Pretraživanje
Martenzitske cijevi od nehrđajućeg čelika široko se koriste u područjima nafte, plina, kemijske industrije, zrakoplovstva, brodogradnje i nuklearne energije. Imaju visoku čvrstoću, dobru otpornost na habanje i određenu otpornost na koroziju, te su idealni za uvjete rada s visokim potražnjom. Zavarivanje, kao važna procesna veza u vezi i proizvodnju, igra vitalnu ulogu u strukturnom integritetu i uslužnom vijek trajanja martenzitskih cijevi od nehrđajućeg čelika. Međutim, zbog jedinstvene metalografske strukture i karakteristika toplinske obrade ovog materijala, tijekom procesa zavarivanja lako se generira niz nedostataka, što utječe na performanse i sigurnost upotrebe.
Hladne pukotine (gašenje pukotina)
Hladne pukotine jedna su od najčešćih i najopasnijih oštećenja pri zavarivanju martenzitskih cijevi od nehrđajućeg čelika. Ova vrsta nehrđajućeg čelika sadrži visokog ugljika i kroma, a martenzitska transformacija dogodit će se tijekom procesa hlađenja zavarivanja, što će rezultirati velikim strukturnim stresom i zaostalim stresom. Kad se martenzitna struktura visoke tvrdog naleti na zatezanje, odgođene pukotine ili hladne pukotine vrlo su vjerojatno da će se pojaviti u zoni zavarivanja ili topline.
Hladne pukotine obično se pojavljuju nekoliko sati ili čak dana nakon zavarivanja, a vrlo su skrivene i brzo se šire, ozbiljno utječu na performanse umora i sigurnost konstrukcije. Da bi se izbjegla pojava hladnih pukotina, obično je potrebno za zavarivanje predgrijati i usvojiti odgovarajući tretman za ublažavanje.
Vruće pukotine (pukotine od čvrste otopine)
Vruće pukotine uglavnom se javljaju tijekom postupka začepljenja zavarivanja, što je uzrokovano naprezanjem skupljanja tekućeg metala koji prelazi čvrstoću vezivanja granice zrna. Martenzitni nehrđajući čelik sadrži određenu količinu elemenata nečistoće kao što su sumpor (S) i fosfor (P), koji tvore eutektiku s niskim tantom na visokim temperaturama zavarivanja i okupljaju se na granicama zrna, smanjujući granicu zrna i povećavajući rizik od vrućih pukotina.
Vruće pukotine obično se raspoređuju linearno duž granica zrna, s vitkim, dubokim i uskim oblicima. Nije ih lako otkriti u izgledu i može ih se naći samo pomoću rendgenskih ili ultrazvučnih testiranja. Korištenje materijala za zavarivanje s niskim sumporom i niskog fosfora, kontrola unosa topline i optimizaciju parametara zavarivanja je važno sredstvo za sprečavanje vrućih pukotina.
Pukotine izazvane vodikom (odgođene pukotine)
Ako postoji vlaga, ulje, hrđa ili nedovoljno osušeni materijali za zavarivanje tijekom zavarivanja, uvesti će se vodik. Atomi vodika otapaju se u metalu zavarivanja na visokim temperaturama, a prikupljaju se u oštećenjima ili uključenjima tijekom procesa hlađenja kako bi se stvorio plin visokog pritiska, što uzrokuje pukotine izazvane vodikom.
Zbog velike otvrdljivosti, martenzitni nehrđajući čelik vrlo je osjetljiv na vodik i vrlo je sklon pucanju izazvanom vodikom. Ova vrsta pukotine često se javlja u fazi hlađenja nakon zavarivanja i može se proširiti pod statičkim opterećenjem ili laganim vanjskim opterećenjem. Upotreba postupka zavarivanja s niskim hidrogenom, prethodno zagrijavanje prije zavarivanja i sporo hlađenje nakon zavarivanja učinkovite su mjere za smanjenje pukotina izazvanih vodikom.
Lomljivi neuspjeh uzrokovan očvrslim strukturama
U zavarivačkom području od nehrđajućeg čelika martenzita, posebno zoni koja je pogođena toplinom (HAZ), zbog lokalnog grijanja i brzog hlađenja, lako je formirati krhku martenzitnu strukturu visoke tvrdog, čak i praćenu oborinom karbida, što je rezultiralo naglim smanjenjem lokalne žilavosti.
Ako površina visoke tvrdnje nije pravilno ublaženo, vrlo je lako izazvati krhki prijelom pod udarnim opterećenjem ili opterećenjem umora. Zamravanje zone zahvaćene toplinom obično je jedan od korijenskih uzroka kvara zavarivanja, a također je i ključna kontrolna stavka u procjeni procesa zavarivanja.
Oksidacijske inkluzije i nepotpune fuzijske nedostatke
Ako se ne koristi dovoljan oklopni plin ili nepravilna metoda zaštite tijekom zavarivanja martenzitnog nehrđajućeg čelika, metal zavarivanja će se ozbiljno oksidirati, tvoreći oksidne inkluzije i smanjujući čistoću metala zavarivanja. Oksidacijske inkluzije ne samo da smanjuju snagu, već i postaju izvori pukotina, koje je lako izazvati neuspjeh tijekom usluge.
Istodobno, prenizak unos topline zavarivanja, loša priprema utora ili loša operativna tehnologija mogu dovesti do nepotpune fuzije ili nepotpunih oštećenja penetracije. Takvi nedostaci smanjuju opterećeno područje poprečnog presjeka strukture i važni su čimbenici u uzroku pukotina umora i ranih prijeloma.
Prekomjerna deformacija i zaostali stres
Zbog ekspanzije i kontrakcije faze tijekom procesa zavarivanja martenzitnog nehrđajućeg čelika, polje naprezanja je složeno, a veliki zaostali stres i deformacija zavarivanja lako se formiraju nakon zavarivanja. Ako se ne kontrolira, to ne samo da će utjecati na točnost dimenzije cjevovoda ili strukture, već može uzrokovati i pucanje korozije.
Kontroliranjem unosa topline, prihvaćanjem razumnog slijeda zavarivanja, odgovarajućim pozicioniranjem učvršćenja i toplinskom obradom nakon navale, deformacija se može učinkovito smanjiti i može se osloboditi zaostali stres.
Poroznost i pore zavarivanje
Ako postoji vlaga, nafta ili nestabilni oklopni plin tijekom zavarivanja, dogodit će se oštećenja poroznosti. Većina ovih pora distribuirana je unutar zavara. Iako su male veličine, lako mogu postati točke koncentracije stresa u visokom tlaku ili korozivnom okruženju.
Pore također mogu utjecati na gustoću i brtvljenje zavara, posebno u cjevovodima koji transportiraju plinske ili visokotlačne tekućine. Njihova će prisutnost ozbiljno utjecati na siguran rad sustava.
