Ausztenites rozsdamentes acélokjellemzően szobahőmérsékleten tiszta ausztenitből álló mikroszerkezettel rendelkeznek; azonban egyes változatok kis mennyiségű ferritet tartalmaznak, ami segít megelőzni a forró repedést. Kiváló hegeszthetőségüknek köszönhetően az ausztenites rozsdamentes acélokat széles körben használják olyan iparágakban, mint a vegyi feldolgozás és a kőolajszektor nyomástartó edényeinek gyártása. Mindazonáltal, ha a hegesztési műveleteket nem megfelelően végzik el, az ausztenites rozsdamentes acélok érzékenyek különböző problémákra, beleértve a szemcseközi korróziót, a melegrepedést, a feszültségkorróziós repedést és a rossz hegesztési gyöngyképződést.
Melyek az ausztenites rozsdamentes acél hegesztési problémái?
I. Szemcseközi korrózió
a. A szemcseközi korrózió okai
Szemcseközi korrózió lép fel a szemcsehatárokon; ezért szemcseközi korróziónak nevezik. Ez az ausztenites rozsdamentes acélok lebomlásának egyik legveszélyesebb formája. Jellemzője a korrózió, amely a szemcsehatárok mentén mélyen behatol a fémbe, ami a fém mechanikai tulajdonságainak és korrózióállóságának csökkenését eredményezi.
Ha az ausztenites rozsdamentes acélt egy bizonyos ideig 450-850 fokos hőmérséklet-tartományban tartják, a szemcsehatárokon króm-karbidok (Cr23C6) válnak ki. Az ehhez a csapadékhoz szükséges krómot elsősorban a szemcsék felületi rétegeiből nyerik; ha a szemcsék belsejéből származó króm nem tud elég gyorsan kifelé diffundálni ahhoz, hogy feltöltse ezeket a felületi rétegeket, akkor a krómtartalom a szemcsehatárokon -különösen a szemcsék felszíni rétegeiben-le fog csökkenni, és egy „króm-kimerült zóna jön létre”. Agresszív korrozív közeg hatására ezek a króm{9}}szegény zónák a szemcsehatárokon érzékenyek a támadásokra, ami szemcseközi korróziót eredményez. A szemcseközi korrózió által érintett rozsdamentes acél felületén nem lehet látható elváltozás; feszültségnek kitéve azonban a szemcsehatárok mentén eltörik, ami a szerkezeti szilárdság szinte teljes elvesztését eredményezi.
b. Intézkedések a szemcseközi korrózió megelőzésére
Válasszon rozsdamentes acél hegesztőelektródákat ultra-alacsony széntartalommal (C legfeljebb 0,03%), vagy olyanokat, amelyek stabilizáló elemeket, például titánt vagy nióbiumot tartalmaznak.
Alkalmazzon "alacsony -hőbevitel-" hegesztési paramétereket. A cél a tartózkodási idő minimalizálása a kritikus hőmérsékleti tartományon belül (450-850 fok). Ezt alacsony hegesztési áramok, nagy haladási sebességek, rövid ívhosszak felhasználásával és a keresztirányú szövési mozgások elkerülésével érik el. Kényszerhűtési módszerek (pl. réz hátlapok vagy vízhűtés) alkalmazhatók a hegesztési varratra, hogy felgyorsítsák a hegesztett kötés hűtési sebességét, és csökkentsék a hővel -affektált zóna (HAZ) méretét.
A több-menetes hegesztésnél az átmenetek közötti hőmérsékletet szigorúan ellenőrizni kell; az előző hegesztési gyöngyöt hagyni kell 60 fok alá hűlni, mielőtt a következő menetet felhordják. Az alkatrész azon oldalán lévő hegesztési varrat, amely érintkezni fog a korrozív közeggel, utoljára kell hegeszteni. Hegesztési oldatos utókezelést- kell végezni: a munkadarabot 1050 és 1150 fok közötti hőmérsékletre melegítjük, majd kihűtjük. Ez a folyamat azt eredményezi, hogy a szemcsehatárokon lévő Cr23C6 csapadék újra feloldódik a szemcse belsejében, ezáltal visszaállítja az egységes ausztenites mikrostruktúrát.
II. Forró repedés
A forró repedés okai
A liquidus és solidus vonalak közötti nagy hőmérséklet-intervallum-ami széles hőmérséklet-tartományt jelent a megszilárdulási folyamat során-az alacsony-olvadáspontú-szennyeződések súlyos szétválásához vezet, amelyek hajlamosak a szemcsehatárokon koncentrálódni. Ezenkívül a nagy hőtágulási együttható jelentős feszültségeket eredményez a hűtés és a zsugorodás során.
Intézkedések a forró repedés szabályozására
A hegesztett fém mikroszerkezetének ellenőrzése; ideális esetben a hegesztési varratnak duplex szerkezetűnek kell lennie, és a ferrittartalom 3–5% vagy az alatt marad. Ennek az az oka, hogy a ferrit jelentős mennyiségű káros szennyeződést képes feloldani, például ként (S) és foszfort (P). A kémiai összetétel ellenőrzése; a hegesztett fém nikkel-, szén-, kén- és foszfortartalmának csökkentése-miközben az elemek, például a króm, a molibdén, a szilícium és a mangán szintjének növelése{5}}hatékonyan minimalizálhatja a forró repedés előfordulását.
Válassza ki a megfelelő típusú elektróda bevonatot. Az alacsony -hidrogén- típusú bevonatos elektródák használata elősegíti a hegesztett fém szemcsésödését, csökkenti a szennyeződések szétválását és növeli a repedésállóságot. Ezzel szemben a savas típusú bevonatos elektródák erős oxidáló tulajdonságokkal rendelkeznek, ami az ötvözőelemek jelentős leégéséhez, és ennek következtében a repedésállóság csökkenéséhez vezet; ráadásul durva{6}}szemcsés szerkezeteket eredményeznek, így a hegesztési varrat nagyon érzékeny a forró repedésre. Alkalmazzon megfelelő hegesztési paramétereket és hűtési sebességet. Használja a "hideg" hegesztési paramétereket, -különösen az alacsony áramerősséget és a nagy haladási sebességet{10}}, hogy megakadályozza a hegesztőmedence túlmelegedését és elősegítse a gyors lehűlést; ez minimálisra csökkenti a szegregációt és javítja a repedésállóságot. A több menetes hegesztésnél szigorúan ellenőrizni kell az áthaladási hőmérsékletet; győződjön meg arról, hogy az előző varratperem lehűlt 60 fokra, mielőtt a következő varrat felhordja.
III. Stresszkorróziós repedés
A stresszkorróziós repedés okai
A feszültségkorróziós repedés (SCC) a késleltetett repedés jelensége, amely a hegesztett kötésekben fordul elő, amikor húzófeszültségnek vannak kitéve egy adott korrozív környezetben. Az ausztenites rozsdamentes acél hegesztett kötéseknél az SCC különösen súlyos meghibásodási módot képvisel, amely rideg törésként nyilvánul meg, amelyet semmilyen makroszkopikus képlékeny deformáció nem kísér.
Intézkedések a stresszkorróziós repedés ellen
Megfelelő alakítási, feldolgozási és összeszerelési eljárásokat kell kialakítani a hűtés{0}}kiváltotta deformáció lehető legkisebbre csökkentése érdekében; kerülje a kényszerű összeszerelést; és megakadályozza a különböző felületi hibák megjelenését az összeszerelési folyamat során (mivel az összeszereléssel kapcsolatos különböző Megfontoltan válassza ki a hegesztőanyagokat. A hegesztési fémet és az alapfémet jól össze kell hangolni, hogy megakadályozzuk a nemkívánatos mikrostruktúrák-képződését, például a szemcsék eldurvulását vagy a kemény, törékeny martenzit. Alkalmazzon megfelelő hegesztési eljárásokat. Győződjön meg arról, hogy a varratperem jó morfológiát mutat, olyan hibáktól mentes, amelyek feszültségkoncentrációt vagy lyukasztást okozhatnak (pl. alámetszés); továbbá racionális hegesztési sorrendet kell alkalmazni a maradék hegesztési feszültségek minimalizálása érdekében. Alkalmazzon stresszoldó{11}kezeléseket. Ez jellemzően hegesztési -hőkezeléseket foglal magában, például teljes lágyítást vagy lágyítást; olyan esetekben, amikor a hőkezelést nehéz végrehajtani, alternatív módszerek,-például utó{15}}hegesztés vagy szemcseszórás{16}}alkalmazhatók.
IV. Gyenge hegesztési gyöngy képződés
a. A hegesztési varrat rossz képződésének okai
Ausztenites rozsdamentes acél hegesztésekor a varratfémben lévő ötvözőelemek magas tartalma a hegesztőmedence rossz folyékonyságát eredményezi, ami gyakran a varratperem felületének rossz képződéséhez vezet. Ez elsősorban a gyökérhátrány hátoldalán kialakuló romlásban és a sapkamenet érdes felületi kiképzésében nyilvánul meg. Míg a rossz felületképződés hatása a hegesztési teljesítményre nem különösebben nyilvánvaló környezeti vagy magas hőmérsékletű üzemi körülmények között, alacsony hőmérsékleti körülmények között, az ilyen hibák által kiváltott feszültségkoncentrációk ugyanolyan jelentős mértékben befolyásolhatják a varrat alacsony hőmérsékletű -hőmérsékletű teljesítményét, mint a belső hegesztési hibák.
b. Intézkedések a gyenge hegesztési gyöngyképződéshez
A hegesztési folyamatok optimalizálásával hatékonyan meg lehet oldani a hegesztési folyamatok optimalizálásával kapcsolatos problémákat,{0}}valamint a szemcseközi korrózió problémáját a hőhatású zónán-(HAZ)-. Pontosabban, a gázvolfrámíves hegesztés (GTAW) alkalmazása a gyökérátmenethez, valamint az alacsony hegesztési hőbevitel lehetővé teszi a hatékony szabályozást afelől, hogy a HAZ milyen mértékben van kitéve az érzékenyítési hőmérséklet-tartománynak.
következtetés
Az ausztenites rozsdamentes acél széles körben használt anyag a vegyiparban és a petrolkémiai iparban; hegesztése azonban négy elsődleges hibatípusra hajlamos,-mint például a szemcseközi korrózió és a forró repedés,-amelyek kiváltó okai nagyrészt a hőmérséklet-szabályozáshoz, az elemek szétválásához és a maradék feszültséghez kapcsolódnak. Ezek a problémák legjobb esetben is csak a hegesztési varrat morfológiáját veszélyeztetik; legrosszabb esetben drasztikusan rontják az anyag teljesítményét, vagy akár törékeny törést is okoznak. Következésképpen a hatékony megelőzési és szabályozási stratégiák átfogó kezelést igényelnek több szakaszban,-beleértve az elektródák kiválasztását, a hegesztési paraméterek optimalizálását és az utólagos-hegesztési kezelést-, a kritikus fókuszpontként a hőbevitel pontos szabályozásával.