Oplossen van veelvoorkomende lasbarsten in nikkellegeringsbuizen: een praktische gids

Oplossen van veelvoorkomende lasbarsten in nikkellegeringsbuizen: een praktische gids

Het lassen van nikkellegeringsbuizen, zoals die gemaakt zijn van Legering 625, C-276, 400 of 600, is een cruciale taak in industrieën variërend van chemische verwerking tot offshore olie en gas. Deze legeringen worden gekozen vanwege hun uitstekende weerstand tegen corrosie en hoge temperaturen, maar hun lasgedrag verschilt duidelijk van koolstofstaal of roestvrij staal.

Barsten tijdens of na het lassen is een kostbaar en gevaarlijk probleem. Deze gids gaat voorbij aan theorie en biedt een directe, praktische aanpak om de meest voorkomende lastrekken te voorkomen en op te lossen.

Waarom nikkellegeringen barsten: de oorzaken

Voordat u inloopt op oplossingen, begrijp eerst de twee belangrijkste oorzaken:

1. Verontreiniging: Nikkellegeringen zijn uiterst gevoelig voor onzuiverheden. Zelfs kleine hoeveelheden zwavel, lood, fosfor of andere elementen met een laag smeltpunt kunnen barsten veroorzaken.

2. Hoge restspanning: Nikkellegeringen hebben een lagere warmtegeleidbaarheid en een hogere thermische uitzetting dan koolstofstaal. Dit leidt tot hogere restspanningen na het lassen, die een lasverbinding kunnen doen openscheuren als ze niet worden beheerd.

Veelvoorkomende barsttypes herkennen en oplossen

1. Warmbarsten (stollingsbarsten)

• Hoe het eruit ziet: Intergranulaire barsten die optreden in het lasmetaal zelf tijdens het stollen. Ze bevinden zich vaak in het midden van de lasnaad.

• Belangrijkste oorzaak: Verontreiniging (afkomstig van het basismateriaal, toevoegmateriaal of omgeving) of een verkeerde laschemie die een gevoelige microstructuur creëert.

Praktische Preventie & Oplossingen:

• Nauwgezette Netheid is Onontbeerlijk: Dit is de nummer 1 regel.

  • Reinig de binnen- en buitenkant van de buis, de lasgroef en aangrenzende gebieden met een speciale roestvrijstalen draadborstel.

  • Ontvet alle onderdelen met een oplosmiddel zoals aceton om alle oliën, verven en vet te verwijderen. Vermijd indien mogelijk gechloreerde oplosmiddelen.

• Controleer de Voegconstructie & Warmte-invoer:

  • Gebruik een voegconstructie die de beperking minimaliseert en goede doordringing toelaat zonder excessief lasvolume.

  • Gebruik een lage tot matige warmte-invoer. Hoge warmte-invoer vergroot de grootte van het smeltbad en de afscheiding van onzuiverheden, wat barrengroei bevordert. Volg de aanbevolen parameters van de fabrikant van het toevoegmateriaal.

• Kies het Juiste Toevoegmateriaal:

  • Gebruik een "over-matched" toevoegmateriaal dat bestand is tegen barrening. Gebruik bijvoorbeeld een ERNiCrMo-3 (Legering 625) vulmateriaal voor het lassen van veelvoorkomende nikkel-chroomlegeringen. Deze vulmaterialen bevatten elementen zoals niobium (Nb) die tijdens het stollen de korrelgrenzen 'helen'.

2. Ductility-Dip Kruimelvorming (DDC)

• Hoe het eruit ziet: Fijne, interkristallijne scheurtjes in het lastoevoegmetaal of vlakbij de smeltlijn, die meestal optreden bij temperaturen ver onder het stolpunt.

• Belangrijkste oorzaak: Dit gebeurt wanneer de ductiliteit van het lastoevoegmetaal tijdens het afkoelen op haar laagste niveau is en het metaal de thermische krimpkrimpspanningen niet kan weerstaan.

Praktische Preventie & Oplossingen:

• Kies een lasvulmateriaal dat bestand is tegen DDC: Dit is de meest effectieve strategie. Vulmaterialen zoals ERNiCrFe-7 (FM-52) en ERNiCrCoMo-1 (Legering 617) zijn speciaal samengesteld met een verfijnde korrelstructuur en chemische samenstelling om DDC te voorkomen.

• Beheerslasmethode:

  • Gebruik een slingerlas techniek in plaats van een breed, heen-en-weer gaand lasbad. Heen-en-weer bewegen verhoogt de totale warmtetoevoer en de tijd die het metaal doorbrengt in het kritieke temperatuurbereik waarin de ductiliteit laag is.

  • Zorg voor voldoende tijd tussen de lagen om de temperatuur tussen de lagen te beheersen (meestal onder de 150°C / 300°F voor veel legeringen). Dit beheerst de thermische spanningscyclus.

3. Rek-ouderdomsbarsten (SAC)

• Hoe het eruit ziet: Barsten in de warmtebeïnvloede zone (WBZ) van uithardende nikkellegeringen (PH) (zoals Legering X-750) na nabehandeling na het lassen (PWHT) of tijdens gebruik bij hoge temperaturen.

• Belangrijkste oorzaak: De WBZ wordt gehard door de warmtecyclus tijdens het lassen. Tijdens latere verwarming (voor spanningsverlaging of PWHT) verstevigt het basismetaal sneller dan de WBZ kan ontspannen via kruip, waardoor barsten optreden onder restspanning.

Praktische Preventie & Oplossingen:

• Gebruik een geannulleerd basismateriaal: Zorg ervoor dat de buis in geannulleerde toestand is voor het lassen.

• Wijzig de PWHT-cyclus:

  • Verwarm zo snel mogelijk tot de verouderingstemperatuur om te voorkomen dat het materiaal in het tussenliggende barsttemperatuurbereik blijft stilstaan.

  • In extreme gevallen kan een volledige oplossingsglans na het lassen (maar vóór de veroudering) noodzakelijk zijn, hoewel dit vaak onpraktisch is voor grote leidingsystemen.

• Gebruik een lasdraad met lage sterkte: Gebruik een lasmateriaal dat zachter is dan het uitgeharde basismetaal (bijvoorbeeld AWS ERNiFeCr-1 voor Legering X-750). Dit zorgt ervoor dat het zachtere lasmetaal plastisch vervormt en de spanning opneemt, waardoor scheurvorming in de warmtebeïnvloede zone wordt voorkomen.

Uw Praktische Lassenprocedure Checklist

Om scheuren vanaf het begin te voorkomen, bouw uw procedure rond deze checklist:

Wat te doen als u een barst vindt

1. Stop met lassen: Probeer niet om een barst 'door te lassen'.

2. Verwijder de barst volledig: Gebruik een slijpmachine of pneumatische groefbeitel om de gehele barst te verwijderen. Controleer volledige verwijdering met behulp van een penetrantonderzoek (PT of kleurstofcontrole).

3. Bepaal de oorzaak: Was het verontreiniging? Te hoge warmte-inbreng? De verkeerde vulstof? Begin niet opnieuw te lassen totdat u weet waarom de barst is ontstaan.

4. Opnieuw lassen: Zodra de oorzaak is verholpen en het defect volledig is verwijderd, moet het gebied opnieuw worden gelast volgens de juiste procedure.

Conclusie: Het draait om controle

Het succesvol lassen van leidingen van nikkellegering draait niet om brute kracht; het draait om controle en precisie. Door te focussen op impeccabele schoonmaak , gecontroleerde warmtetoevoer , en de keuze van de juiste toevoegmetaalsoort , kunt u consequent foute vrije, scheurvrije lassen produceren die de integriteit en levensduur van uw hoogwaardige leidingsystemen waarborgen.

Houd altijd strikt vast aan gekwalificeerde lastechnische voorschriften (WPS) en investeer in opleiding voor lassers om het 'waarom' achter deze specifieke werkwijzen te begrijpen.