Заглавие #, Kobelco - Кобе стомана, ООД
Технически иновации vol.18
Vol.18: Заваряване на дуплекс неръждаеми стомани
1. Предговор
В дуплексна неръждаема стомана с двоен микроструктура фаза, съставена от феритни и аустенитни зърна, както е показано в Картина 1, няма недостатъци на два вида стомана - има висока устойчивост на стрес корозия напукване в сравнение с аустенитни неръждаеми стомани и по-добра якост на в сравнение с феритни неръждаема стомана. В дуплексна неръждаема стомана играе важна роля в такъв широк спектър от приложения, като нефтохимически инсталации, кораби за превоз на химикали, морски структури, мостове, както е показано на фигури 2 и 3.
В тази статия ще се фокусира върху свойствата на дуплекс неръждаеми стомани, както и най-подходящ за техните консумативи за заваряване.
Фото 1: микроструктурата на дуплексна неръждаема стомана
Фото 2: подпорната стена на химически танкер
Photo3: Основна подкрепа кула Stounkatters мост
се увеличават с повече от 175 метра над нивото
Море (Хонконг)
2. Свойствата на дуплекс неръждаеми стомани
Микроструктурата на дуплексна неръждаема стомана показват, че аустенит зърна са преместени в напълно феритни фаза с фаза баланс от около 50% и 50% ферит аустенит. Това състояние е най-стабилната микроструктура, така са следните свойства на дуплексна неръждаема стомана.
В сравнение с аустенитна неръждаема стомана, дуплексна неръждаема стомана има следните предимства:
В сравнение с аустенитна неръждаема стомана, дуплексна неръждаема стомана предлага следните предимства:
- Колкото по-малък коефициент на термично разширение и висока топлопроводимост, висока якост при стайна температура.
- Отлична устойчивост на напукване на хлътва корозия и корозия.
В този случай, те имат следните недостатъци:
Последици от микроструктурата трансформация е особено забележимо в зоната на нагряване засегнати. Това ще бъде обсъдено по-долу.
Duplex неръждаема стомана се произвежда основно в три степени, които се различават по техния химически състав: стандартни, супер и ниска сплав.
Таблица 1 показва типични химични формули на три степени на дуплекс неръждаеми стомани. Приложение 1 осигурява относително сравняване на якостта на опън и устойчивост на хлътва индекс [PREW = Cr + 3.3 (Mo + 0.5W) + 16N] различните неръждаеми стомани. PREW-висок процент означава по-добро корозионни свойства.
Фигура 1: Относителна сравнение на якостта на опън и устойчивост на индекс хлътване (PREW) на различни неръждаеми стомани.
Таблица 1: Типични химически формули дуплекс неръждаеми стомани (маса%)
3. Свойства на термично влияние зона дуплексна неръждаема стомана
3.1 топлина засегнати зона на дуплексна неръждаема стомана
В дуплексна неръждаема стомана и аустенитни двойна фаза феритни зърна са балансирани по време на топлинната обработка. Въпреки това, в топлина засегнати зона на дуплексна неръждаема стомана хлътва устойчивост на корозия и механични свойства, понякога може да се влоши поради факта, че фаза баланс и химическите формули на двойни фази варират в съответствие със скоростта на охлаждане, която е засегната от входа за заваряване топлина и дебелината на заварена плоча.
От друга страна, когато ниска температура топлината засегната зона, отдалечена от интерфейса в заварката, ниска скорост на охлаждане, причинени от високо вход за нагряване може да доведе до загрубяване на феритни зърна и освобождаването фаза сигма хромови карбиди и хром нитриди, което намалява корозионна устойчивост и издръжливост ,
По този начин, топлинното засегната зона се състои от относително бавно охлаждане, за да се позволи достатъчно освобождаване на аустенитни зърна, докато ниска температура топлина засегната зона изисква много по-бързо охлаждане да се ограничи ненужното разпределение. Следователно, като висока температура и ниска температура топлина засегнати зона е необходимо да се контролира скоростта на охлаждане чрез подходяща топлинна мощност, подгряване и interpass температура. (1)
3.2 заварка на дуплексна неръждаема стомана
Фото 4: микроструктурата на метала заварка на дуплексна неръждаема стомана
Фигура 2: Съотношението между броя на феритни и
якост на опън / провлачване на остатъчната
0.2% щам на заваръчен метал, получен чрез заваряване с
Flux тел (FCW) клас E2594.
Фигура 3: Съотношението между броя на феритни и шок
издръжливост на заварка на метал FCW марка E2594
Фигура 4: Съотношението на броя на феритни и Feritscope
диаграма WRC
Заваряването метал на дуплексна неръждаема стомана се регулира така, че да се получи това изисква свойства в състоянието след заваряването, както е показано на снимка 4; за разлика от равномерното разпределение на феритни и аустенитни фази в дуплексна неръждаема стомана, заварка на метал, те се разпространяват много по случаен принцип.
Приложение 4 показва съотношението на феритни измерва с помощта на инструмент, посочен от Feritscope и WRC диаграма. Това може да се види, че данните не съвпадат точно. Ето защо е необходимо да се вземе под внимание, кой метод е определено ферит номер.
4. Консумативи дуплексна неръждаема стомана фирми Kobelco
Заваръчни консумативи дуплексна неръждаема стомана фирми Kobelco са на разположение за всички степени на дуплексна неръждаема стомана. Те са изброени в таблица 2 заедно с техните химични състави и механични свойства.
Таблица 2: Типични свойства на заваряване материал на дуплексна неръждаема стомана Kobelco
Ключовият фактор в производството на заваряване материал за дуплексни неръждаеми стомани е да контролира относително високо съдържание на азот (N), което често води до проблеми, свързани с порьозност, по-специално, образуване фистула и ями на продълговати порите, както и трудно за отстраняване на шлаката. Той може също да наруши radiografichnost заваряване поток електрод (FCAW) и SMAW заваряване (SMAW) и в хоризонтално положение над. За да се избегнат проблемите, свързани с образуването на порьозност, Kobelco заваръчни материали компания са създадени така, че да се увеличи разтворимостта на азот чрез промяна на химични формули на заваръчен метал и за оптимизиране на температурата на термообработка и вискозитета на шлаката. Подобрена шлака подвижност необходимо, съдържащо се в заварка метал азот затруднява изваждането му, независимо от факта, че шлаката образуващи компоненти на потока на покритие (за SMAW), и поток (за FCAW и SAW), обхваща заварка метал по време на заваряване. Недостатъчна отстраняване на резултатите от шлака в местата, че остава на повърхността на едно мънисто, което не се получи гладка шев и / или води до шлакови включвания. Заваряване на материали Kobelco проектирани така, че да се оптимизира образуващи компоненти в черупката покрити електроди шлаката, както и поток и FCW SAW да се улесни отстраняването на шлака.
На Изображение 5 показва появата на заваръчен ръб и макроструктура челната фуга получена с метода FCAW PREMIARC ™ DW-2594. На склад 6 е същото съединение, образуван от SAW тел PREMIARCTM US-2209 / поток PREMIARCTM PF-S1D. Заваръчни консумативи дуплекс неръждаема стомана фирми Kobelco дават отлични механични свойства (вж. Таблица 2), висока устойчивост на хлътване и порьозност, както и отлична подвижност на шлака.
Фото 5: Външният вид на заваръчния шев и
макроструктура челно съединение DW-2594 (3G)
Снимка 6: Външният вид на заваръчния шев и
макроструктура челно съединение
US-2209 / PF-S1D (1G)
5. Избор на консумативи за заваряване
При заваряване дуплексна неръждаема стомана заваръчни материали се препоръчва да се избере еднакви или по-висока степен. Например, когато заваряване дуплекс стандарт неръждаема стомана е възможно да се избере заваръчни материали еквивалентни AWS E2209 или E2594 (висока степен). Насоки за избор на материали са представени в таблица 3.
При заваряване на различни метали - въглеродна стомана или аустенитна неръждаема стомана и дуплексна неръждаема стомана заваръчни материали се използват или марка 309L 309MoL, или предназначени за дуплексни неръждаеми стомани. Препоръки за избор са представени в таблица 4.
Клас заваръчни материали
Видове 309MoL, 2594
Таблица 4: Избор на различни заваръчни консумативи
6. Бележки за използване
Заваръчни работи за дуплекс неръждаеми стомани обикновено са подобни на операциите за аустенитни неръждаеми стомани, но трябва да се обърне специално внимание за да се гарантира, че най-силните си страни.
6.1 Ограничаване на топлина вход
6.2 Химическа формула защитен газ когато GTAW
При заваряване на TIG заваряване корен provarkoy кръгъл тръбни връзки от неръждаема стомана в защитен газ обикновено се използва 100% аргон Аг. Въпреки това, ако 100% аргон се използва като защитен газ при заваряване с TIG непрекъснато пълнител прът за дуплексна неръждаема стомана, количеството на азот N в заварка метал може да бъде по-малко от пръчката пълнител за TIG. Това се случва, когато азот TIG заваряване не преминава изцяло в заварка метал; вместо това, някои азотни изходи под формата на N2 газ от заваръчната вана.
Това води до излишък от ферит в заварката метал и / или падне PREW, което може да доведе до спад якост на удар и устойчивост на точкова корозия. За да се избегне това, се препоръчва да се добави към състава на защитен газ около 2% N2 газ в зависимост от съдържанието на азот в метала на заваръчния шев и / или основния метал.
6.3 Предотвратяването на горещо през крекинг SAW
Трябва също да се отбележи, че заваряването консумативи дуплексна неръждаема стомана са по-податливи на горещо крекинг от стандартните заваръчни материали от неръждаема стомана, с изключение на заваряване материали от напълно аустенитни неръждаеми стомани. В този смисъл е налице висок риск от напукване гореща по време на заваряване SAW, които са склонни да използват по-висока топлинна мощност. Поради чувствителността към горещ напукване също се влияе от формата на перли заварка, е препоръчително да се избегне заварката тесния процеп, високата заваряване тока и скоростта на заваряване. Тези заваръчни условия трябва да бъдат внимателно проверени преди започване на работа.