Vyhledávání
Martenzitické potrubí z nerezové oceli jsou široce používány v polích ropy, plynu, chemického průmyslu, letectví, stavby lodí a jaderné energie. Mají vysokou pevnost, dobrý odolnost proti opotřebení a jistou odolnost proti korozi a jsou ideální pro vysoce poptádové pracovní podmínky. Svařování, jako důležitý procesní spojení ve spojení a výrobě, hraje zásadní roli ve strukturální integritě a životnosti trubek z nerezové oceli. Avšak vzhledem k jedinečné metalografické struktuře a charakteristice tepelného zpracování tohoto materiálu se během procesu svařování snadno generuje řada defektů, což ovlivňuje výkon a bezpečnost použití.
Studené trhliny (zhášení trhlin)
Studené trhliny jsou jedním z nejčastějších a nejnebezpečnějších vad při svařování martenzitických potrubí z nerezové oceli. Tento typ nerezové oceli obsahuje vysoký uhlík a chrom a martenzitická transformace nastane během procesu chlazení svařování, což povede k velkému strukturálnímu napětí a zbytkovému napětí. Když je martenzitická struktura s vysokou tvrzením překládána na napětí v tahu, ve svaru nebo tepelné zóně se velmi pravděpodobně vyskytují zpožděné trhliny nebo chladné trhliny.
Chladné trhliny se obvykle objevují několik hodin nebo dokonce dny po svařování a jsou vysoce skryté a rychle se rozšiřují, což vážně ovlivňuje výkon únavy a bezpečnost struktury. Aby se zabránilo výskytu chladných trhlin, je obvykle nutné předehřát svařování a přijmout vhodné temperování.
Horké trhliny (pevné trhliny řešení)
Horké trhliny se vyskytují hlavně během procesu tuhnutí svaru, který je způsoben smršťovacím napětím kapalného kovu přesahujícím sílu vazby hranice zrn. Martensitická nerezová ocel obsahuje určité množství prvků nečistoty, jako je síra (s) a fosfor (P), které tvoří eutektiku nízkotáhnutí při vysokých teplotách svařování a shromažďují se na hranicích zrn, což snižuje hraniční sílu zrn a zvyšuje riziko horkých trhlin.
Horké trhliny jsou obvykle distribuovány lineárně podél hranic zrn s štíhlými, hlubokými a úzkými tvary. Není snadné detekovat vzhled a lze je najít pouze prostřednictvím rentgenového nebo ultrazvukového testování. Použití svařovacích materiálů s nízkým obsahem a nízkým fosforem je důležité ovládat vstup tepla a optimalizace svařovacích parametrů pro prevenci horkých trhlin.
Praskliny vyvolané vodíkem (zpožděné trhliny)
Pokud během svařování dojde k vlhkosti, oleji, rzi nebo nedostatečnému sušenému svařovacímu materiálu, zavede se vodík. Atomy vodíku se rozpouštějí ve svařovacím kovu při vysokých teplotách a shromažďují se v defekcích nebo inkluzích během chlazení za vzniku vysokotlakého plynu, což způsobuje praskliny vyvolané vodíkem.
Martensitická nerezová ocel je díky své vysoké ztvrdlení vysoce citlivá na vodík a je velmi náchylná k praskání vyvolané vodíkem. Tento typ trhliny se často vyskytuje ve fázi chlazení po svařování a může se rozšířit při statickém zatížení nebo mírném vnějším zatížení. Použití procesu svařování s nízkým hydrogenem, předehřívání před svařováním a pomalé chlazení po svařování jsou účinnými opatřeními ke snížení prasklin vyvolaných vodíkem.
Křehké selhání způsobené tvrzenou strukturou
V oblasti svařování martenzitické z nerezové oceli, zejména v zóně postižená teplem (HAS), je v důsledku místního vytápění a rychlého chlazení snadné vytvořit křehkou martenzitickou strukturu s vysokou tvrdostí, dokonce i doprovázenou srážením karbidu, což vede k prudkému snížení lokální houževnatosti.
Pokud oblast s vysokou tvrdostí není správně zmírněna, je velmi snadné způsobit křehké zlomeniny při nárazovém zatížení nebo únavě. Zmatčení zóny postižené teplem je obvykle jednou z hlavních příčin selhání svařování a je také klíčovou kontrolní položkou při hodnocení procesu svařování.
Oxidační inkluze a neúplné defekty fúze
Pokud se při svařování martenzitické nerezové oceli nepoužívá dostatečná metoda stínění nebo nesprávného ochranného stínění, bude svařovací kov vážně oxidován, vytvoří inkluze oxidu a snižuje čistotu svařovacího kovu. Oxidační inkluze nejen snižují sílu, ale také se stávají zdroji trhlin, které lze snadno vyvolat selhání během služby.
Současně může příliš nízké vstup tepla svařování, špatná příprava drážky nebo špatná provozní technologie vést k neúplnému fúze nebo neúplným penetračním vadám. Takové defekty snižují oblast průřezu struktury nesoucí zátěž a jsou důležitými faktory způsobujícími únavové trhliny a časné zlomeniny.
Nadměrná deformace a zbytkový stres
V důsledku expanze a kontrakce změny fáze během svařovacího procesu martenzitické nerezové oceli je napětí složité a po svařování se snadno vytvoří velké zbytkové napětí a deformace svařování. Pokud nebude kontrolováno, ovlivní to nejen přesnost rozměru potrubí nebo struktury, ale může také způsobit praskání koroze napětí.
Řízením vstupu tepla, přijetí přiměřené svařovací sekvence, vhodného umístění příslušenství a pokanění tepelného zpracování může být deformace účinně snížena a může být uvolněno zbytkové napětí.
Svařovací poréznost a póry
Pokud během svařování dojde k vlhkosti, oleji nebo nestabilnímu stínění, dojde k vadám porozity. Většina z těchto pórů je distribuována uvnitř svaru. Ačkoli mají malé velikosti, mohou se snadno stát body koncentrace napětí ve vysokotlakém nebo korozivním prostředí.
Póry mohou také ovlivnit hustotu a utěsnění svarů, zejména v potrubí, které transportují plyn nebo vysokotlaké kapaliny. Jejich přítomnost vážně ovlivní bezpečný provoz systému.
