Rezolvarea crăpăturilor frecvente la sudarea țevilor din aliaje de nichel: Ghid practic

Rezolvarea crăpăturilor frecvente la sudarea țevilor din aliaje de nichel: Ghid practic

Sudarea conductelor din aliaje de nichel, cum ar fi cele realizate din Alloy 625, C-276, 400 sau 600, este o sarcină critică în industrii precum procesarea chimică sau extracția offshore de petrol și gaze. Aceste aliaje sunt alese pentru rezistența lor excepțională la coroziune și temperaturi ridicate, dar comportamentul lor la sudare diferă semnificativ față de cel al oțelului carbon sau inoxidabil.

Fisurarea în timpul sau după sudare este o problemă costisitoare și periculoasă. Acest ghid trece peste teorie și oferă o abordare directă și practică pentru prevenirea și rezolvarea fisurilor cele mai frecvente la sudură.

De ce se produc fisuri la aliajele de nichel: Cauzele fundamentale

Înainte de a trece la soluții, înțelegeți cele două cauze principale:

1. Contaminarea: Aliajele de nichel sunt extrem de sensibile la impurități. Chiar și cantități mici de sulf, plumb, fosfor sau alte elemente cu punct de topire scăzut pot provoca fisuri.

2. Tensiuni reziduale mari: Aliajele de nichel au o conductivitate termică mai scăzută și o dilatare termică mai mare decât oțelul carbon. Acest lucru duce la tensiuni reziduale mai mari după sudare, care pot rupe sudura dacă nu sunt gestionate corespunzător.

Identificarea și rezolvarea tipurilor comune de fisuri

1. Fisurarea la cald (fisurare prin solidificare)

• Cum arată: Fisuri intergranulare care apar în metalul de sudură însuși în timpul solidificării. Acestea sunt adesea localizate în centrul cordoanelor de sudură.

• Cauza principală: Contaminarea (din materialul de bază, materialul de adaos sau mediu) sau o compoziție chimică incorectă a sudurii care creează o microstructură susceptibilă.

Prevenire și Soluții Practice:

• Curățenia Meticuloasă este Obligatorie: Aceasta este regula nr. 1.

  • Curățați suprafețele interne și externe ale țevii, rostul de sudură și zonele adiacente cu o perie din oțel inoxidabil dedicată.

  • Dezgresați toate componentele cu un solvent precum acetonă pentru a elimina uleiurile, vopselele și grăsimile. Evitați solvenții clorinați dacă este posibil.

• Controlul Proiectării Îmbinării și al Căldurii Aplicate:

  • Utilizați o proiectare a îmbinării care minimizează restricțiile și permite o bună penetrare fără un volum excesiv de sudură.

  • Utilizați o căldură aplicată scăzută sau medie. O căldură ridicată mărește dimensiunea băii de sudură și separarea impurităților, favorizând apariția crăpăturilor. Urmați parametrii recomandați de producătorul materialului de adaos.

• Alegeți Materialul de Adaos Corect:

  • Utilizați un material de adaos "peste-dimensionat" conceput pentru a rezista la crăpare. De exemplu, utilizați un ERNiCrMo-3 (Aliaj 625) material de adaos pentru sudarea multor aliaje obișnuite de nichel-crom. Aceste materiale de adaos conțin elemente precum niobiul (Nb) care ajută la "vindecarea" limitelor de cristal în timpul solidificării.

2. Fisurarea prin scăderea ductilității (DDC)

• Cum arată: Fisuri fine, intercristaline, în metalul de sudură sau foarte aproape de linia de fuziune, care apar în mod tipic la temperaturi mult mai joase decât cea de solidificare.

• Cauza principală: Apare atunci când ductilitatea metalului de sudură este la cel mai scăzut nivel în timpul răcirii și nu poate rezista tensiunilor datorate contractiei termice.

Prevenire și Soluții Practice:

• Selectați un material de adaos rezistent la DDC: Aceasta este strategia cea mai eficientă. Materialele de adaos precum ERNiCrFe-7 (FM-52) și ERNiCrCoMo-1 (Aliaj 617) sunt formulate în mod special cu o structură de granulație fină și o compoziție chimică care le conferă rezistență la DDC.

• Tehnica de control al sudurii:

  • Folosește un cordon continuu tehnică în locul unui cordon larg, ondulat. Ondularea crește aportul total de căldură și timpul în care metalul se află în intervalul critic de temperatură unde ductilitatea este scăzută.

  • Permiteți un timp suficient între treceri pentru a controla temperatura între straturi (de obicei sub 150°C / 300°F pentru multe aliaje). Acest lucru gestionează ciclul de tensiune termică.

3. Fisurarea prin îmbătrânire sub tensiune (SAC)

• Cum arată: Fisuri în zona afectată termic (ZAT) a aliajelor de nichel cu durificare prin precipitare (PH) (precum Alloy X-750) după tratamentul termic post-sudare (PWHT) sau în timpul exploatării la temperatură ridicată.

• Cauza principală: ZAT este întărită de ciclul termic al sudurii. În timpul încălzirii ulterioare (pentru relaxarea tensiunilor sau PWHT), metalul de bază se întărește mai repede decât poate relua ZAT prin curgere lentă, provocând fisurarea sub tensiuni reziduale.

Prevenire și Soluții Practice:

• Utilizați un material de bază soluționat-annealat: Asigurați-vă că țeava se află în stare soluționat-annealată înainte de sudare.

• Modificați ciclul de PWHT:

  • Încălziți cât mai rapid posibil până la temperatura de îmbătrânire pentru a evita staționarea în intervalul intermediar de temperatură la care apare crăparea.

  • În cazuri extreme, poate fi necesară o recoacere completă de soluționare după sudare (dar înainte de îmbătrânire), deși adesea este dificil de aplicat la sisteme mari de țevi.

• Utilizați un material de adaos cu rezistență scăzută: Utilizați un material de adaos mai moale decât metalul de bază îmbătrânit (de exemplu, AWS ERNiFeCr-1 pentru aliajul X-750). Acest lucru permite metalului de sudură mai moale să curgă și să absoarbă tensiunile, prevenind apariția fisurilor în zona afectată termic.

Lista dvs. practică de verificare a procedurii de sudare

Pentru a preveni apariția fisurilor de la început, construiți procedura pe baza acestei liste de verificare:

Ce trebuie să faceți dacă găsiți o fisură

1. Opriți sudarea: Nu încercați să „sudați peste” o fisură.

2. Eliminați complet fisura: Utilizați o mașină de șlefuit sau un dispozitiv pneumatic de decapare pentru a elimina întreaga fisură. Verificați eliminarea completă folosind o inspecție cu lichid penetrant (PT sau verificare cu vopsea).

3. Identificați cauza principală: A fost din cauza contaminării? A intrării excesive de căldură? A materialului de adaos greșit? Nu re-sudați până nu cunoașteți motivul apariției fisurii.

4. Re-sudare: Odată ce cauza a fost remediată și defectul a fost complet îndepărtat, refaceți sudura zonei utilizând procedura corectă.

Concluzie: Este vorba despre control

Sudarea conductelor din aliaj de nichel nu constă în aplicarea unei forțe brute; este vorba despre control și precizie. Prin concentrarea asupra curățenie impecabilă , introducerea controlată a căldurii , și selectarea materialului de adaos corect , puteți obține în mod constant suduri bune, fără crăpături, care vor asigura integritatea și durabilitatea sistemelor dvs. de conducte de înaltă performanță.

Respectați întotdeauna specificațiile calificate ale procedurii de sudare (WPS) și investiți în instruirea sudorilor pentru a înțelege "motivul" din spatele acestor practici specifice.