Βαθμοί σωλήνων από κράμα χάλυβα και πλαίσιο κατασκευής
Οι χάλυβες από κράμα χρωμίου-μολυβδαινίου καθορίζονται για υψηλές-θερμοκρασίες και διαβρωτικές υπηρεσίες σε εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, διύλισης πετρελαίου και πετροχημικών. Οι συνήθεις ποιότητες περιλαμβάνουν ASTM A335 P5 και P9 (5 και 9 τοις εκατό χρώμιο), P11 και P22 (1,25 και 2,25 τοις εκατό χρώμιο με μολυβδαίνιο) και P91 (9 τοις εκατό χρώμιο με μολυβδαίνιο και βανάδιο για αντοχή σε ερπυσμό). Η συγκολλημένη κατασκευή αυτών των ποιοτήτων ακολουθεί τις ίδιες βασικές αρχές με τον ανθρακούχο χάλυβα, αλλά με αυστηρότερο θερμικό έλεγχο, επειδή η σκληρυνσιμότητα των κραμάτων καθιστά τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα ευαίσθητη σε ρωγμές που προκαλούνται-στο υδρογόνο και σε σκληρές, εύθραυστες μικροδομές.
Επιλογή διαδικασίας συγκόλλησης
Η συγκόλληση τόξου με αέριο βολφραμίου (GTAW ή TIG) χρησιμοποιείται για τη διέλευση ριζών μικρών-και κρίσιμων γραμμών, επειδή παρέχει πλήρη έλεγχο της διείσδυσης και καθαρή, χωρίς οξείδια-ρίζα. Τα περάσματα πλήρωσης και πώματος ολοκληρώνονται με συγκόλληση με θωρακισμένο μεταλλικό τόξο (SMAW), συγκόλληση με τόξο μετάλλου αερίου (GMAW) ή συγκόλληση τόξου με πυρήνα ροής (FCAW) ανάλογα με τη θέση και την παραγωγικότητα. Η συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο (SAW) χρησιμοποιείται για διαμήκεις ραφές σωλήνων με ηλεκτροσυγκόλληση μεγάλης διαμέτρου-, όπου απαιτείται βαθιά διείσδυση και υψηλός ρυθμός εναπόθεσης. Τα αναλώσιμα πρέπει να ταιριάζουν με το επίπεδο αντοχής του βασικού μετάλλου, για παράδειγμα ηλεκτρόδια χαμηλού-υδρογόνου από AWS A5.5 όπως το E7018{10}}A1 για άνθρακα-μολυβδαίνιο και E8018-B2 ή E9018-B3 για ποιότητες χρωμίου 1,25 και 2,25 τοις εκατό.
Έλεγχος θερμοκρασίας προθέρμανσης και διέλευσης
Η προθέρμανση επιβραδύνει τον ρυθμό ψύξης μετά τη συγκόλληση, επιτρέπει στο υδρογόνο να διαχέεται έξω από τον σύνδεσμο και αποτρέπει το σχηματισμό σκληρών μαρτενσιτικών ζωνών. Τα τυπικά εύρη προθέρμανσης είναι 150 έως 250 βαθμοί C για P11 και P22, 200 έως 300 βαθμοί C για P5 και P9 και 200 έως 300 βαθμοί C για P91. Η θερμοκρασία ενδιάμεσης διέλευσης πρέπει να παραμένει εντός του κατάλληλου εύρους, συνήθως δεν υπερβαίνει τους 350 βαθμούς Κελσίου για το P91, επειδή η υπερβολική θερμότητα ενδιάμεσης διέλευσης υποβαθμίζει την αντοχή ερπυσμού της συγκόλλησης. Η προθέρμανση μετράται στο βασικό μέταλλο σε καθορισμένη απόσταση από τον σύνδεσμο και διατηρείται συνεχώς μέχρι να ολοκληρωθεί η συγκόλληση.
Δημοσίευση-Θερμικής επεξεργασίας συγκόλλησης
Η θερμική επεξεργασία μετά την{0}}συγκόλληση (PWHT) ανακουφίζει τις υπολειπόμενες τάσεις, μετριάζει τη ζώνη που επηρεάζεται από τη σκληρυμένη θερμότητα-και αποκαθιστά την ολκιμότητα και τη σκληρότητα. Η ανακούφιση από το στρες πραγματοποιείται συνήθως στους 600 έως 760 βαθμούς Κελσίου ανάλογα με τον βαθμό, με χρόνο διατήρησης περίπου μία ώρα ανά 25 mm πάχους τοιχώματος. Το PWHT είναι υποχρεωτικό για τις περισσότερες ποιότητες χρωμίου-μολυβδαινίου προτού τεθεί σε λειτουργία ο σωλήνας και επίσης μειώνει τον κίνδυνο διάβρωσης από καταπόνηση-σε διαβρωτικά περιβάλλοντα. Απαιτείται καταγραφή θερμοκρασίας και ελεγχόμενοι ρυθμοί θέρμανσης και ψύξης για να αποφευχθεί{10}}επανασκλήρυνση ή παραμόρφωση.
Ανόμοια Συγκόλληση Μετάλλων
Η συγκόλληση ανόμοιων κραμάτων, όπως ένα εξάρτημα P22 σε μια γραμμή από ανοξείδωτο χάλυβα, απαιτεί προσεκτική επιλογή πληρωτικού υλικού για την αντιμετώπιση των διαφορών στη θερμική διαστολή, την αντοχή και το δυναμικό διάβρωσης. Τα πληρωτικά με βάση το νικέλιο-χρησιμοποιούνται συνήθως για τη γεφύρωση ανθρακούχου χάλυβα με αρθρώσεις από ανοξείδωτο χάλυβα, επειδή ανέχονται την αναντιστοιχία του συντελεστή θερμικής διαστολής και αποφεύγουν προβλήματα μετανάστευσης άνθρακα στη θερμοκρασία λειτουργίας. Η προετοιμασία της άρθρωσης, η προθέρμανση και το PWHT πρέπει να επιλέγονται για το συνδυασμό και όχι μόνο το μητρικό μέταλλο και οι κίνδυνοι γαλβανικής διάβρωσης εξετάζονται κατά την επιλογή υλικού.
Πρόληψη ελαττωμάτων και μη{0}}Μη καταστροφικές δοκιμές
Τα κοινά ελαττώματα συγκόλλησης σε σωλήνες από κράμα χάλυβα περιλαμβάνουν πυρόλυση υδρογόνου, πορώδες, συμπερίληψη σκωρίας και έλλειψη σύντηξης. Η πρόληψη ξεκινά με την καθαρή προετοιμασία της άρθρωσης, την ελεγχόμενη εισροή θερμότητας, τα αναλώσιμα χαμηλά-υδρογόνου που αποθηκεύονται και χρησιμοποιούνται σωστά και η αυστηρή τήρηση των προδιαγραφών της ειδικής διαδικασίας συγκόλλησης. Οι μη καταστροφικές δοκιμές ακολουθούν τις απαιτήσεις του κώδικα: δοκιμή υπερήχων (UT) και ακτινογραφία (RT) για εσωτερική ευρωστία, δοκιμή διεισδυτικού χρώματος (PT) ή μαγνητικού σωματιδίου (MT) για επιφανειακά ελαττώματα και έρευνες σκληρότητας σε όλη τη συγκόλληση. Η πιστοποίηση της διαδικασίας συγκόλλησης σύμφωνα με το ISO 15614-1 ή ASME Ενότητα IX, και η πιστοποίηση συγκολλητή, αποτελούν προϋποθέσεις για τη συγκόλληση παραγωγής.
Συχνές Ερωτήσεις
Γιατί είναι απαραίτητη η προθέρμανση για σωλήνες από κράμα χάλυβα;Η προθέρμανση μειώνει τον ρυθμό ψύξης της συγκόλλησης και της θερμότητας-επηρεαζόμενης ζώνης, αποτρέπει τη ρωγμή που προκαλείται από το υδρογόνο-και αποτρέπει το σχηματισμό σκληρού, εύθραυστου μαρτενσίτη σε χάλυβες χρωμίου-μολυβδαινίου.
Σε ποια θερμοκρασία εκτελείται το PWHT;Οι τυπικές θερμοκρασίες ανακούφισης{0}}του στρες είναι 600 έως 760 βαθμοί Κελσίου, ανάλογα με τον βαθμό και τον κωδικό, με χρόνο συγκράτησης με βάση το πάχος του τοιχώματος, συνήθως μία ώρα ανά 25 mm.
Μπορεί η συγκόλληση TIG να χρησιμοποιηθεί για την πλήρη συγκόλληση σε σωλήνα κράματος;Ναι, για μικρές οπές και κρίσιμες εργασίες, ολόκληρη η συγκόλληση μπορεί να ολοκληρωθεί με GTAW, αν και τα περάσματα πλήρωσης και πώματος συχνά ολοκληρώνονται με SMAW ή FCAW για παραγωγικότητα.
Τι μέταλλο πλήρωσης χρησιμοποιείται για τον σωλήνα P22;Τα ταιριαστά υλικά πλήρωσης σύνθεσης όπως το E9018-B3 (2,25Cr-1Mo) είναι στάνταρ. Για ανόμοιες αρθρώσεις με ανοξείδωτο ή ανθρακούχο χάλυβα, προτιμώνται πληρωτικά με βάση το νικέλιο.
Ποιες μέθοδοι NDT εφαρμόζονται στις συγκολλήσεις σωλήνων από κράμα;Δοκιμή ακτινογραφίας ή υπερήχων για εσωτερική ακεραιότητα, καθώς και δοκιμή διείσδυσης μαγνητικών σωματιδίων ή βαφής για επιφανειακά ελαττώματα και δοκιμή σκληρότητας στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-.
