Datrys Crackiau Gweithio Cyffredin mewn Pibellau Alwriaeth Nicel: Canllaw Ymarferol i Ddatrys Problemau

Ocro pipes alloy nicel — Alloy 625, C-276, Monel 400, Alloy 600 — nid yw fel ocro haearn carbon neu hyd yn oed haearn wirion. Dewisir yr alloyau am eu gwrthdroadedd i goriad a'u cryfder ar wres uchel, ond mae eu ymddygiad wrth ocro yn gwbl wahanol. Mae crackiau yn digwydd yn ystod neu ar ôl ocro yn y ffyrdd cyffredinaf a rhagor o'r costau i methu, ac yn anaml iawn yn dangos eu hunain yn ystod y gweithgaredd ocro. Maen nhw'n ymddangos ar ôl profi â chylchfa, ar ôl triniaeth gwres ar ôl ocro, neu mewn gwasanaeth, ar linell ocro, tra bod y pipe wreiddiol heb ei heffeithio.

Mae'r canllaw hwn yn torri trwy'r theori a rhoi fframwaith datrys problemau uniongyrchol i chi: pa mor ymddangos mae pob crac, beth sydd yn ei achosi, a beth i'w newid yn y broses i'w atgyweirio.

Pam mae alloyau nicl yn cracio: Y ddau achos gwreiddiol

Cyn ymdrin â thypau penodol o graciau, deallwch y ddau gyrrwr sydd dan bob methiant llifio alloyau nicl.

Sensitifrwydd i lygredd. Mae alloyau nicl yn hanfodol sensitif i anilysau — sulfur, plwm, ffosfforws, boron, biswm. Hyd yn oed swm bach o olewiau, greis, haglau lliwio, llyfrau arwyddo tymheredd, neu nwyon tanio sydd â sulfur yn eu hadran gall achosi craciau . Mae'r elfennau hyn yn ffurfio eutectigau â phwynt rhewi isel ar y ffiniau gronynnau sydd yn lliwio yn ystod llifio ac nad ydynt yn gallu cyflawni straen cyngresiannu.

Strês wedi gorffenol uchel. Mae alloyau nicl â chynhwysedd thermol is na steil garbon, ond â eheddiad thermol uchelach. Mae'r gwaith cynhesu yn canolbwyntio ar y gweithgoriad, ac wrth i'r gweithgoriad oeri, mae'r cŵn oer sydd o amgylch y cŵn yn atal yr eheddiad. Mae hyn yn achosi tensiwn wedi'w adael yn uchel sydd yn tynnu'r gweithgoriad i ffwrdd os yw hyblygrwydd metall y gweithgoriad yn isel ar unrhyw bwynt yn ystod y gweithgoriad oeri .

Mae pob math o chwerthin isod yn rhyngweithio penodol rhwng y ddau ffactor hyn â chemeg yr alloy a'r weithdrefn gweithgorio.

Math o Chwerthin 1: Chwerthin Poeth (Chwerthin Cyffredinoliad)

Sut mae'n edrych: Crackiau rhwng y gronynnau sydd yn rhedeg ar hyd linell ganol y gweithgoriad, sydd yn weladwy ar wyneb neu'n cael eu darganfod gan dywiliad lliw neu radiograffeg. Maen nhw'n ffurfio tra bod metall y gweithgoriad yn parhau i gyffredinoliad .

Achlynnydd: Mae chwerthin cyffredinoliad yn digwydd pan mae ffilm o lechi â phwynt cyffredinoliad isel yn aros ar y ffiniau rhwng y gronynnau ar ôl i'r rhan fwyaf o'r gweithgoriad wedi rhewi. Ni all y ffilm drosglwyddo'r strain eheddiad, ac felly mae hi'n torri. Mae'r ffenestr o danbwyntiau yn cael ei osod gan chemeg yr alloy — mae niobiwm, siliwmiwm, swlfwr a ffosfforws yn ei ehangau.

Alloy 625 yw achos penodol: mae’n cynnwys niobiwm, sydd yn gwahanu i ffiniau gronynnau yn ystod y cyflwyddiad ac yn lleihau’r tymheratur chwyddo yno. Mae ymchwil yn dangos ei fod, yn bresennol haearn (o gymysgiant â chrwnfa steil neu steil â is-alwriaeth), yn gwahanu'n gryfach gan ei fod haearn yn lleihau’r cyflawniadau niobiwm mewn austenit, gan ei bwerthu tuag at y lliwid . Felly mae’r pasiadau gwreiddiol o Alloy 625 dros steil carbon yn enwedig yn bregnaint i chwyddadur seiliedig.

Ddatrysiadau:

• Defnyddiwch y metal llawn cywir. Ar gyfer alwriaethau nicl-chrom, defnyddiwch llywedd amlwg fel ERNiCrMo-3 (Alloy 625) sydd â elfennau fel niobiwm sydd yn gallu "iacháu" ffiniau gronynnau yn ystod y cyflwyddiad . Ar gyfer 625 dros steil carbon, ystyriwch FM-686 (ERNiCrMo-14) yn hytrach na FM-625 — dangosir gan symiwlasiynau thermodynamegol fod gan FM-686 amrediad tymeratur cyflwyddiad tebygach ac yn llai sensitif i gholliad cyflwyddiad .

• Rheoli ddyluniad y cysylltiad i leihau’r cyfyngiad. Defnyddiwch profil boddi llafn neu'n ychydig crych yn hytrach na phrofil boddi cwyddogol. Mae boddi cwyddogol sydd yn croesi'r ymuno yn creu cyfyngiad uchel ar y defnyddiau olaf i seilio .

• Lleihau cyflymder teithio. Mae cyflymderau teithio uwch yn hybu cracu seilio; mae cyflymderau teithio is ynddynt yn lleihau hynny .

• Trin cratëriau dechrau/gorffen. Mae craciau cratëriau yn ffurf o gracu seilio. Defnyddiwch symudiad yn ôl ychydig i lenwi'r cratër cyn torri'r arc, neu grynwch allan a gweithio eto i fetael sain ar bob un o'r dechrau a'r gorffeni.

Math o Grac 2: Cracu Ddip Hyblygrwydd (DDC)

Sut mae'n edrych: Craciau rhwng-grainau bach yn y metal llygad neu gerllaw y llinell hunaniaeth, a often yn rhedeg perpendicwlar i gyfeiriad y llygad. Mae'r rhain yn digwydd ar wresogi sydd yn llawer is na seilio — fel arfer yn ystod ystyr 700–1000°C wrth oeri — ac yn enwog am eu bod yn anodd i'w darganfod gan radiograffeg.

Achlynnydd: Mae DDC yn digwydd pan mae hyblygrwydd y metal llygad yn gostwng i'w lefel isaf yn ystod y gwaith o oeri, ac felly nid yw'n gallu cydbwyso straen cwasanaeth thermol. Mae'n ffenomen seiliedig ar gyflwr solid, nid ar gynnydd solidio. Mae'r mecanyddiaeth yn cynnwys llithro ar ffiniau gronynnau pan nad yw'r ffiniau wedi'u sogi'n ddigon gan brecipitiau, neu pan maent wedi'u trefnu mewn ffordd anfavouradwy perthnasol i gyfeiriad y straen.

Ddatrysiadau:

• Dewiswch metal llygad sydd yn resistasau DDC. Mae hwn yn y strategaeth fwyaf effeithlon. Mae metelau llygad fel ERNiCrFe-7 (FM-52) a ERNiCrCoMo-1 (Alloy 617) wedi'u ffurfio'n benodol â strwythur gronynnau gweddillion a chemegolwg i wrthsefyll DDC . Ar gyfer rhaglenni gradd niwclear, mae FM-52M yn y math hoffedig.

• Defnyddiwch beidiau llinellol, nid beidiau taenu. Mae taenu yn cynyddu mewnbyr thermol ac yn estyn amser y mae'r metal yn trechu yn ystod ystod tymheredd isaf-hyblyg critigol .

• Rheoli tymheredd rhwng pasiadau. Cadwch y tymheredd rhwng pasiadau is na 150°C ar gyfer mwyafrif alloyau nicl. Gan roi cyfle i'r ymuno i oeri rhwng pasiadau yn rheoli cylch tensiwn thermol ac yn lleihau'r straen cronedig .

• Am dôlau hanfodol, ystyriwch GTAW â chymorth ultrasonig. Mae ymchwil yn dangos bod gosod maes ultrasonig yn ystod GTAW yn gwblhau'r strwythur gronynnog o weldiau FM-52M a lleihau'r tebygolrwydd o greadiadau dip-hydrin.

Math o greaciad 3: Creaciad Strain-Age (SAC)

Sut mae'n edrych: Creaciau yn y zôn effeithiedig-thermol o legerau nicil sydd yn cael eu harddangos trwy adwaith — Alloy X-750, Rene 41, Waspaloy, Inconel 718 mewn rhai amgylchiadau — sydd yn ymddangos ar ôl triniaeth thermol ar ôl y weldiad neu wrth weithio mewn cyflwr o berthnasolrwydd uchel.

Achlynnydd: Mae legerau sydd yn cael eu harddangos trwy adwaith yn ennill eu cryfder trwy driniaeth oedran rheoliwed sydd yn achosi cyfrwng gamma-prime neu gamma-double-prime. Os yw'r weldiad yn cael ei gyfyngu — ac fe'i cynhwysir yn y rhan fwyaf o'r amgylchiadau — yna mae'r adwaith sydd yn digwydd yn ystod PWHT neu'r harddangos yn y gwasanaeth yn lleihau'r hydrin yr un pryd ag y mae'r tensiwn wedi'i adael yn cael ei leddfu gan groesiad. Mae'r HAZ, sydd â strwythur gronynnog rhagorol a llai o hydrin croesiad na'r metall weldiad, yn creacu yn gyntaf.

Ddatrysiadau:

• Gwnewch y weldiad yn y cyflwr sydd wedi'i drin â chyfrwng datrysiad pan fo hynny'n bosibl. Mae'r rhan fwyaf o leithriadau nicel yn gorau eu gweithio mewn cyflwr anealaidd neu wedi'i drin â chyfrwng, yn enwedig os ydynt wedi eu gweithio'n oer .

• Rheoli cyfradd poeni trwy ystod tymheredd ymddangosiad y cynhwysyn. Mae poeni sydyn trwy ystod tymheredd ymddangosiad gamma-prime (tua 700–900°C yn dibynnu ar y leithriad) yn lleihau'r amser a dreulir ar gymylau lle mae'r hyblygrwydd isaf.

• Defnyddiwch haen meddal ar gyfer ymuno rhwng deunyddiau anhafal. Pan ydych yn gweithio leithriad sydd yn cael ei harddodi gan ymuno â leithriad nad yw'n harddodi, cymhwyswch haen meddal o llenwi nicel hyblyg i'r leithriad sydd yn harddodi, trin â chyfrwng, yna cwblhewch y ymuno. Mae hyn yn symud y cynhwysyn wedi ei heffeithio gan y gweithio i ffwrdd o'r gweithwaith terfynol ac yn caniatáu i'r leithriad sydd yn harddodi gael ei oeddi cyn i'r gweithwaith cau gael ei wneud.

• Ar gyfer Leithriad 718, ceisiwch osgoi PWHT os yw'r defnyddiau'n caniatáu hynny. Defnyddir Leithriad 718 yn aml mewn cyflwr fel-gweithiwyd mewn gwasanaethau tymheredd-is i osgoi risg SAC.

Math o Crack 4: Crackio Lliquation yn y Fathrws Rhannol-Golledig

Sut mae'n edrych: Craciau yn y cynnyrch wedi ei gweithio (HAZ), fel arfer yn gyfochrog â’r llinell gweithio, sydd yn ymddangos yn union wedi’r gweithio neu ar ôl trin gwresol ar ôl gweithio (PWHT). Maent yn dilyn y ffiniau rhwng y gronynnau.

Achlynnydd: Yn y rhan a gafodd ei lechu — y band cul o metal crafftedd sydd yn cyrraedd tymheredd rhwng y solidus a’r liquidus — mae cydrannau ffiniau rhwng y gronynnau sydd â phwynt tân isel yn llifio. Mae carbides cyfoethog â niobiwm mewn Alloy 625 yn enghraifft glasurol: maent yn sensitif i lechu o’r gweithio cyflym, ac yn dibynio ar y geometreg a’r broses, efallai nad yw Inconel 625 yn llwyr yn wrthseibiant i greigiau liquation HAZ. Nid oes y ffilm liwgid ar ffiniau rhwng y gronynnau yn gallu cymryd y tensiwn gwresol, ac felly mae hi’n torri.

Ddatrysiadau:

• Lleihau’r mewnbynniad gwresol. Mae creigiau liquation yn dibynu ar y mewnbynniad gwresol. Mae lleihau’r mewnbynniad gwresol yn lleihau lled y rhan a gafodd ei lechu a’r cyfaint o liwgid sydd yn ffurfio.

• Defnyddiwch feddalwyr â rhagfeddiad tân isel na’r metal crafftedd. Hyn yn symud y fron cyflawni i mewn i’r metall gweithio, i ffwrdd o’r HAZ. Ar gyfer metal crafftedd 625, gall FM-686 neu FM-52 fod yn effeithlon.

• Eidio cyfyngiadau rhy helaeth. Dylid lleihau'r cyfyngiad ar draws y cyswllt wrth ffitio a thacio. Defnyddiwch drefn gweithio priodol i gydbwyso'r tensiynau.

• Tynnu allan gan sylweddoli a adfer os eu canfod. Nid yw craciau hylifol yn achosi adferiad hunan. Rhaid eu tynnu allan gan sylweddoli i fetael sydd yn seithach a'u gweithio eto â llawniad o'r un alloy neu alloy uwch.

Crac Math 5: Crac oherwydd Tanwyddiad

Sut mae'n edrych: Crac sydd yn ymddangos yn fuan ar ôl gweithio, a often â ymddangosiad lliwiedig neu du ar y crac. Gall ddigwydd yn y metal gweithio neu'r cynnyrch o amgylch y gweithio (HAZ) ac efallai fod ynghyd â phorwsitad.

Achlynnydd: Mae sulfur, plwm, phosphor, a elfennau eraill â phwynt tân isel o ffynonellau allanol yn ffurfio ffilmiau eutectig ar y ffiniau rhwng y gronynnau yn ystod y gweithio. Mae'r ffynonellau yn bopeth mewn siop gweithgaredd: hylifau torri sydd â sulfur, creion marcio, creion awgrymu tymheratur, tape gludog, olewau, greis, a hyd yn oed nwyon tanio sydd â sulfur a ddefnyddir ar gyfer cyn-bero .

Monel 400 yn enwedig sensitif. Mae anoddrwydd gweithio'r alwriaeth yn dod o'i sensitifrwydd i sylffwr, ffosfforws, arwain a tin, sydd yn ffurfio ffasiau eutectig ar y ffiniau rhwng y gronynnau ac yn achosi cracau poeth yn ystod y seiliediad. Mae hyn yn golygu bod y metal gwreiddiol, y metal llawn, a phob offer sydd yn cyffwrdd â'r ymuno yn rhaid eu cadw'n lân. Mae hylifau torri sydd â sylffwr, creion marcio, creion awgrymu tymheredd, a thapes adhesif yn holl ffynhonnellau potensial .

Ddatrysiadau:

• Mae lânrwydd yn anghymeradwyoedig. Clirwch arwynebau mewnol a allanol y twll, y groff weldio, a'r ardaloedd sydd yn ei chyfagos â chleirio â brwsiw glanhau penodol o waelod haearn o leinllyd neu alwriaeth nicel. Diffrwyddwch bob cynhwysyn â acetôn neu solvent nad yw'n cynnwys clôr i gael gwared ar oleuon, lliwiau, a gresi. .

• Peidiwch â defnyddio'r un offer ar alwriaethau nicel â'u defnydd ar waelod haearn carbon. Mae cylchoedd sglefrio a brwsiau gwire sydd wedi cyffwrdd â waelod haearn carbon yn cario contaminiant wedi eu mewnforio. Adferwch offer i weithio ar alwriaethau nicel yn unig.

• Esgusodwch gynhyrchion marcio a chynhyrchion awgrymu tymheredd sydd â sylffwr. Defnyddiwch dim ond cynhyrchion sydd wedi'u certifïo fel nad ydynt yn cynnwys sulfur a'u cynhwysiad o halogenau isel ar gyfer gwasanaeth alloy nicl. Os ydych yn amheus, peidwch â'u defnyddio gerllaw y rhannau sydd yn cael eu gweld.

• Defnyddiwch poeri trydanol neu poeri radiadol ar gyfer cyn-poeri, nid nwy tanio. Mae nwyau tanio yn cynnwys sulfur yn aml, ac mae'r cynhyrchion danio yn gallu gosod sulfur ar arwyneb y cysylltiad. .

Ystyriaethau penodol i'r broses

GTAW (TIG)

Mae GTAW yn y broses sydd wedi'i chynghori ar gyfer pasiadau gwraidd alloy nicl a rhannau tân, oherwydd ei reoli tymheredd union a'i arch glir. Defnyddiwch nwy argon pur fel nwy cludo ar gyfer y rhan fwyaf o alloyau; mae cymysgeddau argon/heliwm yn darparu dyfnach a hunaniaeth well dim ond pan fydd cynhwysiad heliwm yn uwch na 40%. .

Cracau crater ydy risg penodol i GTAW. Defnyddiwch leibian cyfred neu symudiad yn ôl i lenwi'r crater cyn diffodd yr arch. Trawsnewch yr holl ddechrau a'r terfynau i fetel sylweddol cyn parhau.

Pwrdrudôl nôl yn angenrheidiol ar gweithiau gwraidd ar gynffon alwriaeth nicl. Heb ef, mae arwyneb y gwraidd yn ocsidio — cyflwr a elwir yn "sugaring" — ac ni fydd metall y gweithio cynhwysedig yn llyfnu ar y materail sylfaenol. Mae hyn yn cynhyrchu penadlau annhebygol, methiant o gydweithio, craciau ar weithiau gwraidd, a thynnu'n ôl cludo â argon o ansawdd gweithio i gynnwys ocsigen is na 500 ppm cyn dechrau'r arc.

SMAW (Stick)

Rhaid cadw elecrodau SMAW ar gyfer alwriaethau nicl yn sych. Mae elecrodau poeth yn rhyddhau hidrogen i'r arc, gan achosi porositat cadw elecrodau agored mewn casgliad wedi'i boeri a'u hadredu fel y rhoddir argymhellion gan y cynhyrchydd. Defnyddiwch hyd byr arc, polaredd DC positif, a chyfred isel.

Craciau crater yn gyffredin ar sefydladau gweithio. Defnyddiwch symudiad bach yn ôl i lenwi'r crater yn union cyn torri'r arc. Trawiadwch bob dechrau a phob gorffen i feital gweithio sylweddol.

Ar gyfer alwriaethau math nicl-cromiwm, mae cymhareb Nb:Si o tua 5:1 i 7:1 yn y clydwr elecrod yn darparu cyfradd da o gwrddiad gwrth-griac.

GMAW (MIG)

Mae GMAW yn addas ar gyfer pasiadau llawn a chloed. Mae'r trosglwyddo spray yn cynghorir yn hytrach na'r trosglwyddo cyswllt byr i leihau'r lap oer a'r diffyg cyfusion. Mae'r un terfynau ar gyfer tymheredd rhwng pasiadau a mewnbyniad thermol yn berthnasol.

Canlliniadau Paramedrau Gweithio

Ailadrodd: Beth i'w profi ar ôl y weldio

Mae rheoliadau prosesau'n atal creadiadau; mae ailadrodd yn cadarnhau eu bod wedi gweithio.

Prawf Lliw Penetrat (PT) yw'r dull cyffredinaf ar gyfer adnabod creadiadau sydd yn torri ar wyneb cymysgedd nikel. Mae'n orfodol ar ôl unrhyw adferiad, ac ydyw i'w gweithredu ar bob pas gwraidd cyn llenwi.

Radiograffeg (RT) yn adnabod diffygion cyfaint — porositat, methiant trawsnewid, a rhai creadiadau crynhoi — ond nid yw'n hyblyg i greadiadau cyfnodol, rhwng gronynnau DDC a chreadiadau hylifadwy.

Arholi Metallgrafegol o gynnyrch weldio yw'r profiad penodol ar gyfer creadiadau DDC a chreadiadau hylifadwy. Nid yw'n cael ei wneud ar weldiadau cynhyrchu, ond ydyw i fod yn rhan o gymhwyso'r weithdrefn ar gyfer unrhyw weldio cymysgedd nikel mewn gwasanaeth hanfodol.

Prawf Harddwch yn y cynnyrch o amgylch y weldio (HAZ) yn awgrymu a oedd gormod o grynhoi na chamgylchu straen wedi digwydd mewn alloy PH.

Crynodeb Diagnosis Maes