Vyhledávání
Trubka z nerezové oceli je materiál z nerezové oceli se strukturou duální fáze austenitu a feritu, s typickým poměrem struktury 50% austenitu a 50% feritu. Tato struktura jí dává vysokou pevnost, vysokou houževnatost a vynikající odolnost proti korozi, zejména v prostředí koroze chloridového stresu. Během procesu svařování však nesprávná operace povede k fázové nerovnováze, která vážně ovlivní mechanické vlastnosti a odolnost potrubí koroze.
Příčiny fázové nerovnováhy ve svařování
Tepelný cyklus svařování ovlivní mikrostrukturu nadřazeného materiálu a svařovací oblasti. Mezi hlavní příčiny patří:
Příliš vysoký nebo příliš nízký vstup tepla;
Nesprávná rychlost svařování;
Špatná kontrola předběžného teploty a teploty mezivrstvy;
Příliš rychlá nebo příliš pomalá rychlost chlazení;
Nesprávný výběr svařovacích materiálů a stínění plynu.
Výše uvedené faktory mohou způsobit, že austenitová fáze selže plně, nebo vyvolává srážení škodlivých sekundárních fází (jako je σ fáze a χ fáze), což způsobí, že se mikrostruktura svařovací oblasti odchyluje od ideálního poměru 50:50.
Klíčové opatření je kontrola vstupu tepla
Udržování vhodného vstupu tepla je jádrem pro zabránění fázové nerovnováhy. Obecně se doporučuje řídit vstup tepla mezi 0,5–2,5 kJ/mm. Pokud je vstup tepla příliš vysoký, bude podporovat srážení σ fáze nebo jiných křehkých fází; Pokud je vstup tepla příliš nízký, svařový kov se může příliš rychle ochladit, austenitová fáze nelze plně vysrážet, poměr feritu se zvyšuje a houževnatost se snižuje.
Použití vícevrstvého svařování s více propuštěním a technologie úzkého svaru může účinně snížit vstup tepla jediného průchodu a snížit tvorbu nepříznivých struktur.
Vyberte vhodnou metodu svařování
Různé metody svařování mají významný dopad na kontrolu struktury. Mezi běžné metody svařování patří:
Svařování plynového wolframu oblouku (GTAW/TIG): Vhodné pro svařování kořenů, kontrolovatelný tepelný vstup, který vede k regulaci struktury;
Svařování oblouku plynového kovového oblouku (GMAW/MIG): Vhodné pro výplň a omezení svarů a dobré struktury lze získat správným nastavením parametrů;
Svařovací svařování laseru a svařování oblouku v plazmě: Zóna zasažená teplem je úzká a správná kontrola může snížit odchylku struktury.
Použití svařování pulzního oblouku může dosáhnout přesnějšího řízení vstupu tepla a podpořit tvorbu austenitové fáze.
Správný výběr svařovacích materiálů
Složení plnicího materiálu musí zajistit, aby obsah austenitu ve svaru mohl dosáhnout cíle. Obvykle se používá svařovací drát nebo elektroda s mírně vyšším obsahem niklu než základní materiál. Například plnicí materiál pro základní materiál S32205 může být svařovací drát ER2209, který má obsah niklu 8,5%-9,5%, který je vyšší než základní materiál, aby se podpořil regeneraci austenitu po svařování.
Kromě toho by se mělo zabránit obsahu nečistot ve fosforu, síře a dalších nečistotkách v plnicím materiálu, aby se snížila možnost vytvoření škodlivých inkluzí.
Kvalita stínění plynu je zásadní
Během svařování TIG nebo svařování MIG hraje čistota a složení stínícího plynu důležitou roli při kontrole mikrostruktury. Měl by být vybrán vysoce čistý argon nebo argon/dusík. Správné množství dusíku může podpořit tvorbu austenitové fáze a pomoci zlepšit odolnost proti jámu. Smíšený plyn s 1-2% přidaným dusíkem má obvykle významný vliv na optimalizaci mikrostruktury.
Během svařování je třeba zabránit infiltraci vzduchu, aby se zabránilo tvorbě oxidových mezivrstev nebo oxidových zón hranic zrna.
Míra chlazení by měla být mírná
Chlazení příliš rychlé zabrání austenitu v čase, což vede k nadměrnému feritu. Chlazení příliš pomalu může vést ke srážení fáze σ. Ideální metodou chlazení je přirozené chlazení ve vzduchu, vyhýbání se vynucenému chlazení vzduchu nebo chlazení vody.
U potrubí s tlustými stěnami lze přikrývky na regulaci teploty nebo izolační opatření po zahalení vhodně použít k zajištění toho, aby chladicí křivka byla jemná a je dostatečná transformace mikrostruktury.
Kontrolní teplota interlayeru
Při svařování s více propustkami je kontrola teploty mezivrstvy jedním z klíčových kroků k zabránění fázové nerovnováhy. Obecně se doporučuje, aby mezivrstvá teplota neměla překročit 150 ° C. Nadměrná teplota mezivrstvy způsobí akumulaci tepla, zvýší rychlost hranice zrna a vyvolává srážení křehkých fází. Použití infračerveného teploměru ke sledování teploty v reálném čase může zlepšit ovladatelnost procesu svařování.
Po západu tepelného zpracování a metalografické testování
Pro duplexní ocelové trubice pro zvláštní účely, jako jsou trubky používané v klíčových oblastech, jako je námořní inženýrství a ropné a plynové vybavení, se doporučuje provádět žíhání po zahalení (obvykle při 1050–1120 ° C) a poté rychle ochladit, aby obnovilo ideální poměr struktury duplexní struktury a rozpustila škodlivé precipitáty.
Po svařování by měl být pro kontrolu fázového poměru svařovací oblasti použit metalografický mikroskop, nebo by měl být pro kvantitativní analýzu použit pro kvantitativní analýzu, aby se zajistilo, že obsah austenitu je mezi 35% a 65%. .
