Вырашэнне агульных трасін у зварных швах труб з нікелевага сплаву: Практычны дапаможнік

Вырашэнне агульных трасін у зварных швах труб з нікелевага сплаву: Практычны дапаможнік

Зварка труб з нікелевых сплаваў, такіх як Alloy 625, C-276, 400 ці 600, з'яўляецца важнай задачай у галінах ад хімічнай перапрацоўкі да марскіх нафтагазавых радовішчаў. Гэтыя сплавы абіраюцца з-за іх выдатнай стойкасці да карозіі і высокіх тэмператур, але іх паводзяны пры зварцы істотна адрозніваюцца ад вугляродных ці нержавеючых сталёў.

Трэшчанне падчас або пасля зваркі з'яўляецца дарагой і небяспечнай праблемай. Гэты дапаможнік паказвае практычны шлях рашэння і прадухілення найбольш распаўсюджаных трэшчын пры зварцы, не углыбляючыся ў тэорыю.

Чаму ўзнікаюць трэшчыны ў нікелевых сплавах: Асноўныя прычыны

Перш чым прыступаць да рашэнняў, разумейце два асноўныя прычыны:

1. Забруджванне: Нікелевыя сплавы вельмі чулікія да загрязненняў. Нават невялікая колькасць серы, свінцу, фосфару ці іншых элементаў з нізкай тэмпературай плаўлення можа выклікаць трэшчанні.

2. Высокі застаючыся стрэс: У нікелевых сплаваў ніжкая цеплаправоднасць і больш высокі каэфіцыент цеплавога пашырэння ў параўнанні з вугляроджанай стальлю. Гэта прыводзіць да павышаных застаючых напружанняў пасля зваркі, што можа разарваць зварны шоў, калі гэта не кантраляваць.

Выяўленне і вырашэнне агульных тыпаў трэшчанняў

1. Гарачае трэшчанне (трэшчанне пры затвярдзенні)

• Як гэта выглядае: Міжкрышталічныя трэшчанні, якія ўзнікаюць у самой зварной металу пры яго затвярдзенні. Яны часта размешчаны ў цэнтры зварнога шва.

• Асноўная прычына: Загрязненне (ад асноўнога матэрыялу, прысадкавага металу ці навакольнага асяроддзя) або няправільны хімічны склад зваркі, які стварае ўразлівую мікраструктуру.

Практычнае прадухіленне і рашэнні:

• Дакладная чысцінка — гэта неапцыянальна: Гэта правіла №1.

  • Ачысьціце ўнутраныя і зьнешнія паверхні трубкі, зварочную канаву і сумежныя вобласьці пры дапамозе спецыяльнай шчоткі з нержавеючай сталі.

  • Здзейсьніце дэжырыфікацыю ўсіх кампанентаў пры дапамозе растваральніка, напрыклад ацэтону, каб выдаліць усе алеі, фарбы і тлушч. Пастаярайцеся не выкарыстоўваць хларацыраваныя растваральнікі.

• Кантроль праектавання злучэнняў і ўводу цеплавой энергіі:

  • Выкарыстоўвайце такую канструкцыю злучэння, якая мінімізуе абмежаванні і забяспечвае добрую пранікальнасць без надмернага аб'ёму зваркі.

  • Выкарыстоўвайце нізкі ці сярэдні ўвод цеплавой энергіі. Высокі ўвод цеплавой энергіі павялічвае памер зварочной ванны і аддзяляе загрязненні, спрыяючы ўтварэнню трэшчын. Дотрымлівайцеся рэкамендаваных вырабніком прыпою параметраў.

• Выберыце правільны матэрыял прыпою:

  • Выкарыстоўвайце прыпой з «павыганым» складам, распрацаваны для супраціву ўтварэнню трэшчын. Напрыклад, выкарыстоўвайце ERNiCrMo-3 (сплав 625) напоўняльнік для зваркі шматлікіх нікелева-хромавых сплаў. Гэтыя напаўняльнікі змяшчаюць элементы, як ніабій (Nb), якія дапамагаюць «уздзяўненню» мяж зернаў пры затвярдзенні.

2. Трэшчыні ад паніжэння пластычнасці (DDC)

• Як гэта выглядае: Тонкія межзерневыя трэшчыны ў зварным шве або вельмі блізка да лініі плавлення, як правіла, узнікаюць пры тэмпературах значна ніжэйшых за тэмпературу затвярдзенні.

• Асноўная прычына: Гэта адбываецца, калі пластычнасць зваральнага металу знаходзіцца на самым нізкім узроўні пры астуджэнні, і ён не можа вытрымаць напружанні цеплавога згортвання.

Практычнае прадухіленне і рашэнні:

• Выберыце напаўняльны матэрыял, стойкі да DDC: Гэта найбольш эфектыўная стратэгія. Напаўняльныя матэрыялы, такія як ERNiCrFe-7 (FM-52) і ERNiCrCoMo-1 (сплав 617) спецыяльна распрацаваныя з удакладнёнай структурай зерна і хімічным складам, каб супрацьстаіць DDC.

• Тэхніка кантролю зваркі:

  • Выкарыстоўвайце швоўная наплавка тэхніка замест вялікай, плетанай наплавкі. Пляценне павялічвае агульны ўвод цепла і час, падчас якога метал знаходзіцца ў крытычным тэмпературным дыяпазоне, дзе пластычнасць нізкая.

  • Дазвольце дастатковы час паміж праходамі для кантролю тэмпературы паміж праходамі (звычайна ніжэй 150°C / 300°F для многіх сплаваў). Гэта дазваляе кантраляваць цяпловы цыкл напружанняў.

3. Трэшчыны ад старэння пад уздзеяннем напружанняў (SAC)

• Як гэта выглядае: Трэшчыны ў зоне тэрмічнага ўздзеяння (HAZ) нікелевых сплаваў з выдзяленнем фазы (PH) (напрыклад, сплав X-750) пасля тэрмічнай апрацоўкі пасля зваркі (PWHT) або падчас эксплуатацыі пры высокай тэмпературы.

• Асноўная прычына: Зона тэрмічнага ўздзеяння ўцвёрджваецца ад цыклу цяпла пры зварцы. Падчас наступнага награвання (для зняцця напружанняў або PWHT) асноўны метал ўмацоўваецца хутчэй, чым зона тэрмічнага ўздзеяння можа рэлаксавацца праз паўзучасць, што прыводзіць да ўзнікнення трэшчын пад дзеяннем засталёвых напружанняў.

Практычнае прадухіленне і рашэнні:

• Выкарыстоўвайце асноўны матэрыял у стане раствара-анераваным: Пераканайцеся, што труба знаходзіцца ў стане раствара-анераваным перад зваркай.

• Змяніце цыкл PWHT:

  • Як мага хутчэй награвайце да тэмпературы старэння, каб пазбегнуць затрымання ў інтэрвале сярэдніх тэмператур трашчынавання.

  • У крайніх выпадках можа спатрэбіцца поўны адпал рашэння пасля зваркі (але перад старэннем), хоць гэта часта непрактычна для вялікіх трубаправодаў.

• Выкарыстоўвайце прыпоі з нізкай цвёрдасцю: Ужывайце прыпой, мякчэйшы за асноўны метал пасля старэння (напрыклад, AWS ERNiFeCr-1 для сплаву X-750). Гэта дазваляе мякчэйшаму зварному шву плашчаць і ўсмоктваць напружанне, прадухіляючы трашчынаванне ў зоне тэплавога ўздзеяння.

Ваш прыкладны спіс праверкі працэдуры зваркі

Каб з самаго пачатку прадухіліць утварэнне трэшчын, стварыце сваю працэдуру на аснове гэтага спісу праверкі:

Што рабіць, калі вы знайшлі трэшчыну

1. Спыніце зварку: Не спрабуйце «заварыць» трэшчыну.

2. Поўнасцю выдаліце трэшчыну: Выкарыстоўвайце шліфмашыну або пневматычны завостраны інструмент для поўнага выдалення трэшчыны. Праверце поўнае выдаленне з дапамогай інспектавання пранікальнай вадкасцю (PT або Dye Check).

3. Вызначце першапрычыну: Ці было забрудненне? Высокі ўвод цяпла? Няправільны напаўняльнік? Не зваротна заварвайце, пакуль не высветліце, чаму узнікла трэшчына.

4. Паўторная зварка: Як толькі прычына ўстранёна і дэфект поўнасцю выдалены, паўторна заварыце вобласць, выкарыстоўваючы правільную працэдуру.

Вынік: справа ў кантролі

Паспяховая зварка труб з нікелевым сплавам — гэта не пра грубую сілу; гэта пра кантроль і дакладнасць. Засяроджваючыся на бездапецтва чысціні , кантраваным уводзе цяпла , і выбары правільнага матэрыялу напаўняльніка , вы можаце стабільна атрымліваць якасныя, бязтрэшчынныя швы, якія забяспечат цэласнасць і доўгавечнасць вашых высокапрадукцыйных сістэм трубаправодаў.

Заўсёды дотрымлівайцеся кваліфікаваных спецыфікацый зварачных працэдур (WPS) і ўкладвайце сродкі ў навучанне зваршчыкаў, каб яны разумелі «чаму» стаяць за гэтымі канкрэтнымі працэдурамі.