Rješavanje uobičajenih pukotina pri zavarivanju cijevi od nikal legure: Praktični vodič

Rješavanje uobičajenih pukotina pri zavarivanju cijevi od nikal legure: Praktični vodič

Zavarivanje cijevi od nikal legure, poput onih izrađenih od legure 625, C-276, 400 ili 600, ključan je zadatak u industrijama od kemijske prerade do offshore proizvodnje nafte i plina. Ove legure biraju se zbog izuzetne otpornosti na koroziju i visoke temperature, ali njihovo ponašanje pri zavarivanju znatno se razlikuje od ugljičnog ili nerđajućeg čelika.

Pucanje tijekom ili nakon zavarivanja skup je i opasan problem. Ovaj vodič odbacuje teoriju i pruža izravan, praktičan pristup sprječavanju i rješavanju najčešćih pukotina pri zavarivanju.

Zašto puknu nikal legure: Osnovni uzroci

Prije nego što prijeđete na rješenja, razumijte dva glavna uzročnika:

1. Zagađenje: Niklene legure iznimno su osjetljive na nečistoće. Čak i male količine sumpora, olova, fosfora ili drugih elemenata s niskom točkom taljenja mogu uzrokovati pucanje.

2. Visoki ostatak napetosti: Niklene legure imaju nižu toplinsku vodljivost i veće toplinsko širenje u odnosu na ugljični čelik. To dovodi do viših ostataka napetosti nakon zavarivanja, što može razvući zavar ako se ne upravlja njima.

Prepoznavanje i rješavanje uobičajenih tipova pukotina

1. Toplinsko pucanje (pucanje stvrdnjavanja)

• Kako izgleda: Međuzrnate pukotine koje nastaju u samom zavaru tijekom stvrdnjavanja. Najčešće su usredotočene duž zavara.

• Glavni uzrok: Zagađenje (iz osnovnog materijala, dodatnog metala ili okoline) ili netočna kemijska sastava zavara koja stvara osjetljivu mikrostrukturu.

Praktična prevencija i rješenja:

• Pažljiva čistoća je obavezna: Ovo je pravilo broj jedan.

  • Očistite unutarnje i vanjske površine cijevi, žlijeb za zavarivanje i susjedne područja pomoću posebne četke za nerđajući čelik.

  • Uklonite masti sa svih dijelova otapalom poput acetona kako biste uklonili sve ulje, boje i maziva. Ako je moguće, izbjegavajte klorirana otapala.

• Kontrolirani dizajn spoja i ulazna toplina:

  • Koristite dizajn spoja koji minimizira ograničenja i omogućuje dobro prodiranje bez prekomjerne količine zavara.

  • Koristite nisku do srednju ulaznu toplinu. Visoka ulazna toplina povećava veličinu zavarene kupke i razdvajanje nečistoća, što potiče pucanje. Slijedite preporučene parametre proizvođača dodatnog materijala.

• Odaberite ispravan dodatni materijal:

  • Koristite dodatni materijal s "višim svojstvima" koji je dizajniran da otpire pucanju. Na primjer, koristite ERNiCrMo-3 (legura 625) punilo za zavarivanje mnogih uobičajenih nikal-krom legura. Ova punila sadrže elemente poput niobija (Nb) koji pomažu u "liječenju" granica zrna tijekom stvrdnjavanja.

2. Pukotine uslijed smanjene duktilnosti (DDC)

• Kako izgleda: Fine, interkristalne pukotine u zavarenom metalu ili vrlo blizu linije spajanja, koje se obično pojavljuju pri temperaturama znatno ispod temperature stvrdnjavanja.

• Glavni uzrok: To se događa kada je duktilnost zavarenog metala najniža tijekom hlađenja, te ne može izdržati napetosti uzrokovane toplinskim skupljanjem.

Praktična prevencija i rješenja:

• Odaberite puni metal otporan na DDC: Ovo je najučinkovitija strategija. Punila poput ERNiCrFe-7 (FM-52) i ERNiCrCoMo-1 (legura 617) posebno su formulirana s poboljšanom strukturom zrna i kemijskim sastavom kako bi bile otporne na DDC.

• Tehnika zavarivanja s kontrolom:

  • Koristite tanki zavar tehnika umjesto širokog, pletenog zavara. Pleteni zavar povećava ukupni ulaz topline i vrijeme provedeno u kritičnom temperaturnom rasponu gdje je duktilnost niska.

  • Osigurajte dovoljno vremena između prolaza za kontrolu temperature između slojeva (obično ispod 150°C / 300°F za mnoge legure). Time se upravlja termičkim ciklusom naprezanja.

3. Pucanje zbog starjenja pod naprezanjem (SAC)

• Kako izgleda: Pukotine u zoni utjecaja topline (HAZ) nikal-legura s očvršćivanjem taloženjem (PH) (poput legure X-750) nakon termičke obrade nakon zavarivanja (PWHT) ili tijekom rada na visokim temperaturama.

• Glavni uzrok: Zona utjecaja topline očvrsnula je zbog toplinskog ciklusa zavarivanja. Tijekom kasnijeg zagrijavanja (za relaksaciju naprezanja ili PWHT), osnovni materijal jača brže nego što HAZ može popustiti putem puzanja, što uzrokuje pucanje pod ostatak naprezanja.

Praktična prevencija i rješenja:

• Koristite osnovni materijal u stanju žarenja otopine: Osigurajte da je cijev u stanju žarenja otopine prije zavarivanja.

• Izmijenite ciklus PWHT:

  • Što brže zagrijte do temperature starenja kako biste izbjegli zadržavanje u srednjem rasponu temperatura pucanja.

  • U ekstremnim slučajevima, potpuno žarenje otopine nakon zavarivanja (ali prije starenja) može biti potrebno, iako je često nepraktično za velike cjevovode.

• Koristite dodatni metal niske čvrstoće: Upotrijebite dodatni metal mekši od starenog osnovnog metala (npr. AWS ERNiFeCr-1 za leguru X-750). To omogućuje mekšem zavaru da popusti i apsorbira naprezanje, sprječavajući pucanje u toplinski utjecajnoj zoni.

Vaš praktični popis za postupak zavarivanja

Kako biste od samog početka spriječili pucanje, svoj postupak temeljite na ovom popisu:

Što učiniti ako pronađete pukotinu

1. Zaustavite zavarivanje: Ne pokušavajte "zavarivati preko" pukotine.

2. Uklonite pukotinu potpuno: Upotrijebite brusilicu ili pneumatski uređaj za izvlačenje kako biste uklonili cijelu pukotinu. Potvrdite potpuno uklanjanje pomoću inspekcije tekućim penetrantom (PT ili Dye Check).

3. Utvrdivši temeljni uzrok: Je li to bila kontaminacija? Visok ulazni toplinski učinak? Pogrešan dodatni materijal? Ne zavarivajte ponovno dok ne saznate zašto je došlo do pucanja.

4. Ponovno zavarivanje: Nakon što se ukloni uzrok i potpuno ukloni nedostatak, ponovno zavarite područje koristeći ispravnu proceduru.

Zaključak: Radi se o kontroli

Uspješno zavarivanje cijevi od nikal-legure nije pitanje sile; radi se o kontroli i preciznosti. Fokusiranjem na bezgrešnu čistoću , kontrolirani ulaz topline , a odabir ispravnog dodatnog metala , možete dosljedno proizvoditi zdrave, bez pukotina, zavarivače koji će osigurati integritet i dugovječnost vaših visokoučinkovitih sustava cjevovoda.

Uvijek pridržavajte kvalificirane specifikacije postupka zavarivanja (WPS) i ulažite u obuku zavarivača kako bi razumjeli "zašto" iza ovih specifičnih postupaka.