Căutare
Tub duplex din oțel inoxidabil este un material din oțel inoxidabil cu o structură în fază dublă de austenită și ferită, cu un raport de structură tipic de 50% austenit și 50% ferită. Această structură îi conferă o rezistență ridicată, o duritate ridicată și o rezistență excelentă la coroziune, în special în mediul de coroziune a stresului clorurii. Cu toate acestea, în timpul procesului de sudare, funcționarea necorespunzătoare va duce la dezechilibrul de fază, ceea ce va afecta serios proprietățile mecanice și rezistența la coroziune a conductei.
Cauzele dezechilibrului de fază în sudare
Ciclul de căldură de sudare va afecta microstructura materialului părinte și a zonei de sudură. Principalele cauze includ:
Intrare prea mare sau prea mică de căldură;
Viteză necorespunzătoare de sudare;
Controlul slab al temperaturii preîncălzite și a temperaturii inter -stratului;
Viteză de răcire prea rapidă sau prea lentă;
Selecție incorectă a materialelor de sudare și a gazelor de protecție.
Factorii de mai sus pot face ca faza austenită să nu se formeze complet sau să inducă precipitarea fazelor secundare dăunătoare (cum ar fi faza σ și faza χ), determinând microstructura zonei de sudură să se abată de la raportul ideal de 50:50.
Controlul aportului de căldură este o măsură cheie
Menținerea aportului de căldură adecvat este mijloacele de bază pentru a preveni dezechilibrul în fază. În general, se recomandă controlul intrării de căldură între 0,5-2,5 kJ/mm. Dacă intrarea de căldură este prea mare, va promova precipitațiile fazei σ sau a altor faze fragile; Dacă aportul de căldură este prea scăzut, metalul de sudură se poate răci prea repede, faza austenită nu poate fi complet precipitată, raportul de ferită crește, iar duritatea scade.
Utilizarea de sudură cu mai multe straturi și tehnologie de sudură îngustă poate reduce eficient aportul de căldură al unei singure treceri și poate reduce formarea de structuri nefavorabile.
Alegeți o metodă de sudare adecvată
Diferite metode de sudare au un impact semnificativ asupra controlului structurii. Metodele comune de sudare includ:
Sudarea cu arc de tungsten cu gaz (GTAW/TIG): Potrivit pentru sudare rădăcină, aport de căldură controlabil, care este propice reglarea structurii;
Sudarea cu arc metalic cu gaz (GMAW/MIG): Potrivit pentru umplerea și acoperirea sudurilor, iar structurile bune pot fi obținute prin reglarea în mod corespunzător a parametrilor;
Sudarea cu laser și sudare cu arc plasmatic: zona afectată de căldură este îngustă, iar un control adecvat poate reduce abaterea structurii.
Utilizarea sudării cu arc pulsat poate obține un control mai precis al intrării de căldură și poate promova formarea fazei austenite.
Selectarea corectă a materialelor de sudare
Compoziția materialului de umplutură trebuie să se asigure că conținutul de austenită din sudură poate atinge ținta. De obicei, se folosește un fir de sudare sau un electrod cu un conținut de nichel ușor mai mare decât materialul de bază. De exemplu, materialul de umplere pentru materialul de bază UNS S32205 poate fi sârmă de sudare ER2209, care are un conținut de nichel de 8,5%-9,5%, care este mai mare decât materialul de bază, pentru a promova regenerarea austenitei după sudare.
În plus, conținutul de impuritate de fosfor, sulf și alte impurități din materialul de umplutură trebuie evitat pentru a reduce posibilitatea de a forma incluziuni nocive.
Calitatea de protecție a gazelor este crucială
În timpul sudării TIG sau sudarea MIG, puritatea și compoziția gazelor de protecție joacă un rol important în controlul microstructurii. Trebuie selectat argon de înaltă puritate sau argon/azot mixt. Cantitatea potrivită de azot poate promova formarea fazei austenite și poate contribui la îmbunătățirea rezistenței la pitting. De obicei, un gaz mixt cu 1-2% azot adăugat are un efect semnificativ asupra optimizării microstructurii.
Infiltrarea aerului trebuie evitată în timpul sudării pentru a preveni formarea de intercaluri de oxid sau zone de oxid de delimitare a cerealelor.
Rata de răcire ar trebui să fie moderată
Răcirea prea rapidă va împiedica austenita să precipită în timp, rezultând ferită excesivă. Răcirea prea lentă poate duce la precipitații din faza σ. Metoda ideală de răcire este răcirea naturală în aer, evitând răcirea forțată a aerului sau răcirea apei.
Pentru conductele cu pereți groși, păturile de control al temperaturii sau măsurile de izolare post-sudură pot fi utilizate în mod corespunzător pentru a se asigura că curba de răcire este blândă și transformarea microstructurii este suficientă.
Controlați temperatura inter -stratului
În sudarea cu mai multe treceri, controlul temperaturii intermediare este unul dintre etapele cheie pentru a preveni dezechilibrul în fază. În general, se recomandă ca temperatura intermediară să nu depășească 150 ° C. Temperatura excesivă a inteperelor va provoca acumularea de căldură, va crește rata de difuzie a limitelor de cereale și va induce precipitarea fazelor fragile. Utilizarea unui termometru infraroșu pentru a monitoriza temperatura în timp real poate îmbunătăți controlabilitatea procesului de sudare.
Tratamentul termic post-sudură și testarea metalografică
Pentru tuburile de oțel duplex în scopuri speciale, cum ar fi cele utilizate în zone cheie, cum ar fi inginerie marină și echipamente petroliere și gaze, se recomandă efectuarea de recoacere a soluției post-sudură (în general la 1050-1120 ° C) și apoi să se răcească rapid pentru a restabili raportul de structură duplex ideală și pentru a dizolva precipitațiile nocive.
După sudură, un microscop metalografic trebuie utilizat pentru a verifica raportul de fază a zonei de sudură sau un detector de conținut de ferită (cum ar fi un instrument de inducție magnetică) ar trebui să fie utilizat pentru analiza cantitativă pentru a se asigura că conținutul de austenit este cuprins între 35% și 65%.
