы

1. Забрудненне зварной ванна

Вызначэнне праблемы:
Забрудненне прыводзіць да парыстасці, трэшчанняў і зніжання карозійнай стойкасці. Да крыніц адносяцца сера, фосфар, свінец і іншыя элементы з нізкай тэмпературай плаўлення, якія могуць трапіць з матэрыялаў для маркіроўкі, умоваў цэха ці пры няправільным ачышчэнні.

Стратаегіі прадухілення:

• Дакладнае ачышчэнне : Выдаліце ўсе паверхневыя забрудненні з дапамогай арганічных растваральнікаў, прызначаных для нікелевых сплаў

• Спецыяльныя народы : Выкарыстоўвайце шчоткі з нержавеючай сталі, якія выкарыстоўваюцца выключна для нікелевых сплаў

• Кантроль навакольнага асяроддзя : Зварыце ў зонах, адасабленых ад вырабоў з вугляроднай сталі, каб пазбегнуць перахрыстнога забруднення

• Ідэнтыфікацыя матэрыялу : Відавочна адзначайце кампаненты фарбамі ці мелам з нізкім зместам серы

2. Схільнасць да гарачых трэшчын

Вызначэнне праблемы:
Гарачыя трэшчыны з'яўляюцца цэнтральнымі ці кратэрнымі трэшчынамі ў зварным метале, як правіла, выкліканыя домешкамі серы і фосфару ці надмерным уводам цепла

Стратаегіі прадухілення:

• Кантроль хімічнага складу : Выбірайце прыпоўнювальныя металы з меншым узровнем домашкаў, чым у асноўным метале

• Кіраванне ўводам цяпла : Выкарыстоўвайце мінімальны ўвод цяпла, неабходны для зваркі

• Геаметрыя шва : Уникайце глыбокіх, вузкіх швоў, якія спрыяюць сягадзеншванню па цэнтральнай лініі

• Тэхнікі завяршэння : Поўнасцю запаўняйце кратары і выкарыстоўвайце плацоўкі для выганяння дугі

3. Слабленне каразійнай стойкасці

Вызначэнне праблемы:
Зварка можа зніжаць каразійную стойкасць з-за выпадання карбідаў, утварэння другасных фаз або забруднення.

Стратаегіі прадухілення:

• Паслязварачная тэрмічная апрацоўка : Праводзьце растваральны адпал пры 1800°F (982°C) з наступным хуткім гашэннем, калі патрабуецца

• Правільны выбар прысадкавага матэрыялу : адпавядае або перавышае стойкасць да карозіі асноўнага металу

• Кантроль тэмпературы паміжшаровай часткі : абмежаванне максімум да 300°F (149°C)

Выбар працэсу зварвання і параметраў

Рэкамендаваныя працэсы зварвання

Газавая сварка з вуглеўдным анодам (GTAW/TIG):

• Пераважны для каранёвых праходаў і крытычных прымяненняў

• Лепшае кіраўніцтва вылучэння цяпла і ванна расплаву

• Ніжэйшая хуткасць нанясення але вышэйшая якасць

• Неабходна для трубных злучэнняў дзе важна дакладнасць

Ручная дугавая зварка (SMAW/Stick):

• Падыходзіць для ўсіх становішчаў

• Лепш падыходзіць для польовай зваркі сітуацыі

• Патрабуе высокакваліфікаваных аператараў для нікелевых сплаваў

Газарэзальная дугавая зварка (GMAW/MIG):

• Вышэйшая шчыльнасць наплаўлення для запаўнення і асноўных праходаў

• Патрабуе добрага газавага абароны

• Разбрызгванне можа выклікаць забрудненне калі не кантраляваць

Аптымальныя параметры зваркі

Параметры GTAW для N08825:

• Пастаянны ток, адмоўны электрод (DCEN)

• вольфрамавыя электроды з дадаткам торыю ці цэрыю (2%)

• Арганавы абаронны газ з 100% аргона для абароны зварной ванёнкі змесі

• Шчыльнасць патоку газу : 20-30 CFH (9-14 л/хв) для абароннага газу, 10-20 CFH (5-9 л/хв) для падкладкі

Рэкамендацыі па цеплавой энергіі:

• Максімальная тэмпература паміж праходамі : 300°F (149°C)

• Тыповы дыяпазон : 10-50 кДж/дюйм (0,4-2,0 кДж/мм)

• Жаданы ніжні ўзровень для эксплуатацыі ў агрэсіўных сродках

Абранне прыдатнага металу

Прыкметы сумяшчальнай кампазіцыі напоўнювальнага матэрыялу

ERNiFeCr-1 (AWS A5.14):

• Адпавядае прыпою INCO-WELD 625

• Шырока выкарыстоўваецца для N08825 з адрознымі вынікамі

• Забяспечвае лепшую стойкасць да карозіі, чым асноўны метал у шматлікіх асяродках

ENiFeCr-1 (AWS A5.11):

• Пакрыты электрод, эквівалентны для ручнога дугавога зварвання (SMAW)

• Патрабуе асцярожнага звароту для прадухілення ўвальнення вільготы

Вышэйлегіраваныя варыянты для крытычных умоў эксплуатацыі

ERNiCrMo-3 (прыпой INCONEL 625):

• Вышэйшы змест малібдэну для паляпшанай стойкасці да піттінгу

• Лепшая цягавая цвёрдасць пры падвышаных тэмпературах

• Рэкамендавана для моцна карозійных асяроддзяў

Этапы падрыхтоўкі да зваркі

1. Улік канструкцыі злучэння

Геаметрыя жалаба:

• Шырэйшыя вуглы жалаба (вугал у межах 60–75°) у параўнанні з вугляроджальным чыгуном

• Меншыя зазоры ў корані для мінімізацыі аб'ёму зварной металу

• Правільныя памеры прытупу для поўнага праплавлення

Патрабаванні да складання:

• Дакладнае ўзаемнае размяшчэнне для мінімізацыі напружанняў

• Мінімальны нявырат па краях злучэнняў

• Якасная прыварка з дотрыманнем правільных працэдураў

2. Падрыхтоўка паверхні

Працэдура чысткі:

1. Зніжэнне жыру ацэтонам або зацверджанымі растваральнікамі

2. Механічна ачысціць сумежныя паверхні (не менш за 2 дзюймы/50 мм ад зварнога шва)

3. Выдаліць аксыд шляхам абпілкі ці чысткі шчоткай

4. Апошняя ачыстка растворнікам непасрэдна перад зваркай

Прадухіленне забруднення:

• Уникайце хларыраваных растворнікаў якія могуць увесьці хлор

• Выдаліць пыл ад абпілкі ад аперацый з вугляроднай стальню

• Абароніце падрыхтаваныя паверхні ад забруднення навакольным асяроддзем

Найлепшыя практыкі зварачной тэхнікі

1. Кіраванне цеплавой дачыненню

Строгія меры кантролю:

• Выкарыстоўвайце сілу току у ніжняй частцы рэкамендаванага дыяпазону

• Падтрымлівайце хуткасць перасоўвання каб пазбегнуць надмернага часу затрымання

• Кантралюйце тэмпературу паміж швамі з кантактнымі піраметрамі

• Планаваць чарговасць зваркі для кіравання размеркаваннем цяпла

2. Размяшчэнне зварных вантоў

Улік тэхнікі:

• Лепш выкарыстоўваць адмысловыя ванты замест плетаных вантоў

• Максімальная шырыня плетання у 3 разы больш за дыяметр электрода

• Правільнае запаўненне кратэра каб пазбегнуць трэшчын з-за ўсадкі

• Частковая ачыстка паміж усімі праходамі

3. Абарона шчытавым газам

Аптымальнае газавое ахопленне:

• Паўзучыя шчыты падаўжаныя для крытычных прымяненняў

• Пратраванне звару з змесцам кіслароду <0,1% для каранёвых праходаў

• Цела балончыка з лінзай для газу для паляпшанай абароны

• Эфектыўны перадавы і паслядоўны цячэнне разы

Ацэнка і апрацоўка пасля зваркі

Неразрушаючы кантроль

Візуальны агляд:

• Праверце на змяненне колеру што паказвае акісацыю (светла-соламяны дапустымы, цёмна-сіні непрымальны)

• Пераварот профіль зварнога шва і ўмацаванне

• Шукаіце дэфекты, якія выходзяць на паверхню

Тэставанне пронікальнай фарбай:

• Неабходна для крытычныя службовыя прыкладанні

• Выявляць тонкія паверхневыя трэшчыны не відаць неўзброеным вокам

• Павінна праводзіцца пасля апошняй чысткі

Рентгенаўгляд:

• Пацвярджае унутраную цэласнасць

• Выяўляе адсутнасць сплавлення або парастак

Паслязварачная тэрмічная апрацоўка

Калі патрабуецца растварнае адпаленне:

• Умовы моцнага карозійнага ўздзеяння застосаванні

• Шматслойныя зварныя швы з высокім уводам цеплавой энергіі

• Пры наяўнасці патрэбы згодна чынульнаму коду ці стандарту

Параметры растваральнай анэлявання:

• Тэмпература : 1750-1850°F (954-1010°C)

• Час вытрымкі : 30 хвілін на дюйм (12 хвілін на 25 мм) таўшчыні

• Халадзенне : Хуткае астуджэнне паветрам ці вадой

Пашыраныя дэфекты зваркі і іх усуненне

Праблемы з парыстасцю

Прычыны:

• Загрязнены асноўны метал або прыдатковы метал

• Недастатковае газавае абароннае асяроддзе

• Вільгота ў электродах ці атмасферы

Рашэнні:

• Праверце шчыльнасць падачы газу і стан сістэмы

• Правільнае захоўванне і выкарыстанне прыдатковых матэрыялаў

• Забяспечце поўную чысціню зварных швоў

Адсутнасць сплавлення

Прычыны:

• Недастатковы ўвод цяпла

• Няправільная геаметрыя злучэння

• Няправільная тэхніка зваркі

Рашэнні:

• Адрэгулюйце параметры для павелічэння праплавлення

• Змяніце канструкцыю злучэння для лепшай даступнасці

• Ужывайце правільныя тэхнікі кіравання

Дакументацыя гарантавання якасці

Вядзіце поўны запісы, уключаючы:

• Спецыфікацыі працэдуры зваркі (WPS)

• Запісы кваліфікацыйнай працэдуры (PQR)

• Кваліфікацыя выконвальніка зваркі (WPQ)

• Сертыфікаты матэрыялаў для асноўных і прысадочных металоў

• Параметры зваркі і вынікі праверкі

Вывад

Паспяховая зварка фітынгу для труб з нікелевага сплаву N08825 патрабуе вострага ўвагі на кожным этапе працэсу — ад падрыхтоўкі матэрыялу да канчатковай праверкі. Асноўныя пытанні можна звесці да наступнага:

1. Таксама строгая чысціння для прадухілення забруднення

2. Дакладны кантроль уводу цяпла для захавання стойкасці да карозіі

3. Правільны выбар прысадкавага матэрыялу для канкрэтнай эксплуатацыйнай асяроддзя

4. Дакладная тэхніка каб пазбегнуць дэфектаў

5. Камплексная праверка якасці для забеспячэння цэласнасці зварных злучэнняў

Увядзеннем гэтых практык вырабнікі могуць пастаянна атрымліваць высокаякасныя зварныя швы ў фітынгах труб з N08825, якія будуць надзейна працаваць нават у самых складаных карозійных асяроддзях. Дадатковыя намаганні, неабходныя для зваркі нікелевых сплаў, прыносяць істотныя выгады ў выглядзе паменшання адмоўкаў, падаўжэння тэрміну службы і паляпшэння бяспекі.

Для новых прымяненняў ці пры ўзнікненні нечаканых праблем звяртайцеся да інжынераў па матэрыялах ці спецыялістаў па зварцы з ведамі ў галіне нікелевых сплаў. Іх экспертная месціўнасць можа дапамагчы выявіць праблемы і аптымізаваць працэдуры для вашага канкрэтнага прымянення.