Rozsdamentes acél nyomástartó edényekhez és hegesztési jellemzői
Az úgynevezett rozsdamentes acél azt jelenti, hogy bizonyos mennyiségű krómot kell hozzáadni az acélhoz, így az acél passzivált állapotban van, és nem rozsdásodik. E cél eléréséhez krómtartalmának 12 százalék felett kell lennie. Az acél passziválhatóságának javítása érdekében gyakran adnak a rozsdamentes acélhoz olyan elemeket, mint a nikkel és a molibdén, amelyek az acélt passziválják. A rozsdamentes acélnak nevezett acél valójában egy általános kifejezés a rozsdamentes acélra és a saválló acélra. A rozsdamentes acél nem feltétlenül saválló, és a saválló acél általában jó rozsdamentes tulajdonságokkal rendelkezik. A rozsdamentes acél az acél szerkezete szerint négy kategóriába sorolható, nevezetesen ausztenites rozsdamentes acél, ferrites rozsdamentes acél, martenzites rozsdamentes acél és ausztenites-ferrites duplex rozsdamentes acél.
1. Ausztenites rozsdamentes acél és hegesztési jellemzői
Az ausztenites rozsdamentes acél a legszélesebb körben használt rozsdamentes acél, és a magas Cr-Ni típusú a leggyakoribb. Jelenleg az ausztenites rozsdamentes acél durván Cr18-Ni8, Cr25-Ni20 és Cr25-Ni35 típusra osztható. Az ausztenites rozsdamentes acél a következő hegesztési jellemzőkkel rendelkezik:
① A melegen repedt ausztenites rozsdamentes acél hegesztése kis hővezető képességgel és nagy lineáris tágulási együtthatóval rendelkezik, így a hegesztési folyamat során a hegesztett kötés magas hőmérsékleten való tartózkodási ideje hosszabb, és a varrat könnyen durva oszlopos szemcsét képez. szerkezet. Ha a szennyező elemek, például kén, foszfor, ón, antimon és nióbium tartalom magas, alacsony olvadáspontú eutektikum képződik a szemcsék között, és a hegesztési varratban könnyen kialakulnak megszilárdulási repedések, amikor a hegesztett kötést nagy hatásnak teszik ki. húzófeszültség. A hőhatászónában cseppfolyósodási repedések keletkeznek, amelyek mind a hegesztési hőrepedésekhez tartoznak. A forró repedések megelőzésének leghatékonyabb módja az alacsony olvadáspontú eutektikumok kialakulására hajlamos szennyező elemek csökkentése az acélban és a hegesztési fogyóanyagokban, valamint a króm-nikkel ausztenites rozsdamentes acél 4-12 százalékos ferritszerkezettel történő elkészítése.
② Szemcseközi korrózió A krómcsökkenés elmélete szerint a szemcseközi korrózió fő oka a króm-karbid kicsapódása a szemcseközi felületen, ami a szemcsehatáron a króm kimerülését eredményezi. Ezért az ultraalacsony szén-dioxid-kibocsátású vagy stabilizáló elemeket, például nióbiumot és titánt tartalmazó hegesztőanyagok kiválasztása a szemcseközi korrózió megelőzésének fő intézkedése.
③ Feszültségkorróziós repedés A feszültségkorróziós repedés általában rideg meghibásodásként jelentkezik, és a károsodási folyamat rövid ideig tart, így a kár súlyos. Az ausztenites rozsdamentes acél feszültségkorróziós repedésének fő oka a hegesztési maradékfeszültség. A hegesztett kötések szerkezetváltozása vagy a feszültségkoncentráció megléte, valamint a lokális korróziós közeg koncentrációja szintén befolyásolja a feszültségkorróziós repedést.
④ σ hegesztett kötések fázis ridegsége A σ fázis egyfajta rideg és kemény intermetallikus vegyület, amely főleg az oszlopos szemcsék szemcsehatárában gyűlik össze. Mind a fázis, mind a δ fázis σ fázisátalakuláson mehet keresztül. Például, ha a Cr25Ni20 típusú hegesztést 800-900 fokra melegítjük, erős →δ átalakulás következik be. A króm-nikkel ausztenites rozsdamentes acél, különösen a króm-nikkel-molibdén rozsdamentes acél esetében hajlamos a δ→σ fázistranszformáció bekövetkezésére, főként azért, mert a króm és molibdén elemek nyilvánvaló szigma átalakulással rendelkeznek, amikor a hegesztési varrat δ ferrittartalma meghaladja a 12 százalékot. , a δ→σ átalakulása nagyon nyilvánvaló, ami a hegesztési fém nyilvánvaló rideggé válását eredményezi, ezért a melegfalú hidrogénező reaktor belső falán lévő felületi réteg 3-10 százalék között szabályozza a δ ferrittartalmat. ok.
2. Ferrites rozsdamentes acél és hegesztési jellemzői
A ferrites rozsdamentes acél két kategóriába sorolható: közönséges ferrites rozsdamentes acél és ultratiszta ferrites rozsdamentes acél. Ezek közül a közönséges ferrites rozsdamentes acél Cr12 ~ Cr14 típusú, mint például a 00Cr12, 0Cr13Al; Cr16 ~ Cr18 típusú, például 1Cr17Mo; Cr25 ~ 30 típus.
A közönséges ferrites rozsdamentes acél magas szén- és nitrogéntartalma miatt nehezen feldolgozható és hegeszthető, a korrózióállósága pedig nehezen garantálható, ezért a felhasználás korlátozott. Az ultratiszta ferrites rozsdamentes acélban az acél szén- és nitrogéntartalmát szigorúan ellenőrzik. A teljes nitrogén mennyiségét általában három szinten szabályozzák: 0.035 százaléktól 0.045 százalékig, 0,030 százalékig és 0,010 százalék és 0,015 százalék között. Ugyanakkor a szükséges ötvözőelemeket adják hozzá, hogy tovább javítsák az acél korrózióállóságát és átfogó teljesítményét. A közönséges ferrites rozsdamentes acélhoz képest az ultratiszta, magas krómtartalmú ferrites rozsdamentes acél jó ellenáll az egyenletes korróziónak, a pontkorróziónak és a feszültségkorróziónak, és széles körben használják a petrolkémiai berendezésekben. A ferrites rozsdamentes acél a következő hegesztési jellemzőkkel rendelkezik:
① Magas hegesztési hőmérséklet hatására a szemcsék a hő által érintett zónában, ahol a melegítési hőmérséklet 1000 fok feletti, gyorsan növekednek, különösen a varrat közelében. Még akkor is, ha a hegesztés után gyorsan lehűl, a szívósság éles csökkenése és a szemcseközi korrózióra való nagy hajlam.
② Maga a ferrites acél magasabb krómtartalommal, több káros elemmel, például szénnel, nitrogénnel, oxigénnel stb., magasabb rideg átmeneti hőmérséklettel és erősebb bevágásérzékenységgel rendelkezik. Ezért a hegesztés utáni ridegség súlyosabb.
③ Ha hosszú ideig lassan 400-600 fokon melegítik és hűtik, 475 fokos ridegség lép fel, ami jelentősen csökkenti a szívósságot szobahőmérsékleten. Hosszabb ideig tartó 550-820°C-os hevítés után a σ fázis könnyen kicsapódik a ferritből, plaszticitása és szívóssága is jelentősen csökken.
3. Martenzites rozsdamentes acél és hegesztési jellemzői
A martenzites rozsdamentes acél Cr13 típusú martenzites rozsdamentes acélra, alacsony széntartalmú martenzites rozsdamentes acélra és szuper martenzites rozsdamentes acélra osztható. A Cr13 típus általános korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik. A Cr12-alapú martenzites rozsdamentes acélból a nikkel, molibdén, volfrám, vanádium és egyéb ötvözőelemek hozzáadásának köszönhetően nemcsak bizonyos korrózióállósággal rendelkezik, hanem magas hőmérsékleti szilárdsággal és magas hőmérséklettel szembeni ellenállással is rendelkezik. . Oxidációs tulajdonságok.
Martenzites rozsdamentes acél hegesztési jellemzői: A Cr13 típusú martenzites rozsdamentes acél hegesztési varrat és a hőhatású zóna különösen nagy a keményedési hajlam, és a hegesztett kötés léghűtéses körülmények között kemény és rideg martenzitet kaphat. A hegesztés hatására könnyen megjelennek a hegesztési hideg repedések. Ha a hűtési sebesség kicsi, durva ferrit és szemcseközi karbidok képződnek a varrat és a hegesztési fém közelében, ami jelentősen csökkenti a kötés plaszticitását és szívósságát.
Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású és szupermartenzites rozsdamentes acél hegesztési és hőhatásövezetének lehűtése után mindegyik alacsony szén-dioxid-kibocsátású martenzitté alakul, de nincs nyilvánvaló keményedési jelenség, és jó hegesztési teljesítményt nyújtanak.
Rozsdamentes acél hegesztési kellékek választéka nyomástartó edényekhez
1. Ausztenites rozsdamentes acél hegesztőanyagok kiválasztása
Az ausztenites rozsdamentes acél hegesztőanyagok kiválasztásának elve annak biztosítása, hogy a hegesztési fém korrózióállósága és mechanikai tulajdonságai alapvetően megegyezzenek vagy magasabbak legyenek az alapfémmel, repedésmentes állapotban. mérkőzés. A korrózióálló ausztenites rozsdamentes acélok esetében általában kívánatos bizonyos mennyiségű ferritet tartalmazni, amely nemcsak jó repedésállóságot, hanem jó korrózióállóságot is biztosít. Egyes speciális közegekben, például a karbamid-berendezések hegesztési fémében azonban ferrit nem létezhet, különben csökken a korrózióállósága. Hőálló ausztenites acélok esetén meg kell fontolni a hegesztett fém ferrittartalmának szabályozását. A hosszú ideig magas hőmérsékleten üzemeltetett ausztenites acélhegesztéseknél a varratfém ferrittartalma nem haladhatja meg az 5 százalékot. Az olvasók a Schaeffler-diagram alapján meg tudják becsülni a megfelelő ferrittartalmat a króm- és nikkel-egyenérték alapján a hegesztett fémben.
kép
2. Ferrites rozsdamentes acél hegesztőanyagok kiválasztása
A ferrites rozsdamentes acél hegesztőanyagoknak alapvetően három típusa van: 1) olyan hegesztőanyagok, amelyek összetétele alapvetően megegyezik az alapfémmel; 2) ausztenites hegesztési fogyóeszközök; 3) nikkel alapú ötvözetből készült hegesztőanyagok, amelyeket magas áraik miatt ritkán használnak.
A ferrites rozsdamentes acél hegesztőanyagok készülhetnek az alapfémmel egyenértékű anyagokból, de nagy visszatartási fok esetén könnyen előfordulhatnak repedések. A hőkezelés hegesztés után alkalmazható a korrózióállóság helyreállítására és a hézagok plaszticitásának javítására. Az ausztenites hegesztőanyagok használatával elkerülhető az előmelegítés és a hegesztés utáni hőkezelés, de a különböző, stabil elemeket nem tartalmazó acéloknál továbbra is fennáll a hőhatás zóna érzékenysége, és a 309 és 310 króm-nikkel ausztenites hegesztőanyagok általánosak. használt. A Cr17 acélhoz 308-as hegesztőanyagok is használhatók. A magas ötvözettartalmú hegesztőanyagok előnyösek a hegesztett kötések plaszticitásának javításában. Az ausztenites vagy ausztenites-ferrites varrat alapvetően olyan erős, mint a ferrites nemesfém, de egyes korrozív közegekben a varrat korrózióállósága nagyon eltérhet az alapfémétől. Ügyeljen a hegesztési anyagok kiválasztására.
3. Martenzites rozsdamentes acél hegesztőanyagok kiválasztása
A rozsdamentes acélban a martenzites rozsdamentes acél hőkezeléssel állítható. Ezért a teljesítménykövetelmények biztosítása érdekében, különösen a hőálló martenzites rozsdamentes acél esetében, a varrat összetételének a lehető legközelebb kell állnia az alapfém összetételéhez. A hidegrepedések elkerülése érdekében ausztenites hegesztőanyagok is használhatók, és a hegesztési szilárdságnak ekkor kisebbnek kell lennie, mint az alapfémé.
Ha a varrat összetétele hasonló az alapféméhez, akkor a hegesztési varrat és a hőhatászóna egyszerre megkeményedik és rideggé válik, és a hőhatászónában egy temperálási lágyító zóna jelenik meg. A hidegrepedés megelőzése érdekében a 3 mm-nél vastagabb alkatrészeket gyakran elő kell melegíteni, és a hegesztés után gyakran hőkezelésre van szükség a kötés teljesítményének javítása érdekében. Mivel a varrat és az alapfém hőtágulási együtthatója alapvetően megegyezik, a hőkezelés után lehetőség van a varrat teljes megszüntetésére. feszültség.
kép
Ha a munkadarab előmelegítése vagy hőkezelése nem megengedett, ausztenites hegesztési varrat választható. Mivel a hegesztési varrat nagy plaszticitással és szívóssággal rendelkezik, enyhíti a hegesztési feszültséget, és több hidrogént tud feloldani, így csökkenti a kötés feszültségét. Hidegrepedési hajlam, de az egyenetlen anyagú hézagok az eltérő hőtágulási együttható miatt a fúziós zónában a keringési hőmérsékletű munkakörnyezetben nyírófeszültséget generálhatnak, ami ízületi tönkremenetelhez vezethet.
Az egyszerű Cr13 típusú martenzites acélnál, ha nem használnak ausztenites szerkezetű hegesztést, nincs sok tere a hegesztési varrat összetételének beállítására, amely általában megegyezik az alapfém mátrixéval, de káros szennyeződéseket, például S, P és Si korlátozni kell. Az Si elősegítheti a durva martenzit képződését a Cr13 martenzites acél varratokban. A C-tartalom csökkentése jótékony hatással van az edzhetőség csökkentésére, és kis mennyiségű elem, például Ti, N vagy Al jelenléte a varratban szintén finomíthatja a szemcséket és csökkentheti az edzhetőséget.
Többkomponensű ötvözött Cr12-alapú martenzites hőszilárdságú acél esetén a fő cél a hőállóság, és általában nem használnak ausztenites hegesztőanyagokat, és a hegesztési összetétel várhatóan közel áll az alapfémhez. Az összetétel beállításánál ügyelni kell arra, hogy a varrat ne jelenjen meg ferrit fázis, mert az nagyon káros a teljesítményre, mert a Cr13-alapú martenzites hőszilárdságú acél fő alkotóelemei többnyire ferrit elemek ( mint például Mo, Nb, W, V stb.), annak érdekében, hogy a teljes szerkezet egységes martenzit legyen, azt ausztenit elemekkel kell kiegyensúlyozni, azaz megfelelő elemeknek kell lenniük, mint C, Ni, Mn, és N.
A martenzites rozsdamentes acél hidegrepedésre nagyon hajlamos, ezért szigorúan be kell tartani az alacsony hidrogént, még az ultraalacsony hidrogént is, és erre kell figyelni a hegesztőanyagok kiválasztásánál.
A nyomástartó edények rozsdamentes acél hegesztésének legfontosabb pontjai
1. Az ausztenites rozsdamentes acél hegesztésének főbb pontjai
Általában az ausztenites rozsdamentes acélok kiváló hegeszthetőségűek. Ausztenites rozsdamentes acél hegesztésére szinte minden fúziós hegesztési módszer alkalmazható, és az ausztenites rozsdamentes acél hőfizikai tulajdonságai és mikroszerkezeti jellemzői meghatározzák hegesztési folyamatának kulcspontjait.
① Az ausztenites rozsdamentes acél kis hővezető képessége és nagy hőtágulási együtthatója miatt hegesztés közben könnyű nagy alakváltozást és hegesztési feszültséget előidézni, ezért a lehető legnagyobb mértékben a koncentrált hegesztési energiával történő hegesztési módszert kell kiválasztani.
② Az ausztenites rozsdamentes acél kis hővezető képessége miatt nagyobb behatolási mélységet érhet el, mint az alacsonyan ötvözött acél azonos áram alatt. Ugyanakkor a nagy ellenállás miatt az ívhegesztés során az elektróda kivörösödésének elkerülése érdekében a hegesztőáram kisebb, mint az azonos átmérőjű szénacél vagy gyengén ötvözött acél elektródáké.
③ Hegesztési előírások. Általában ne használjon nagy bemeneti energiát a hegesztéshez. Elektróda ívhegesztésnél célszerű kis átmérőjű elektródákat használni a gyors többutas hegesztéshez. Nagy igényű hegesztéseknél még hideg vizet is öntsön a lehűlés felgyorsítása érdekében. Tiszta ausztenites rozsdamentes acél és szuperausztenites rozsdamentes acél esetében a termikus repedésérzékenység miatt Ha nagy, a hegesztési vonal energiáját szigorúan ellenőrizni kell, hogy megakadályozzuk a hegesztési szemcsék súlyos növekedését és a hegesztési forró repedések előfordulását.
④ A hegesztési varrat termikus repedésállóságának és korrózióállóságának javítása érdekében a hegesztés során különös figyelmet kell fordítani a hegesztési terület tisztaságára, hogy a varratba káros anyagok ne kerülhessenek be.
⑤ Az ausztenites rozsdamentes acél általában nem igényel előmelegítést a hegesztés során. Annak érdekében, hogy megakadályozzuk a szemcsék növekedését és a keményfém kicsapódást a hegesztési varratban és a hő által érintett zónában, valamint biztosítsuk a hegesztett kötés plaszticitását, szívósságát és korrózióállóságát, alacsonyabb rétegközi hőmérsékletet kell szabályozni, általában nem haladja meg a 150 fokot.
2. Ferrites rozsdamentes acél hegesztési pontok
A ferrites rozsdamentes acél viszonylag több ferritképző elemet, viszonylag kevesebb ausztenitképző elemet tartalmaz, és az anyag kevésbé hajlamos megkeményedni és hidegrepedezésre. A ferrites rozsdamentes acél hegesztési hőciklusának hatására a hőhatászónában a szemcsék nyilvánvalóan megnőnek, és a kötés szívóssága és plaszticitása meredeken csökken. A szemcsenövekedés mértéke a hőhatászónában a hegesztés során elért maximális hőmérséklettől és annak tartási idejétől függ. Ezért a ferrites rozsdamentes acél hegesztésekor a lehető legnagyobb mértékben kis vonali energiát kell használni, azaz olyan energiakoncentrációs módszert kell alkalmazni, mint a kisáramú TIG, kézi hegesztés kis átmérőjű elektródákkal stb. Ilyen például a keskeny réshorony, a nagy hegesztési sebesség és a többrétegű hegesztés, amennyire csak lehetséges, és a rétegek közötti hőmérsékletet szigorúan ellenőrizni kell.
A hegesztési hőciklus hatása miatt általában a ferrites rozsdamentes acél érzékennyé válik a hőhatászóna magas hőmérsékletű zónájában, és egyes közegekben szemcseközi korrózió lép fel. A hegesztés után 700-850 fokos hőkezelésnek vetik alá a króm homogenizálását és korrózióállóságának helyreállítását.
A közönséges magas krómtartalmú ferrites rozsdamentes acél hegeszthető elektródos ívhegesztéssel, védőgázas hegesztéssel, merülőíves hegesztéssel és egyéb hegesztési módszerekkel. A magas krómtartalmú acél alacsony plaszticitása, valamint a hőhatászónában bekövetkező szemcsenövekedés, valamint a hegesztési hőciklusok miatt a szemcsehatárokon felhalmozódó karbidok és nitridek miatt a hegesztett kötések plaszticitása és szívóssága nagyon erős. alacsony. Ha az alapfémhez hasonló kémiai összetételű hegesztőanyagokat használnak, és a visszatartás mértéke nagy, akkor repedések keletkezhetnek. A repedések megelőzése, valamint a hézagok plaszticitása és korrózióállósága javítása érdekében, az elektródos ívhegesztést példának vesszük, a következő technológiai intézkedések tehetők.
① Melegítse elő körülbelül 100-150 fokra, hogy az anyagot szívós állapotban hegesse. Minél magasabb a krómtartalom, annál magasabbnak kell lennie az előmelegítési hőmérsékletnek.
② Hegesztés kis bemeneti energiával, kilengés nélkül. A többrétegű hegesztés során a rétegek közötti hőmérsékletet úgy kell szabályozni, hogy ne legyen 150 foknál magasabb, és folyamatos hegesztést nem szabad alkalmazni a magas hőmérsékletű ridegség és a 475 fokos ridegség hatásának csökkentése érdekében.
③ A hegesztés után a 750 ~ 800 fokos izzítás helyreállíthatja a korrózióállóságot és javíthatja a kötés plaszticitását a karbidok szferoidizálódása és a króm egyenletes eloszlása miatt. Az izzítás után gyorsan le kell hűteni, hogy megakadályozzuk a σ fázis és a ridegség előfordulását 475 fokon.
3. Martenzites rozsdamentes acél hegesztési pontok
Cr13 típusú martenzites rozsdamentes acél esetén azonos anyagú elektródák hegesztésénél a hidegrepedések érzékenységének csökkentése, valamint a hegesztett kötések plaszticitása és szívóssága érdekében alacsony hidrogéntartalmú elektródákat kell választani, és a következő intézkedéseket kell tenni. egyszerre vették fel:
① Előmelegítés. Az előmelegítési hőmérséklet az acél széntartalmának növekedésével növekszik, általában 100 és 350 fok között.
② Melegítés után. A magas széntartalmú vagy erősen visszatartott hegesztett kötéseknél a hegesztés után utófűtési intézkedéseket kell tenni a hegesztési hidrogén okozta repedések elkerülése érdekében.
③ Hegesztés utáni hőkezelés. A hegesztett kötések plaszticitásának, szívósságának és korrózióállóságának javítása érdekében a hegesztés utáni hőkezelési hőmérséklet általában 650 ° C ~ 750 ° C, a tartási idő pedig 1 óra / 25 mm.
A szuper- és alacsony széntartalmú martenzites rozsdamentes acélok esetében általában nincs szükség előmelegítésre. Ha nagy a visszatartási fok vagy a hegesztési varrat hidrogéntartalma magas, elő- és utómelegítési intézkedéseket kell tenni. Az előmelegítési hőmérséklet általában 100°C ~ 150°C, a hegesztés utáni hőkezelés hőmérséklete 590 ~ 620°C. Magasabb széntartalmú martenzites acélokhoz. Vagy amikor a hegesztés előtti előmelegítés és a hegesztés utáni hőkezelés nehezen kivitelezhető, és a kötések erősen visszafogottak, az ausztenites hegesztési segédanyagok a mérnöki munkában is használhatók a hegesztett kötések plaszticitásának és szívósságának javítására, valamint a repedések megelőzésére. De jelenleg, amikor a varrat ausztenites vagy ausztenit alapú, valójában alacsony szilárdságú egyezés az alapfém szilárdságához képest, és a hegesztési fém és az nemesfém kémiai összetételében, metallográfiai szerkezetében különbözik, termikus A fizikai és mechanikai tulajdonságok nagyon eltérőek, és elkerülhetetlen a hegesztési maradékfeszültség, amely könnyen feszültségkorróziót vagy magas hőmérsékletű kúszási károsodást okozhat.
Duplex rozsdamentes acél hegesztése
1. A duplex rozsdamentes acél típusai
A duplex rozsdamentes acél ausztenit plusz ferrit duplex szerkezettel és a két fázisszerkezet tartalmával rendelkezik
Alapvetően ugyanaz, tehát az ausztenites rozsdamentes acél és a ferrites rozsdamentes acél jellemzőivel rendelkezik. A folyáshatár elérheti a 400 MPa ~ 550 MPa értéket, ami kétszerese a hagyományos ausztenites rozsdamentes acélénak. A ferrites rozsdamentes acélhoz képest a duplex rozsdamentes acél nagy szívóssággal, alacsony rideg átmeneti hőmérséklettel, jelentősen javított szemcseközi korrózióállósággal és hegesztési teljesítménnyel rendelkezik; ugyanakkor megőrzi a ferrites rozsdamentes acél néhány jellemzőjét, mint például a 475 fokos ridegséget, a hővezető képességet, a kis lineáris tágulási együtthatót, a szuperplaszticitást és a mágnesességet. Az ausztenites rozsdamentes acélhoz képest a duplex rozsdamentes acél szilárdsága magas, különösen a folyáshatár jelentősen javul, és jelentősen javul a korrózióállóság, a feszültségkorrózióállóság és a korróziós kifáradás ellenállása is.
A duplex rozsdamentes acélt kémiai összetétele szerint osztályozzák, és négy típusra oszthatók: Cr18 típusú, Cr23 (Mo kivételével), Cr22 típusú és Cr25 típusú. A Cr25 duplex rozsdamentes acél esetében általános típusú és szuper duplex rozsdamentes acélra osztható, amelyek közül a Cr22 típust és a Cr25 típust széles körben alkalmazták az elmúlt években. A hazámban használt duplex rozsdamentes acélok többségét Svédországban gyártják, és a konkrét minőségek a következők: 3RE60 (Cr18 típus), SAF2304 (Cr23 típus), SAF2205 (Cr22 típus), SAF2507 (Cr25 típus).
2. Duplex rozsdamentes acél hegesztési jellemzői
① A duplex rozsdamentes acél jó hegeszthetőségű. Hegesztés közben nem könnyű rideggé tenni a hő által érintett zónát, mint a ferrites rozsdamentes acélnál, és nem könnyű hegesztési forró repedéseket sem előállítani, mint az ausztenites rozsdamentes acél. Mivel azonban nagy mennyiségű ferrit van benne, Ha a varrat merevsége vagy hidrogéntartalma magas, hidrogénhűtéses repedések keletkezhetnek, ezért nagyon fontos a hidrogénforrás szigorú ellenőrzése.
② A kétfázisú acél jellemzőinek biztosítása érdekében az ausztenit és a ferrit megfelelő arányának biztosítása a hegesztett kötés szerkezetében a kulcs az ilyen típusú acélok hegesztéséhez. Amikor a kötés hegesztés utáni hűtési sebessége lassú, a δ→ szekunder fázisváltozás viszonylag elegendő, így szobahőmérsékleten viszonylag megfelelő fázisarányú duplex szerkezetet kaphatunk, amely megfelelő nagy hegesztési hőbevitelt igényel a hegesztés során. . Ellenkező esetben, ha a hegesztés utáni lehűlési sebesség gyors, a δ ferrit fázis megnő, ami a kötés plaszticitásának, szívósságának és korrózióállóságának jelentős csökkenését eredményezi.
3. Duplex rozsdamentes acél hegesztőanyagok kiválasztása
Duplex rozsdamentes acél hegesztési segédanyagai, amelyekre jellemző, hogy a hegesztési varrat szerkezete duplex szerkezet, amelyet az ausztenit dominál, és a főbb korrózióálló elemek (króm, molibdén stb.) tartalma megegyezik az alapfémmel, ezáltal ugyanolyan korrózióállóságot biztosítva, mint az alapfém nem. A hegesztési varrat ausztenittartalmának biztosítása érdekében a nikkel- és nitrogéntartalmat általában növelik, vagyis a nikkel-egyenértéket körülbelül 2-4 százalékkal növelik. A duplex rozsdamentes acél alapanyagban általában van egy bizonyos mennyiségű nitrogéntartalom, és bizonyos mennyiségű nitrogéntartalom várható a hegesztőanyagokban is, de általában nem lehet túl magas, különben pórusok keletkeznek. Ily módon a magas nikkeltartalom jelentős különbséggé vált a hegesztőanyag és az alapfém között.
A korrózióállóság és az ízületi szívósság különböző követelményei szerint válassza ki az alapfém kémiai összetételének megfelelő elektródát, például hegesztő Cr22 duplex rozsdamentes acélt, választhat Cr22Ni9Mo3 elektródát, például E2209 elektródát. Savas elektródák használatakor jó a salakeltávolítás és szép a hegesztési forma, de az ütésállóság alacsony. Ha a hegesztett fémnek nagy ütésállóságúnak kell lennie, és minden helyzetben hegesztésre van szükség, lúgos elektródákat kell használni. Alapelektródákat általában akkor használnak, amikor a gyökértámaszt hegesztik. Ha a hegesztési varrat korrózióállóságára különleges követelmények vonatkoznak, akkor szuperduplex acélelemekkel rendelkező alapelektródákat is kell használni.
Szilárd, védőgázas hegesztőhuzal esetén, miközben biztosítani kell a varrat fém jó korrózióállóságát és mechanikai tulajdonságait, figyelmet kell fordítani a hegesztési folyamat teljesítményére is. Folyasztószeres huzalhoz, ha a varrat alakjának szépnek kell lennie, rutilos vagy titános. Kalcium típusú folyasztószeres huzalhoz, ha nagyobb ütésállóságra van szükség, vagy nagyobb visszafogottságú hegesztési körülmények között, nagyobb lúgosságú folyasztószeres huzalt kell használni. használva lenni.
A merülőíves hegesztéshez célszerű kisebb átmérőjű hegesztőhuzalt használni a többrétegű és többmenetes hegesztés megvalósításához kis és közepes méretű hegesztési specifikációk mellett, hogy elkerülhető legyen a hegesztési hőhatás zóna és a hegesztési fém ridegsége. , és használjon megfelelő lúgos fluxust.
4. Hegesztési pontok duplex rozsdamentes acélból
① A hegesztési hőfolyamat szabályozása A hegesztési hőenergia, a rétegközi hőmérséklet, az előmelegítés és az anyagvastagság mind befolyásolja a hűtési sebességet a hegesztés során, így befolyásolja a hegesztési varrat szerkezetét és teljesítményét, valamint a hőhatás zónáját. A túl gyors vagy túl lassú hűtési sebesség befolyásolja a duplex acél hegesztett kötések szívósságát és korrózióállóságát. Ha a hűtési sebesség túl gyors, az túlzott fázistartalomhoz vezet, és növeli a Cr2N kiválását. Ha a hűtési sebesség túl lassú, a kristályszemcsék erősen eldurvulnak, és még néhány rideg intermetallikus vegyület, például a σ fázis is kicsapódhat. Az 1. táblázat felsorol néhány ajánlott hegesztővezeték-energiát és az áthaladási hőmérséklet-tartományokat. A vonalenergia kiválasztásakor figyelembe kell venni a fajlagos anyagvastagságot is. A táblázatban szereplő vonalenergia felső határa vastag lemezekre, az alsó határ vékony lemezekre alkalmas. 25% ω(Cr)-tartalmú duplex acél és magas ötvözettartalmú szuperrozsdamentes acél hegesztésekor, a legjobb hegesztési fémtulajdonságok elérése érdekében, ajánlatos a maximális interpass hőmérsékletet 100 fokon szabályozni. Ha a hegesztés után hőkezelésre van szükség, az áthaladási hőmérséklet nem korlátozható.
② Hegesztés utáni hőkezelés A duplex rozsdamentes acélt nem célszerű hegesztés után hőkezelni, hanem ha a hegesztett állapotban lévő fázistartalom meghaladja a követelményt, vagy káros fázisok, például σ fázis kicsapódnak, utó- hegesztési hőkezeléssel javítható. Az alkalmazott hőkezelési módszer a vízhűtés. A hőkezelés során a melegítésnek a lehető leggyorsabbnak kell lennie, és a hőkezelési hőmérsékleten a tartási idő 5 ~ 30 perc, ami elegendő a fázisok egyensúlyának helyreállításához. A fémek oxidációja nagyon súlyos a hőkezelés során, ezért fontolóra kell venni az inertgáz elleni védelmet. A 22 százalék ω (Cr) tartalmú kétfázisú acél esetében a hőkezelést 1050 °C ~ 1100 °C hőmérsékleten, míg a kétfázisú acélt és a szuper kétfázisú acélt 25 százalék ω-val (Cr) kell elvégezni. ) hőkezelést igényelnek 1070°C ~ 1120°C hőmérsékleten. Végezze el a hőkezelést.
Példa rozsdamentes acél nyomástartó edény hegesztésére
A 800 mm átmérőjű és 10 mm falvastagságú tartály 0Cr18Ni9-ből készül.
szemléltet:
① A henger átmérője 800 mm, és a hegesztő hegesztéshez fúrhat a hengerbe. Ezért a henger hossz- és körvarrata mindkét oldalon elektródos ívhegesztéssel van hegesztve.
② Ebben a berendezésben nincs lyuk, így a záróhegesztés csak kívülről hegeszthető. A hegesztési minőség biztosítása érdekében AWI hegesztést alkalmaznak alátétként. A hátsó fém azonban oxidálódik a rozsdamentes acél argon ívhegesztése során. Régebben csak a hátoldalon lévő argontöltet módszere lehetett védekezni. nem jó. Ennek az eljárási nehézségnek a megoldására a Nippon Oil & Fat Company hegesztési részlege kifejlesztett és gyártott egy hátsó önvédő rozsdamentes AWI hegesztőhuzalt, amely egy speciális bevonattal ellátott hegesztőhuzal és a bevonat (vagyis a bevonat). ) olvadás után behatol az olvadt medencébe A hátoldalon sűrű védőréteg képződik, mely az elektródabevonat szerepével egyenértékű. Ennek a hegesztőhuzalnak a használata pontosan megegyezik a hagyományos AWI hegesztőhuzaléval, és a bevonat nem befolyásolja az elülső ívet és az olvadt medence alakját, ami nagymértékben csökkenti a rozsdamentes acél argon ívhegesztés hegesztési költségeit. Ebben a berendezésben a hátsó argonvédelem használata esetén komoly az argonhulladék, ezért az önárnyékoló hegesztőhuzalt használják.
③ Az összekötő cső és a lapos hegesztőkarima, valamint az összekötő cső és a héj közötti sarokvarratokhoz, tekintettel a varratok alakjára és hegesztési körülményeire ezen a részen, általában elektródos ívhegesztést alkalmaznak. Ha az összekötő cső átmérője túl kicsi, a hegesztés nehézségének csökkentése érdekében AWI hegesztés is alkalmazható.
④ A sarokvarrat a tartó és a héj között nem nyomástartó hegesztés, és védőgázas hegesztést használnak (a védőgáz tiszta CO2), amely nagy hatásfokkal és jó hegesztési formával rendelkezik. A TFW-308L a hegesztőanyag-minőség, a hegesztőanyag-modell pedig az E308LT1-1 (AWS A5.22).
