Pretraživanje
Dupleksna cijev od nehrđajućeg čelika je materijal od nehrđajućeg čelika s dvofaznom strukturom austenita i ferita, s tipičnim omjerom strukture 50% austenita i 50% ferita. Ova struktura daje joj visoku čvrstoću, veliku žilavost i izvrsnu otpornost na koroziju, posebno u okruženju korozije kloridnog stresa. Međutim, tijekom postupka zavarivanja, nepravilni rad dovest će do neravnoteže faze, što će ozbiljno utjecati na mehanička svojstva i otpornost na koroziju cijevi.
Uzroci neravnoteže faze u zavarivanju
Ciklus topline zavarivanja utjecat će na mikrostrukturu matičnog materijala i područja zavara. Glavni uzroci uključuju:
Previsok ili prenizak unos topline;
Nepravilna brzina zavarivanja;
Loša kontrola temperature predgrijavanja i temperature međusloja;
Prebrza ili prespora brzina hlađenja;
Netočan odabir materijala za zavarivanje i oklopni plin.
Gornji čimbenici mogu uzrokovati da faza austenita ne uspije u potpunosti ili inducirati oborinu štetnih sekundarnih faza (poput σ faze i χ faze), uzrokujući da mikrostruktura područja zavarivanja odstupa od idealnog omjera 50:50.
Upravljanje unosom topline ključna je mjera
Održavanje odgovarajućeg unosa topline je temeljno sredstvo za sprečavanje neravnoteže faze. Općenito se preporučuje za kontrolu unosa topline između 0,5–2,5 kJ/mm. Ako je ulaz topline previsok, promovirat će taloženje σ faze ili drugih krhkih faza; Ako je ulaz topline prenizak, metal zavarivanja može se prebrzo ohladiti, austenitna faza se ne može u potpunosti istaknuti, omjer ferita povećava se, a žilavost se smanjuje.
Korištenje višeslojnog višeslojnog zavarivanja i uske tehnologije zavarivanja može učinkovito smanjiti unos topline jednog prolaza i smanjiti stvaranje nepovoljnih struktura.
Odaberite odgovarajuću metodu zavarivanja
Različite metode zavarivanja imaju značajan utjecaj na kontrolu strukture. Uobičajene metode zavarivanja uključuju:
Gas -volfrani zavarivanje (GTAW/TIG): pogodno za zavarivanje korijena, kontrolirani unos topline, što pogoduje regulaciji strukture;
Metalni zavarivanje plina (GMAW/MIG): Pogodno za punjenje i zatvaranje zavara, a dobre strukture mogu se dobiti na odgovarajući način podešavanja parametara;
Lasersko zavarivanje i zavarivanje u plazmi: Zona pogođena toplinom je uska, a pravilna kontrola može smanjiti odstupanje strukture.
Upotreba zavarivanja pulsiranog luka može postići precizniju kontrolu unosa topline i promicati stvaranje faze austenita.
Ispravan odabir materijala za zavarivanje
Sastav materijala za punjenje mora osigurati da sadržaj austenita u zavara može doći do cilja. Obično se koristi žica za zavarivanje ili elektroda s nešto većim sadržajem nikla od osnovnog materijala. Na primjer, materijal za punjenje za UNS32205 osnovni materijal može biti žica zavarivanja ER2209 koja ima sadržaj nikla od 8,5%-9,5%, što je veće od osnovnog materijala, za promicanje regeneracije austenita nakon zavarivanja.
Pored toga, treba izbjegavati sadržaj nečistoće u fosforu, sumporu i drugim nečistoći u materijalu za punjenje kako bi se smanjila mogućnost formiranja štetnih uključenja.
Kvaliteta zaštite plina je presudna
Tijekom zavarivanja TIG ili MIG zavarivanja, čistoća i sastav zaštitnog plina igraju važnu ulogu u kontroli mikrostrukture. Treba odabrati mješoviti plin s visokom čišću argona ili argona/dušika. Prava količina dušika može promicati stvaranje faze austenita i pomoći poboljšanju otpornosti na pitting. Obično, miješani plin s dodanim 1-2% dušikom ima značajan utjecaj na optimizaciju mikrostrukture.
Infiltracija zraka mora se izbjegavati tijekom zavarivanja kako bi se spriječilo stvaranje oksidnih međusloja ili zrna graničnih oksidnih zona.
Brzina hlađenja trebala bi biti umjerena
Prebrzo hlađenje spriječit će da se Austenit taloži u vremenu, što će rezultirati prekomjernim feritom. Hlađenje previše sporo može dovesti do oborina σ faze. Idealna metoda hlađenja je prirodno hlađenje u zraku, izbjegavajući hlađenje prisilnog zraka ili hlađenje vode.
Za cijevi s debelim zidom mogu se na odgovarajući način koristiti pokrivače za kontrolu temperature ili izolacijske mjere nakon najave kako bi se osiguralo da je krivulja hlađenja nježna, a transformacija mikrostrukture dovoljna.
Kontrolna temperatura međusloja
U zavarivanju s više prolaza, kontrola temperature međusloja jedan je od ključnih koraka za sprječavanje neravnoteže faze. Općenito se preporučuje da temperatura međusloja ne prelazi 150 ° C. Prekomjerna temperatura međusloja uzrokovat će akumulaciju topline, povećati brzinu granične difuzije zrna i inducirati taloženje krhkih faza. Korištenje infracrvenog termometra za praćenje temperature u stvarnom vremenu može poboljšati kontroliranost postupka zavarivanja.
Poslije toplotna obrada i metalografska ispitivanja
Za dupleksne čelične cijevi u posebne svrhe, poput onih koje se koriste u ključnim područjima kao što su morski inženjering i oprema za naftu i plin, preporučuje se izvršavanje žarenja nakon navale (uglavnom na 1050–1120 ° C), a zatim se brzo ohladilo kako bi se vratili omjer idealnih dupleksnih struktura i otopili štetne tačke.
Nakon zavarivanja, za kvantitativnu analizu treba upotrijebiti metalografski mikroskop za provjeru faznog omjera područja zavarivanja, ili detektor sadržaja ferita (poput magnetskog indukcijskog instrumenta) treba koristiti za kvantitativnu analizu kako bi se osiguralo da je sadržaj austenita između 35% i 65%. .
