Nerđajući čelik za posude pod pritiskom i njegove karakteristike zavarivanja
Takozvani nerđajući čelik se odnosi na dodavanje određene količine hroma u čelik, tako da je čelik u pasivnom stanju i ima karakteristike da ne rđa. Da bi se postigla ova svrha, njegov sadržaj hroma mora biti iznad 12 posto. Kako bi se poboljšala pasivizacija čelika, nehrđajući čelik često se dodaju elementi poput nikla i molibdena koji mogu pasivizirati čelik. Općenito nazvan nehrđajući čelik je zapravo opći naziv za nehrđajući čelik i čelik otporan na kiseline. Nehrđajući čelik nije nužno otporan na kiseline, a čelik otporan na kiseline općenito ima dobra svojstva nehrđajućeg čelika. Nehrđajući čelik se može podijeliti u četiri kategorije prema strukturi čelika, a to su austenitni nehrđajući čelik, feritni nehrđajući čelik, martenzitni nehrđajući čelik i austenitno-feritni dupleks nehrđajući čelik.
1. Austenitni nehrđajući čelik i njegove karakteristike zavarivanja
Austenitni nehrđajući čelik je najčešće korišteni nehrđajući čelik, a tip s visokim sadržajem Cr-Ni je najčešći. Trenutno se austenitni nerđajući čelik može grubo podijeliti na Cr18-Ni8 tip, Cr25-Ni20 tip i Cr25-Ni35 tip. Austenitni nehrđajući čelik ima sljedeće karakteristike zavarivanja:
① Zavarivanje vruće napuknutog austenitnog nehrđajućeg čelika ima malu toplinsku provodljivost i veliki koeficijent linearnog širenja, tako da je tokom procesa zavarivanja vrijeme zadržavanja zavarenog spoja na visokim temperaturama duže, a zavar je lako formirati krupno stupasto zrno struktura. Ako je sadržaj nečistoća kao što su sumpor, fosfor, kalaj, antimon i niobij visok, između zrnaca će se formirati eutektika niske tačke topljenja i lako će se formirati pukotine u zavaru kada je zavareni spoj izložen visokim zatezni napon. U zoni toplotnog uticaja nastaju pukotine od ukapljivanja, koje sve pripadaju toplotnim pukotinama zavarivanja. Najefikasniji način za sprečavanje vrućih pukotina je smanjenje elemenata nečistoća koji su skloni stvaranju eutektika niske tačke topljenja u čeliku i potrošnom materijalu za zavarivanje i da hrom-nikl austenitni nerđajući čelik sadrži 4 do 12 posto feritne strukture.
② Intergranularna korozija Prema teoriji iscrpljivanja hroma, taloženje krom karbida na intergranularnoj površini, što rezultira iscrpljivanjem hroma na granici zrna je glavni uzrok intergranularne korozije. Stoga je odabir potrošnog materijala za zavarivanje s ultra niskim sadržajem ugljika ili potrošnog materijala za zavarivanje koji sadrži stabilizirajuće elemente kao što su niobij i titanij glavna mjera za sprječavanje intergranularne korozije.
③ Pucanje od korozije pod naprezanjem Pucanje od korozije pod naprezanjem obično se manifestuje kao krhki lom, a proces oštećenja traje kratko, tako da je šteta ozbiljna. Glavni uzrok korozionog pucanja austenitnog nerđajućeg čelika je zaostalo naprezanje zavarivanja. Promjene strukture zavarenih spojeva ili postojanje koncentracije napona, te koncentracija lokalnog korozionog medija također su razlozi koji utječu na pucanje korozije pod naponom.
④ σ faza krhkosti zavarenih spojeva σ faza je vrsta krhkog i tvrdog intermetalnog spoja, koji se uglavnom skuplja u granicama zrna stupastih zrna. I faza i δ faza mogu proći kroz σ fazni prijelaz. Na primjer, kada se zavar tipa Cr25Ni20 zagrije na 800° ~ 900°, doći će do snažne →δ transformacije. Za krom-nikl austenitni nehrđajući čelik, posebno krom-nikl-molibden nehrđajući čelik, δ→σ fazna transformacija je sklona pojavljivanju, uglavnom zato što elementi hroma i molibdena imaju očiglednu sigma transformaciju, kada δ sadržaj ferita u šavu prelazi At 12 posto , transformacija δ→σ je vrlo očigledna, što rezultira očiglednim krhkošću metala šava, zbog čega površinski sloj na unutrašnjem zidu reaktora za hidrogenaciju vrućeg zida kontrolira sadržaj δ ferita od 3 do 10 posto. razlog.
2. Feritni nerđajući čelik i njegove karakteristike zavarivanja
Feritni nehrđajući čelik je podijeljen u dvije kategorije: obični feritni nehrđajući čelik i ultra čisti feritni nehrđajući čelik. Među njima, obični feritni nehrđajući čelik ima tip Cr12 ~ Cr14, kao što su 00Cr12, 0Cr13Al; Cr16 ~ Cr18 tip, kao što je 1Cr17Mo; Cr25 ~ 30 tip.
Zbog visokog sadržaja ugljika i dušika u običnom feritnom nehrđajućem čeliku, teško ga je obraditi i zavariti, a otpornost na koroziju je teško garantirati, pa je upotreba ograničena. U ultra čistom feritnom nehrđajućem čeliku, ugljik i dušik u čeliku su strogo kontrolirani. Ukupna količina azota se općenito kontrolira na tri nivoa od 0.035 posto do 0.045 posto, 0.030 posto, i 0,010 posto do 0,015 posto. Istovremeno, dodaju se neophodni elementi za legiranje kako bi se dodatno poboljšala otpornost na koroziju i sveobuhvatne performanse čelika. U usporedbi s običnim feritnim nehrđajućim čelikom, ultra čisti feritni nehrđajući čelik sa visokim kromom ima dobru otpornost na jednoličnu koroziju, pitting koroziju i naponsku koroziju, te se široko koristi u petrohemijskoj opremi. Feritni nehrđajući čelik ima sljedeće karakteristike zavarivanja:
① Pod dejstvom visoke temperature zavarivanja, zrna u zoni zahvaćenom toplotom gde temperatura grejanja dostiže iznad 1000 stepeni, posebno u oblasti blizu šava, će brzo rasti. Čak i ako se brzo ohladi nakon zavarivanja, dolazi do naglog smanjenja žilavosti i visoke sklonosti intergranularnoj koroziji.
② Sam feritni čelik ima veći sadržaj hroma, više štetnih elemenata kao što su ugljik, dušik, kisik, itd., višu temperaturu lomljivog prijelaza i jaču osjetljivost na zareze. Stoga je krhkost nakon zavarivanja ozbiljnija.
③ Kada se zagreva i polako hladi na 400 stepeni ~ 600 stepeni tokom dužeg vremena, doći će do krhkosti na 475 stepeni, što će ozbiljno smanjiti žilavost na sobnoj temperaturi. Nakon dugog zagrijavanja na 550°C ~ 820°C, σ faza se lako istaloži iz ferita, a njegova plastičnost i žilavost se također značajno smanjuju.
3. Martenzitni nerđajući čelik i njegove karakteristike zavarivanja
Martenzitni nehrđajući čelik se može podijeliti na Cr13 tipa martenzitni nehrđajući čelik, niskougljični martenzitni nehrđajući čelik i super martenzitni nehrđajući čelik. Cr13 tip ima opće antikorozivne performanse. Od martenzitnog nerđajućeg čelika na bazi Cr12-, zbog dodatka nikla, molibdena, volframa, vanadijuma i drugih legirajućih elemenata, ne samo da ima određenu otpornost na koroziju, već ima i visoku čvrstoću na visoke temperature i otpornost na visoke temperature . Oksidacijska svojstva.
Karakteristike zavarivanja martenzitnog nerđajućeg čelika: Cr13 tip martenzitnog nerđajućeg čelika zavareni šav i zona uticaja toplote imaju posebno veliku tendenciju ka stvrdnjavanju, a zavareni spoj može dobiti tvrdi i krhki martenzit pod uslovima hlađenja vazduhom. Pod dejstvom zavarivanja lako se pojavljuju hladne pukotine zavarivanja. Kada je brzina hlađenja mala, grubi feritni i intergranularni karbidi će se formirati u području blizu šava i metala vara, što će značajno smanjiti plastičnost i žilavost spoja.
Nakon hlađenja zavarenih i toplinski pogođenih zona od niskougljičnog i supermartenzitnog nehrđajućeg čelika, svi se pretvaraju u niskougljični martenzit, ali nema očigledne pojave stvrdnjavanja i imaju dobre performanse zavarivanja.
Izbor potrošnog materijala za zavarivanje posuda pod pritiskom od nehrđajućeg čelika
1. Izbor austenitnog nehrđajućeg čelika potrošnog materijala za zavarivanje
Princip izbora austenitnog nehrđajućeg čelika potrošnog materijala za zavarivanje je osigurati da otpornost na koroziju i mehanička svojstva metala šava budu u osnovi jednaki ili više od onih osnovnog metala pod uvjetom da nema pukotina. match. Za austenitni nehrđajući čelik otporan na koroziju, općenito je poželjno da sadrži određenu količinu ferita, koji ne samo da može osigurati dobru otpornost na pucanje, već ima i dobru otpornost na koroziju. Međutim, u nekim specijalnim medijima, kao što je metal šava urea opreme, ferit ne smije postojati, inače će njegova otpornost na koroziju biti smanjena. Kod austenitnih čelika otpornih na toplinu treba uzeti u obzir kontrolu sadržaja ferita u metalu šava. Za austenitne čelične zavarene spojeve koji rade na visokoj temperaturi dugo vremena, sadržaj ferita u metalu šava ne bi trebao biti veći od 5 posto. Čitaoci mogu procijeniti odgovarajući sadržaj ferita prema ekvivalentu hroma i ekvivalentu nikla u metalu šava prema Schaeffler dijagramu.
slika
2. Izbor feritnog potrošnog materijala za zavarivanje nerđajućeg čelika
U osnovi postoje tri vrste feritnog nerđajućeg čelika za zavarivanje: 1) potrošni materijal za zavarivanje čiji sastav u osnovi odgovara osnovnom metalu; 2) austenitni potrošni materijal za zavarivanje; 3) potrošni materijal za zavarivanje na bazi legura nikla, koji se retko koristi zbog visoke cene.
Potrošni materijal za zavarivanje od feritnog nehrđajućeg čelika može biti napravljen od materijala koji je ekvivalentan osnovnom metalu, ali kada je stepen ograničenosti veliki, lako se mogu pojaviti pukotine. Toplinska obrada može se koristiti nakon zavarivanja za vraćanje otpornosti na koroziju i poboljšanje plastičnosti spoja. Upotreba austenitnog potrošnog materijala za zavarivanje može izbjeći predgrijavanje i termičku obradu nakon zavarivanja, ali za različite čelike koji ne sadrže stabilne elemente i dalje postoji senzibilizacija zone utjecaja topline, a 309 i 310 krom-nikl austenitni potrošni materijali za zavarivanje su uobičajeni. korišteno. Za čelik Cr17 može se koristiti i potrošni materijal za zavarivanje 308. Potrošni materijali za zavarivanje s visokim sadržajem legure su korisni za poboljšanje plastičnosti zavarenih spojeva. Austenitni ili austenitno-feritni metal šava je u osnovi jak kao i feritni osnovni metal, ali u nekim korozivnim medijima, otpornost na koroziju šava može biti vrlo različita od otpornosti osnovnog metala. Obratite pažnju pri odabiru materijala za zavarivanje.
3. Izbor potrošnog materijala za zavarivanje martenzitnog nerđajućeg čelika
Kod nehrđajućeg čelika, martenzitni nehrđajući čelik može se podesiti toplinskom obradom. Stoga, kako bi se osigurali zahtjevi za performanse, posebno za martenzitni nehrđajući čelik otporan na toplinu, sastav šava treba biti što je moguće bliži sastavu osnovnog metala. Kako bi se spriječile hladne pukotine, mogu se koristiti i austenitni potrošni materijali za zavarivanje, a čvrstoća šava u ovom trenutku mora biti manja od one kod osnovnog metala.
Kada je sastav šava sličan onom osnovnog metala, zavar i zona zahvaćena toplotom će istovremeno očvrsnuti i postati krhki, a u zoni toplotnog uticaja će se pojaviti zona omekšavanja. Kako bi se spriječilo hladno pucanje, komponente debljine veće od 3 mm često se moraju prethodno zagrijati, a često je potrebna toplinska obrada nakon zavarivanja kako bi se poboljšale performanse spoja. Budući da su koeficijent toplinskog širenja metala šava i osnovnog metala u osnovi isti, moguće je potpuno eliminirati zavar nakon termičke obrade. stres.
slika
Kada se radni komad ne smije prethodno zagrijati ili termički obraditi, može se odabrati austenitni zavareni šav. Budući da zavareni šav ima visoku plastičnost i žilavost, može opustiti napon zavarivanja i može otopiti više vodika, čime se smanjuje naprezanje spoja. Sklonost pucanju na hladno, ali spojevi s neravnim materijalima, zbog različitih koeficijenata toplinskog širenja, mogu stvoriti posmično naprezanje u zoni fuzije pod radnom okolinom cirkulirajuće temperature, što rezultira kvarom spoja.
Za jednostavan martenzitni čelik tipa Cr13, kada se ne koristi zavar sa austenitnom strukturom, nema puno prostora za podešavanje sastava šava, koji je generalno isti kao matrica osnovnog metala, ali štetne nečistoće kao što su S, P i Si mora biti ograničen. Si može potaknuti stvaranje grubog martenzita u zavarenim spojevima Cr13 martenzitnog čelika. Smanjenje sadržaja C je korisno za smanjenje otvrdljivosti, a postojanje male količine elemenata kao što su Ti, N ili Al u zavaru također može oplemeniti zrna i smanjiti otvrdljivost.
Za višekomponentni legirani martenzitni čelik toplinske čvrstoće na bazi Cr12-, glavna namjena je otpornost na toplinu, a austenitni potrošni materijali za zavarivanje se obično ne koriste, a očekuje se da će sastav šava biti blizak osnovnom metalu. Prilikom prilagođavanja sastava mora se voditi računa da se u šavu ne pojavi feritna faza, jer je to veoma štetno po performanse, jer su glavne komponente martenzitnog toplotno otpornog čelika na bazi Cr13- uglavnom feritni elementi ( kao što su Mo, Nb, W, V, itd.), kako bi se osiguralo da je cijela struktura ujednačen martenzit, mora biti izbalansiran sa austenitnim elementima, odnosno moraju postojati odgovarajući elementi kao što su C, Ni, Mn, i N.
Martenzitni nehrđajući čelik ima vrlo visoku sklonost hladnom pucanju, pa je potrebno striktno održavati nizak vodonik, čak i ultraniski vodonik, i na to treba obratiti pažnju pri odabiru materijala za zavarivanje.
Ključne tačke zavarivanja nerđajućeg čelika za posude pod pritiskom
1. Ključne točke austenitnog zavarivanja nehrđajućeg čelika
Općenito, austenitni nehrđajući čelici imaju odličnu zavarljivost. Gotovo sve metode zavarivanja fuzijom mogu se koristiti za zavarivanje austenitnog nehrđajućeg čelika, a termofizička svojstva i karakteristike mikrostrukture austenitnog nehrđajućeg čelika određuju ključne točke njegovog procesa zavarivanja.
① Zbog male toplinske provodljivosti i velikog koeficijenta toplinskog širenja austenitnog nehrđajućeg čelika, lako je proizvesti velike deformacije i naprezanje zavarivanja tijekom zavarivanja, tako da metodu zavarivanja s koncentriranom energijom zavarivanja treba odabrati što je više moguće.
② Zbog male toplotne provodljivosti austenitnog nerđajućeg čelika, može postići veću dubinu prodiranja od niskolegiranog čelika pod istom strujom. Istovremeno, zbog svoje visoke otpornosti, kako bi se izbjeglo crvenilo elektrode tijekom elektrolučnog zavarivanja, struja zavarivanja je manja od struje zavarivanja od ugljičnog čelika ili niskolegiranih čeličnih elektroda istog promjera.
③ Specifikacije zavarivanja. Općenito ne koristite veliku ulaznu energiju za zavarivanje. Za zavarivanje elektrodama preporučljivo je koristiti elektrode malog promjera za brzo višeprolazno zavarivanje. Za zavarene šavove visoke zahtjeve, čak sipajte hladnu vodu kako biste ubrzali hlađenje. Za čisti austenitni nehrđajući čelik i super austenitni nehrđajući čelik, zbog osjetljivosti na termičke pukotine. Ako je velika, energija linije zavarivanja treba biti strogo kontrolirana kako bi se spriječio ozbiljan rast zrnaca zavara i pojava vrućih pukotina zavarivanja.
④ Kako bi se poboljšala otpornost na termičko pucanje i otpornost na koroziju zavara, posebnu pažnju treba obratiti na čistoću područja zavarivanja tokom zavarivanja kako bi se spriječilo prodiranje štetnih elemenata u zavar.
⑤ Austenitni nerđajući čelik generalno ne zahteva prethodno zagrevanje tokom zavarivanja. Kako bi se spriječio rast zrna i taloženje karbida u zavarenom šavu i zoni utjecaja topline, te osigurala plastičnost, žilavost i otpornost na koroziju zavarenog spoja, treba kontrolisati nižu temperaturu međusloja, koja obično ne prelazi 150 stepeni.
2. Feritne tačke zavarivanja nerđajućeg čelika
Feritni nerđajući čelik ima relativno više elemenata koji formiraju ferit, relativno manje elemenata koji formiraju austenit, a materijal ima manju sklonost ka stvrdnjavanju i hladnom pucanju. Pod dejstvom termičkog ciklusa zavarivanja feritnog nerđajućeg čelika, zrna u zoni toplotnog uticaja očigledno rastu, a žilavost i plastičnost spoja naglo opadaju. Stepen rasta zrna u zoni toplotnog uticaja zavisi od maksimalne temperature postignute tokom zavarivanja i vremena njegovog zadržavanja. Stoga, pri zavarivanju feritnog nerđajućeg čelika treba što više koristiti malu linijsku energiju, odnosno metodu koncentracije energije, kao što je mala struja TIG, ručno zavarivanje elektrodama malog prečnika itd. kao što su žljeb uskog razmaka, velika brzina zavarivanja i višeslojno zavarivanje treba usvojiti što je više moguće, a temperaturu između slojeva treba strogo kontrolirati.
Zbog efekta toplotnog ciklusa zavarivanja, općenito feritni nehrđajući čelik je senzibiliziran u visokotemperaturnoj zoni zone utjecaja topline, a u nekim medijima se javlja intergranularna korozija. Nakon zavarivanja, žari se na 700~850 stepeni kako bi se homogenizovao hrom i obnovila njegova otpornost na koroziju.
Običan feritni nerđajući čelik sa visokim sadržajem hroma može se zavariti elektrodnim zavarivanjem, zavarivanjem zaštićenim gasom, zavarivanjem pod vodom i drugim metodama zavarivanja. Zbog inherentne niske plastičnosti visokohromiranog čelika, kao i rasta zrna u zoni toplotnog uticaja i akumulacije karbida i nitrida na granicama zrna uzrokovanih ciklusima toplote zavarivanja, plastičnost i žilavost zavarenih spojeva su veoma nisko. Pukotine će se vjerovatno pojaviti kada se koriste potrošni materijali za zavarivanje sličnog hemijskog sastava kao i osnovni metal, a stepen ograničenja je velik. Da bi se spriječile pukotine i poboljšala plastičnost spojeva i otpornost na koroziju, na primjeru zavarivanja elektrodama, mogu se poduzeti sljedeće tehnološke mjere.
① Prethodno zagrijati na oko 100 ~ 150 stepeni da zavarite materijal u čvrstom stanju. Što je veći sadržaj hroma, to bi trebala biti viša temperatura predgrijavanja.
② Zavarivanje sa malom ulaznom energijom i bez zamaha. Tokom višeslojnog zavarivanja, temperatura između slojeva treba da se kontroliše da ne bude viša od 150 stepeni, a kontinuirano zavarivanje ne bi trebalo da se koristi za smanjenje efekata visokotemperaturne krtosti i 475 stepeni.
③ Nakon zavarivanja, žarenje na 750 ~ 800 stepeni može vratiti otpornost na koroziju i poboljšati plastičnost spoja zbog sferoidizacije karbida i ujednačene distribucije hroma. Nakon žarenja, treba ga brzo ohladiti kako bi se spriječila pojava σ faze i lomljivosti na 475 stepeni.
3. Martenzitne točke zavarivanja nehrđajućeg čelika
Za martenzitni nehrđajući čelik tipa Cr13, kada se za zavarivanje koriste elektrode od istog materijala, kako bi se smanjila osjetljivost hladnih pukotina i osigurala plastičnost i žilavost zavarenih spojeva, treba odabrati elektrode sa niskim sadržajem vodika i poduzeti sljedeće mjere uzeti u isto vrijeme:
① Zagrijati. Temperatura predgrijavanja raste sa povećanjem sadržaja ugljika u čeliku, uglavnom u rasponu od 100 do 350 stepeni.
② Nakon zagrijavanja. Za zavarene spojeve s visokim sadržajem ugljika ili visokim ograničenjem, mjere naknadnog zagrijavanja moraju se poduzeti nakon zavarivanja kako bi se spriječile pukotine izazvane zavarivanjem vodonikom.
③ Termička obrada nakon zavarivanja. Da bi se poboljšala plastičnost, žilavost i otpornost na koroziju zavarenih spojeva, temperatura termičke obrade nakon zavarivanja je općenito 650°C ~ 750°C, a vrijeme držanja se računa kao 1h / 25mm.
Za super i niskougljični martenzitni nehrđajući čelik mjere predgrijavanja općenito nisu potrebne. Kada je stepen zadržavanja veliki ili je sadržaj vodonika u zavaru visok, preduzimaju se mere predgrevanja i naknadnog zagrevanja. Temperatura predgrijavanja je općenito 100°C ~ 150°C, temperatura toplinske obrade nakon zavarivanja je 590 ~ 620°C. Za martenzitne čelike s većim sadržajem ugljika. Ili kada je teško provesti predgrijavanje i toplinsku obradu nakon zavarivanja, a spojevi su vrlo ograničeni, austenitni potrošni materijali za zavarivanje se također mogu koristiti u inženjeringu kako bi se poboljšala plastičnost i žilavost zavarenih spojeva i spriječilo stvaranje pukotina. Ali u ovom trenutku, kada je metal šava austenit ili na bazi austenita, to je zapravo podudarnost niske čvrstoće u poređenju sa čvrstoćom osnovnog metala, a metal šava i osnovni metal se razlikuju po hemijskom sastavu, metalografskoj strukturi, termički Fizička i mehanička svojstva su vrlo različita, a zaostalo naprezanje zavarivanja je neizbježno, što može lako uzrokovati koroziju pod naponom ili oštećenje puzanja pri visokim temperaturama.
Zavarivanje dupleks nerđajućeg čelika
1. Vrste dupleks nerđajućeg čelika
Dupleks nerđajući čelik ima austenit plus ferit dupleks strukturu, a sadržaj dvofazne strukture
U osnovi isti, tako da ima karakteristike austenitnog nerđajućeg čelika i feritnog nerđajućeg čelika. Granica tečenja može doseći 400Mpa ~ 550MPa, što je dvostruko više od običnog austenitnog nehrđajućeg čelika. U usporedbi s feritnim nehrđajućim čelikom, dupleks nehrđajući čelik ima visoku žilavost, nisku temperaturu krtog prijelaza, značajno poboljšanu međugranularnu otpornost na koroziju i performanse zavarivanja; istovremeno zadržava neke karakteristike feritnog nerđajućeg čelika, kao što su lomljivost od 475 stepeni, toplotna visoka provodljivost, mali koeficijent linearne ekspanzije, superplastičnost i magnetizam. U usporedbi s austenitnim nehrđajućim čelikom, čvrstoća dupleksnog nehrđajućeg čelika je visoka, posebno je značajno poboljšana čvrstoća tečenja, a performanse otpornosti na koroziju, otpornost na koroziju pod naponom i otpornost na korozijski zamor su također značajno poboljšane.
Dupleks nerđajući čelik je klasifikovan prema svom hemijskom sastavu, a može se podeliti u četiri tipa: tip Cr18, Cr23 (bez Mo), Cr22 tip i Cr25 tip. Za Cr25 duplex nehrđajući čelik, može se podijeliti na uobičajeni tip i super duplex nehrđajući čelik, među kojima su tip Cr22 i tip Cr25 naširoko korišteni posljednjih godina. Većina dupleks nerđajućeg čelika koji se koristi u mojoj zemlji proizvodi se u Švedskoj, a specifične klase su: 3RE60 (tip Cr18), SAF2304 (tip Cr23), SAF2205 (tip Cr22), SAF2507 (tip Cr25).
2. Karakteristike zavarivanja dupleks nerđajućeg čelika
① Duplex nerđajući čelik ima dobru zavarljivost. Nije lako lomiti zonu zahvaćenu toplotom tokom zavarivanja kao što je feritni nerđajući čelik, niti je lako proizvesti vruće pukotine zavarivanjem kao što je austenitni nerđajući čelik. Međutim, budući da ima veliku količinu ferita, kada je krutost visoka ili je sadržaj vodonika u zavaru visok, mogu se pojaviti pukotine pri hlađenju vodikom, pa je vrlo važno strogo kontrolirati izvor vodonika.
② Kako bi se osigurale karakteristike dvofaznog čelika, osiguravanje odgovarajućeg udjela austenita i ferita u strukturi zavarenog spoja je ključ za zavarivanje ove vrste čelika. Kada je brzina hlađenja spoja nakon zavarivanja spora, sekundarna promjena faze δ→ je relativno dovoljna, tako da se dupleksna struktura sa relativno odgovarajućim omjerom faza može dobiti na sobnoj temperaturi, što zahtijeva odgovarajući veliki unos topline zavarivanja tokom zavarivanja. . U suprotnom, ako je brzina hlađenja nakon zavarivanja velika, δ feritna faza će se povećati, što će rezultirati ozbiljnim smanjenjem plastičnosti, žilavosti i otpornosti na koroziju spoja.
3. Izbor dupleks potrošnog materijala za zavarivanje nerđajućeg čelika
Potrošni materijal za zavarivanje dupleks nerđajućeg čelika, koji se odlikuje po tome što je struktura šava dupleksna struktura u kojoj dominira austenit, a sadržaj glavnih elemenata otpornih na koroziju (hrom, molibden itd.) je ekvivalentan osnovnom metalu, pa je osiguravajući istu otpornost na koroziju kao i obični metalni pol. Kako bi se osigurao sadržaj austenita u šavu, obično se povećava sadržaj nikla i dušika, odnosno povećava se ekvivalent nikla za oko 2 do 4 posto. U osnovnom materijalu od nehrđajućeg čelika za dupleks, općenito postoji određena količina dušika, a određena količina dušika se očekuje i u potrošnom materijalu za zavarivanje, ali općenito ne bi trebao biti previsok, inače će doći do pora. Na taj način je visok sadržaj nikla postao glavna razlika između materijala za zavarivanje i osnovnog metala.
Prema različitim zahtjevima otpornosti na koroziju i žilavosti spoja, odaberite elektrodu koja odgovara kemijskom sastavu osnovnog metala, kao što je zavarivanje Cr22 duplex nehrđajućeg čelika, možete odabrati Cr22Ni9Mo3 elektrodu, kao što je E2209 elektroda. Kada se koriste kisele elektrode, uklanjanje šljake je dobro i oblik vara je lijep, ali je udarna žilavost niska. Kada se zahtijeva da metal šava ima visoku udarnu žilavost i potrebno je zavarivanje u svim pozicijama, treba koristiti alkalne elektrode. Osnovne elektrode se obično koriste kada se zavaruje podloga korijena. Kada postoje posebni zahtjevi za otpornost na koroziju metala šava, također treba koristiti osnovne elektrode sa super duplex čeličnim komponentama.
Za čvrstu žicu za zavarivanje zaštićenu plinom, istovremeno osiguravajući da metal šava ima dobru otpornost na koroziju i mehanička svojstva, također treba obratiti pažnju na njegove performanse procesa zavarivanja. Za žicu sa punjenom jezgrom, kada se zahteva da oblik zavare bude lep, rutil ili titan. Za žicu sa punjenom jezgrom tipa kalcijum, kada je potrebna veća udarna žilavost ili zavarivanje u uslovima većeg ograničenja, žica sa punjenom jezgrom veće alkalnosti treba biti korišteno.
Za zavarivanje pod vodom, preporučljivo je koristiti žicu za zavarivanje manjeg prečnika za realizaciju višeslojnog i višeprolaznog zavarivanja prema malim i srednjim specifikacijama zavarivanja, kako bi se sprečilo krhkost zone zavarivanja i metala šava. i koristite odgovarajući alkalni fluks.
4. Tačke zavarivanja od dupleks nerđajućeg čelika
① Kontrola toplotnog procesa zavarivanja Toplotna energija zavarivanja, temperatura međusloja, predgrijavanje i debljina materijala će uticati na brzinu hlađenja tokom zavarivanja, čime će utjecati na strukturu i performanse vara i zone utjecaja topline. Prebrza ili prespora brzina hlađenja će uticati na žilavost i otpornost na koroziju zavarenih spojeva dupleks čelika. Kada je brzina hlađenja prebrza, to će uzrokovati prekomjerni sadržaj faze i povećati taloženje Cr2N. Ako je brzina hlađenja suviše spora, kristalna zrna će biti jako gruba, pa čak i neka krhka intermetalna jedinjenja, kao što je σ faza, mogu se istaložiti. Tabela 1 navodi neke preporučene energije linija za zavarivanje i temperaturne opsege međuprolaza. Prilikom odabira energije linije treba uzeti u obzir i specifičnu debljinu materijala. Gornja granica energije linije u tabeli je pogodna za debele ploče, a donja granica je pogodna za tanke ploče. Prilikom zavarivanja dupleks čelika sa 25 posto ω(Cr) i super nerđajućeg čelika sa visokim sadržajem legure, kako bi se postigla najbolja svojstva metala šava, preporučuje se da se maksimalna međuprolazna temperatura kontroliše na 100 stepeni. Kada je potrebna toplinska obrada nakon zavarivanja, temperatura međuprolaza možda neće biti ograničena.
② Toplinska obrada nakon zavarivanja Najbolje je ne obrađivati dupleks nehrđajući čelik nakon zavarivanja, ali kada sadržaj faze u zavarenom stanju premašuje zahtjev ili kada se štetne faze, kao što je σ faza, talože, nakon zavarivanja Toplinska obrada zavara može se koristiti za poboljšanje. Metoda termičke obrade koja se koristi je gašenje vodom. Tokom termičke obrade, zagrijavanje treba biti što je brže moguće, a vrijeme zadržavanja na temperaturi toplinske obrade je 5 ~ 30 min, što bi trebalo biti dovoljno da se uspostavi ravnoteža faza. Oksidacija metala je veoma ozbiljna tokom termičke obrade, pa treba uzeti u obzir zaštitu inertnog gasa. Za dvofazni čelik sa 22 procenta ω (Cr), termičku obradu treba izvesti na temperaturi od 1050°C ~ 1100°C, dok dvofazni čelik i superdvofazni čelik sa 25% ω (Cr ) zahtevaju termičku obradu na temperaturi od 1070 stepeni C ~ 1120 stepeni C Izvršite termičku obradu.
Primjer zavarivanja posude pod pritiskom od nehrđajućeg čelika
Fleš rezervoar prečnika 800mm i debljine zida 10mm je napravljen od 0Cr18Ni9.
ilustrirati:
① Prečnik cilindra je 800 mm, a zavarivač može da buši u cilindar radi zavarivanja. Stoga su uzdužni i kružni šavovi cilindra zavareni s obje strane elektrodnim lučnim zavarivanjem.
② Na ovoj opremi nema rupe, tako da se završni zavar može zavariti samo izvana. Kako bi se osigurao kvalitet zavarivanja, TIG zavarivanje se koristi kao podloga. Međutim, stražnji metal će biti oksidiran tijekom argon-lučnog zavarivanja nehrđajućeg čelika. U prošlosti se za zaštitu mogla koristiti samo metoda punjenja argonom na poleđini. nije dobro. Kako bi riješio ovu poteškoću u procesu, Odsjek za zavarivanje kompanije Nippon Oil & Fat Company razvio je i proizveo leđnu samozaštitnu TIG žicu za zavarivanje od nehrđajućeg čelika, koja je žica za zavarivanje sa posebnim premazom, a premaz (tj. ) će nakon topljenja prodrijeti u rastopljeni bazen. Na poleđini se formira gusti zaštitni sloj, koji je ekvivalentan ulozi premaza elektrode. Upotreba ove žice za zavarivanje je potpuno ista kao kod obične TIG žice za zavarivanje, a premaz neće utjecati na prednji luk i oblik rastopljenog bazena, što uvelike smanjuje troškove zavarivanja argon-lučnog zavarivanja nehrđajućeg čelika. U ovoj opremi, ako se koristi stražnja argonska zaštita, otpad argona je ozbiljan, pa se koristi samozaštitna žica za zavarivanje.
③ Za kutne zavarene spojeve između spojne cijevi i ravne prirubnice za zavarivanje, te između spojne cijevi i školjke, s obzirom na oblik i uslove zavarivanja zavarenih spojeva na ovom dijelu, obično se koristi zavarivanje elektrodom. Ako je promjer priključne cijevi premali, kako bi se smanjila težina zavarivanja, može se koristiti i TIG zavarivanje.
④ Ugaoni zavar između nosača i školjke je zavar bez pritiska, a koristi se zavarivanje zaštićeno gasom (zaštitni gas je čisti CO2), koji ima visoku efikasnost i dobar oblik vara. TFW-308L je vrsta potrošnog materijala za zavarivanje, a njegov model potrošnog materijala za zavarivanje je E308LT1-1 (AWS A5.22).
