Acer inoxidable per a recipients a pressió i les seves característiques de soldadura
L'anomenat acer inoxidable fa referència a afegir una certa quantitat de crom a l'acer, de manera que l'acer es troba en un estat passivat i té les característiques de no oxidar-se. Per aconseguir aquest propòsit, el seu contingut de crom ha de ser superior al 12 per cent. Per tal de millorar la passivació de l'acer, sovint s'afegeixen a l'acer inoxidable elements com el níquel i el molibdè que poden passivar l'acer. Generalment conegut com acer inoxidable és en realitat un terme general per a acer inoxidable i acer resistent a l'àcid. L'acer inoxidable no és necessàriament resistent a l'àcid, i l'acer resistent a l'àcid generalment té bones propietats inoxidables. L'acer inoxidable es pot dividir en quatre categories segons l'estructura de l'acer, és a dir, acer inoxidable austenític, acer inoxidable ferrític, acer inoxidable martensític i acer inoxidable dúplex austenític-ferrític.
1. Acer inoxidable austenític i les seves característiques de soldadura
L'acer inoxidable austenític és l'acer inoxidable més utilitzat, i el tipus d'alt Cr-Ni és el més comú. Actualment, l'acer inoxidable austenític es pot dividir aproximadament en tipus Cr18-Ni8, tipus Cr25-Ni20 i tipus Cr{25-Ni35. L'acer inoxidable austenític té les següents característiques de soldadura:
① La soldadura d'acer inoxidable austenític craquejat en calent té una petita conductivitat tèrmica i un gran coeficient d'expansió lineal, de manera que durant el procés de soldadura, el temps de residència a alta temperatura de la junta soldada és més llarg i la soldadura és fàcil de formar un gra columnar gruixut. estructura. Si el contingut d'elements d'impuresa, com ara sofre, fòsfor, estany, antimoni i niobi és alt, es formarà un eutèctic de baix punt de fusió entre els grans i es formaran esquerdes de solidificació fàcilment a la soldadura quan la junta soldada estigui sotmesa a un alt nivell. esforç de tracció. Les esquerdes de liqüefacció es formen a la zona afectada per la calor, que pertanyen totes a esquerdes de calor de soldadura. La manera més eficaç d'evitar esquerdes calentes és reduir els elements d'impureses que són propensos a produir eutèctics de baix punt de fusió en acer i consumibles de soldadura i fer que l'acer inoxidable austenític de crom-níquel contingui entre un 4 i un 12 per cent d'estructura de ferrita.
② Corrosió intergranular Segons la teoria de l'esgotament del crom, la precipitació de carbur de crom a la superfície intergranular, que resulta en l'esgotament del crom al límit del gra, és la principal causa de corrosió intergranular. Per tant, escollir consumibles de soldadura de carboni ultra baix o consumibles de soldadura que contenen elements estabilitzadors com el niobi i el titani és la mesura principal per evitar la corrosió intergranular.
③ Fissures per corrosió per estrès Les esquerdes per corrosió per tensió solen manifestar-se com una fallada fràgil i el procés de dany tarda poc temps, de manera que el dany és greu. La principal causa del trencament per corrosió per tensió de l'acer inoxidable austenític és la tensió residual de soldadura. El canvi d'estructura de les juntes soldades o l'existència de concentració d'esforços i la concentració de medi de corrosió local també són els motius que afecten l'esquerdament per corrosió per tensió.
④ Fràgilitat de la fase σ de les juntes soldades La fase σ és una mena de compost intermetàl·lic fràgil i dur, que s'agrupa principalment en els límits de gra dels grans columnars. Tant la fase com la fase δ poden patir una transició de fase σ. Per exemple, quan la soldadura de tipus Cr25Ni20 s'escalfa a 800 graus ~ 900 graus, es produirà una forta transformació →δ. Per a l'acer inoxidable austenític crom-níquel, especialment l'acer inoxidable crom-níquel-molibdè, la transformació en fase δ→σ és propensa a produir-se, principalment perquè els elements de crom i molibdè tenen una transformació sigma òbvia, quan el contingut de ferrita δ a la soldadura supera el 12 per cent. , la transformació de δ→σ és molt òbvia, donant lloc a una fragilitat evident del metall de soldadura, per això la capa superficial de la paret interior del reactor d'hidrogenació de la paret calenta controla el contingut de ferrita δ entre un 3 i un 10 per cent. raó.
2. Acer inoxidable ferrític i les seves característiques de soldadura
L'acer inoxidable ferrític es divideix en dues categories: acer inoxidable ferrític ordinari i acer inoxidable ferrític ultra pur. Entre ells, l'acer inoxidable ferrític ordinari té el tipus Cr12 ~ Cr14, com ara 00Cr12, 0Cr13Al; Cr16 ~ tipus Cr18, com ara 1Cr17Mo; Tipus Cr25 ~ 30.
A causa de l'alt contingut de carboni i nitrogen a l'acer inoxidable ferrític ordinari, és difícil de processar i soldar, i la resistència a la corrosió és difícil de garantir, de manera que l'ús és limitat. En acer inoxidable ferrític ultra pur, el carboni i el nitrogen de l'acer estan estrictament controlats. La quantitat total de nitrogen es controla generalment a tres nivells de 0.035 per cent a 0.045 per cent, 0,030 per cent i 0,010 per cent a 0,015 per cent. Al mateix temps, s'afegeixen els elements d'aliatge necessaris per millorar encara més la resistència a la corrosió i el rendiment integral de l'acer. En comparació amb l'acer inoxidable ferrític ordinari, l'acer inoxidable ferrític d'alt crom ultra pur té una bona resistència a la corrosió uniforme, la corrosió per picadura i la corrosió per estrès, i s'utilitza àmpliament en equips petroquímics. L'acer inoxidable ferrític té les següents característiques de soldadura:
① Sota l'acció de l'alta temperatura de soldadura, els grans de la zona afectada per la calor on la temperatura d'escalfament arriba als 1000 graus, especialment a la zona propera a la costura, creixeran ràpidament. Fins i tot si es refreda ràpidament després de la soldadura, la forta disminució de la duresa i una alta tendència a la corrosió intergranular.
② L'acer ferrític en si té un contingut de crom més alt, elements més nocius com ara carboni, nitrogen, oxigen, etc., una temperatura de transició més fràgil i una sensibilitat més forta a l'osca. Per tant, la fragilitat posterior a la soldadura és més greu.
③ Quan s'escalfa i es refreda lentament a 400 graus ~ 600 graus durant molt de temps, es produirà una fragilitat a 475 graus, que reduirà seriosament la duresa a temperatura ambient. Després d'escalfar durant molt de temps a 550 graus C ~ 820 graus C, la fase σ es precipita fàcilment de la ferrita, i la seva plasticitat i duresa també es redueixen significativament.
3. Acer inoxidable martensític i les seves característiques de soldadura
L'acer inoxidable martensític es pot dividir en acer inoxidable martensític tipus Cr13, acer inoxidable martensític baix en carboni i acer inoxidable súper martensític. El tipus Cr13 té un rendiment anticorrosió general. De l'acer inoxidable martensític a base de Cr12-, a causa de l'addició de níquel, molibdè, tungstè, vanadi i altres elements d'aliatge, no només té certa resistència a la corrosió, sinó que també té una resistència a alta temperatura i una resistència a alta temperatura. . Propietats d'oxidació.
Característiques de soldadura de l'acer inoxidable martensític: la costura de soldadura d'acer inoxidable martensític tipus Cr13 i la zona afectada per la calor tenen una tendència d'enduriment especialment gran, i la junta soldada pot obtenir martensita dura i trencadissa en condicions de refrigeració per aire. Sota l'acció de la soldadura, és fàcil aparèixer esquerdes en fred soldant. Quan la velocitat de refredament és petita, es formaran ferrita gruixuda i carburs intergranulars a la zona propera de la costura i soldaran el metall, cosa que reduirà significativament la plasticitat i la duresa de la unió.
Després de refredar la soldadura i la zona afectada per la calor de l'acer inoxidable de baix carboni i súper martensític, tots es transformen en martensita baixa en carboni, però no hi ha cap fenomen d'enduriment evident i tenen un bon rendiment de soldadura.
Selecció de consumibles de soldadura d'acer inoxidable per a recipients a pressió
1. Selecció de consumibles de soldadura d'acer inoxidable austenític
El principi de selecció dels consumibles de soldadura d'acer inoxidable austenític és garantir que la resistència a la corrosió i les propietats mecàniques del metall de soldadura siguin bàsicament equivalents o superiors a les del metall base en condicions de no esquerdes. partit. Per a l'acer inoxidable austenític resistent a la corrosió, generalment es desitja contenir una certa quantitat de ferrita, que no només garanteix una bona resistència a les esquerdes, sinó que també té una bona resistència a la corrosió. Tanmateix, en alguns mitjans especials, com ara el metall de soldadura d'equips d'urea, no es permet l'existència de ferrita, en cas contrari es reduirà la seva resistència a la corrosió. Per als acers austenètics resistents a la calor, s'ha de considerar el control del contingut de ferrita en el metall de soldadura. Per a les soldadures d'acer austenític operades a alta temperatura durant molt de temps, el contingut de ferrita del metall de soldadura no ha de superar el 5 per cent. Els lectors poden estimar el contingut de ferrita corresponent segons l'equivalent de crom i l'equivalent de níquel en el metall de soldadura segons el diagrama de Schaeffler.
imatge
2. Selecció de consumibles de soldadura d'acer inoxidable ferrític
Bàsicament hi ha tres tipus de consumibles de soldadura d'acer inoxidable ferrític: 1) consumibles de soldadura la composició dels quals coincideix bàsicament amb el metall base; 2) consumibles de soldadura austenítica; 3) consumibles de soldadura d'aliatges a base de níquel, que rarament s'utilitzen a causa dels seus alts preus.
Els consumibles de soldadura d'acer inoxidable ferrític es poden fabricar amb materials equivalents al metall base, però quan el grau de restricció és gran, és fàcil que es produeixin esquerdes. El tractament tèrmic es pot utilitzar després de la soldadura per restaurar la resistència a la corrosió i millorar la plasticitat de les unions. L'ús de consumibles de soldadura austenítica pot evitar el preescalfament i el tractament tèrmic posterior a la soldadura, però per a diversos acers que no contenen elements estables, encara existeix la sensibilització de la zona afectada per la calor, i els consumibles de soldadura austenític de crom-níquel 309 i 310 són habitualment. utilitzat. Per a l'acer Cr17, també es poden utilitzar consumibles de soldadura 308. Els consumibles de soldadura amb alt contingut d'aliatge són beneficiosos per millorar la plasticitat de les juntes soldades. El metall de soldadura austenític o austenític-ferrític és bàsicament tan fort com el metall base ferrític, però en alguns medis corrosius, la resistència a la corrosió de la soldadura pot ser molt diferent de la del metall base. Preste atenció a l'hora d'escollir els materials de soldadura.
3. Selecció de consumibles de soldadura d'acer inoxidable martensític
En acer inoxidable, l'acer inoxidable martensític es pot ajustar mitjançant tractament tèrmic. Per tant, per garantir els requisits de rendiment, especialment per a l'acer inoxidable martensític resistent a la calor, la composició de la soldadura ha d'estar el més propera possible a la del metall base. Per evitar esquerdes per fred, també es poden utilitzar consumibles de soldadura austenítiques, i la resistència de la soldadura en aquest moment ha de ser inferior a la del metall base.
Quan la composició de la soldadura és similar a la del metall base, la soldadura i la zona afectada per la calor s'enduriran i es tornaran fràgils alhora, i apareixerà una zona de suavització del temperament a la zona afectada per la calor. Per evitar esquerdes per fred, sovint s'han de preescalfar els components amb un gruix superior a 3 mm i sovint es requereix un tractament tèrmic després de la soldadura per millorar el rendiment de la junta. Com que el coeficient d'expansió tèrmica del metall de soldadura i el metall base són bàsicament els mateixos, és possible eliminar completament la soldadura després del tractament tèrmic. estrès.
imatge
Quan no es permet que la peça de treball sigui preescalfada o tractada tèrmicament, es pot seleccionar una soldadura austenítica. Com que la costura de soldadura té una gran plasticitat i duresa, pot relaxar l'estrès de la soldadura i pot dissoldre més hidrogen, reduint així l'estrès de la junta. Tendència d'esquerdament en fred, però les juntes amb materials desiguals, a causa dels diferents coeficients d'expansió tèrmica, poden generar esforç de cisalla a la zona de fusió sota l'entorn de treball de la temperatura circulant, donant lloc a una fallada de la junta.
Per a l'acer martensític tipus Cr13 simple, quan no s'utilitza la soldadura amb estructura austenítica, no hi ha gaire espai per ajustar la composició de la soldadura, que generalment és la mateixa que la matriu de metall base, però impureses nocives com S, P i Si ha de ser limitat. Si pot promoure la formació de martensita gruixuda en soldadures d'acer martensític Cr13. Reduir el contingut de C és beneficiós per reduir la tempabilitat, i l'existència d'una petita quantitat d'elements com Ti, N o Al a la soldadura també pot refinar els grans i reduir la temprabilitat.
Per a l'acer martensític de resistència a la calor amb aliatge multicomponent basat en Cr12-, l'objectiu principal és la resistència a la calor, i normalment no s'utilitzen consumibles de soldadura austenítiques i s'espera que la composició de la soldadura sigui propera al metall base. En ajustar la composició, cal assegurar-se que la soldadura no aparegui una fase de ferrita, perquè és molt perjudicial per al rendiment, ja que els components principals de l'acer de resistència a la calor martensític a base de Cr13- són majoritàriament elements de ferrita ( com Mo, Nb, W, V, etc.), per tal de garantir que tota l'estructura sigui uniforme martensita, s'ha d'equilibrar amb elements d'austenita, és a dir, hi ha d'haver elements adequats com C, Ni, Mn, i N.
L'acer inoxidable martensític té una tendència molt alta al trencament en fred, per la qual cosa és necessari mantenir estrictament un hidrogen baix, fins i tot un hidrogen ultra baix, i això s'ha de prestar atenció a l'hora de seleccionar els materials de soldadura.
Punts clau de la soldadura d'acer inoxidable per a recipients a pressió
1. Punts clau de la soldadura d'acer inoxidable austenític
En general, els acers inoxidables austenítics tenen una excel·lent soldabilitat. Gairebé tots els mètodes de soldadura per fusió es poden utilitzar per soldar acer inoxidable austenític, i les propietats termofísiques i les característiques de la microestructura de l'acer inoxidable austenític determinen els punts clau del seu procés de soldadura.
① A causa de la petita conductivitat tèrmica i el gran coeficient d'expansió tèrmica de l'acer inoxidable austenític, és fàcil produir una gran deformació i estrès de soldadura durant la soldadura, de manera que s'ha de seleccionar el mètode de soldadura amb energia de soldadura concentrada tant com sigui possible.
② A causa de la petita conductivitat tèrmica de l'acer inoxidable austenític, pot obtenir una profunditat de penetració més gran que l'acer de baix aliatge sota el mateix corrent. Al mateix temps, a causa de la seva alta resistivitat, per evitar l'envermelliment de l'elèctrode durant la soldadura per arc, el corrent de soldadura és més petit que el de l'acer al carboni o els elèctrodes d'acer de baix aliatge del mateix diàmetre.
③ Especificacions de soldadura. En general, no utilitzeu una gran entrada d'energia per a la soldadura. Per a la soldadura d'arc d'elèctrodes, s'aconsella utilitzar elèctrodes de petit diàmetre per a la soldadura ràpida de múltiples passades. Per a soldadures d'alta demanda, fins i tot aboqui aigua freda per accelerar el refredament. Per a acer inoxidable austenític pur i acer inoxidable súper austenític, a causa de la sensibilitat a l'esquerda tèrmica. Si és gran, l'energia de la línia de soldadura s'ha de controlar estrictament per evitar el creixement greu de grans de soldadura i l'aparició d'esquerdes calentes de soldadura.
④ Per millorar la resistència a l'esquerdament tèrmic i la resistència a la corrosió de la soldadura, s'ha de prestar especial atenció a la neteja de la zona de soldadura durant la soldadura per evitar que els elements nocius penetrin a la soldadura.
⑤ L'acer inoxidable austenític generalment no requereix preescalfament durant la soldadura. Per tal d'evitar el creixement del gra i la precipitació del carbur a la costura de soldadura i la zona afectada per la calor, i garantir la plasticitat, la duresa i la resistència a la corrosió de la junta soldada, s'ha de controlar una temperatura intercapa més baixa, generalment no superior a 150 graus.
2. Punts de soldadura d'acer inoxidable ferrític
L'acer inoxidable ferrític té relativament més elements que formen ferrita, relativament menys elements que formen austenita i el material té menys tendència a endurir-se i a trencar-se en fred. Sota l'acció del cicle tèrmic de soldadura de l'acer inoxidable ferrític, els grans de la zona afectada per la calor creixen evidentment i la duresa i plasticitat de l'articulació disminueixen bruscament. El grau de creixement del gra a la zona afectada per la calor depèn de la temperatura màxima assolida durant la soldadura i del seu temps de retenció. Per tant, quan es solda acer inoxidable ferrític, s'ha d'utilitzar tant com sigui possible una petita energia de línia, és a dir, un mètode de concentració d'energia, com ara TIG de corrent petita, soldadura manual amb elèctrodes de petit diàmetre, etc. Al mateix temps, les mesures S'han d'adoptar tant com sigui possible la ranura de buit estret, l'alta velocitat de soldadura i la soldadura multicapa i la temperatura entre capes s'ha de controlar estrictament.
A causa de l'efecte del cicle de calor de soldadura, generalment l'acer inoxidable ferrític es sensibilitza a la zona d'alta temperatura de la zona afectada per la calor i es produeix corrosió intergranular en alguns mitjans. Després de la soldadura, es recuita a 700 ~ 850 graus per homogeneïtzar el crom i restaurar la seva resistència a la corrosió.
L'acer inoxidable ferrític d'alt crom ordinari es pot soldar mitjançant soldadura d'arc d'elèctrode, soldadura blindada amb gas, soldadura d'arc submergit i altres mètodes de soldadura. A causa de la baixa plasticitat inherent de l'acer d'alt crom, així com el creixement del gra a la zona afectada per la calor i l'acumulació de carburs i nitrurs als límits del gra causada pels cicles de calor de soldadura, la plasticitat i la duresa de les juntes soldades són molt baix. És probable que es produeixin esquerdes quan s'utilitzen consumibles de soldadura amb una composició química similar al metall base i el grau de restricció és gran. Per tal d'evitar esquerdes i millorar la plasticitat de les unions i la resistència a la corrosió, prenent com a exemple la soldadura per arc d'elèctrodes, es poden prendre les següents mesures tecnològiques.
① Preescalfeu a uns 100 ~ 150 graus per soldar el material en un estat dur. Com més gran sigui el contingut de crom, més alta hauria de ser la temperatura de preescalfament.
② Soldadura amb poca energia d'entrada i sense oscil·lació. Durant la soldadura multicapa, la temperatura entre capes s'ha de controlar perquè no sigui superior a 150 graus, i la soldadura contínua no s'ha d'utilitzar per reduir els efectes de la fragilitat a alta temperatura i la fragilitat de 475 graus.
③ Després de la soldadura, el recuit a 750 ~ 800 graus pot restaurar la resistència a la corrosió i millorar la plasticitat de la junta a causa de l'esferoidització dels carburs i la distribució uniforme del crom. Després del recuit, s'ha de refredar ràpidament per evitar l'aparició de fase σ i fragilitat a 475 graus.
3. Punts de soldadura d'acer inoxidable martensític
Per a l'acer inoxidable martensític tipus Cr13, quan s'utilitzen elèctrodes del mateix material per a la soldadura, per tal de reduir la sensibilitat de les esquerdes fredes i assegurar la plasticitat i la duresa de les juntes soldades, s'han de seleccionar elèctrodes amb baix contingut d'hidrogen i les mesures següents. presa al mateix temps:
① Preescalfeu. La temperatura de preescalfament augmenta amb l'augment del contingut de carboni de l'acer, generalment en el rang de 100 graus a 350 graus.
② Després d'escalfar. Per a les juntes soldades amb un alt contingut de carboni o una gran restricció, s'han de prendre mesures de postescalfament després de la soldadura per evitar esquerdes induïdes per l'hidrogen de la soldadura.
③ Tractament tèrmic posterior a la soldadura. Per tal de millorar la plasticitat, la duresa i la resistència a la corrosió de les juntes soldades, la temperatura del tractament tèrmic posterior a la soldadura és generalment de 650 graus C ~ 750 graus C, i el temps de retenció es calcula com a 1 h / 25 mm.
Per a l'acer inoxidable martensític súper i baix en carboni, generalment no es requereixen mesures de preescalfament. Quan el grau de contenció és gran o el contingut d'hidrogen a la soldadura és alt, es prenen mesures de preescalfament i postescalfament. La temperatura de preescalfament és generalment de 100 graus C ~ 150 graus C, la temperatura del tractament tèrmic posterior a la soldadura és de 590 ~ 620 graus. Per a acers martensítics amb major contingut en carboni. O quan el preescalfament de la soldadura prèvia i el tractament tèrmic posterior a la soldadura són difícils d'implementar i les juntes estan molt restringides, els consumibles de soldadura austenítiques també es poden utilitzar en enginyeria per millorar la plasticitat i la duresa de les juntes soldades i prevenir esquerdes. Però en aquest moment, quan el metall de soldadura és austenític o basat en austenita, en realitat és un partit de baixa resistència en comparació amb la resistència del metall base, i el metall de soldadura i el metall base són diferents en composició química, estructura metal·logràfica, tèrmica Les propietats físiques i mecàniques són molt diferents, i la tensió residual de la soldadura és inevitable, que pot causar fàcilment corrosió per estrès o danys per fluïdesa a alta temperatura.
Soldadura d'acer inoxidable dúplex
1. Tipus d'acer inoxidable dúplex
L'acer inoxidable dúplex té una estructura dúplex d'austenita més ferrita i el contingut de les estructures de dues fases
Bàsicament el mateix, pel que té les característiques de l'acer inoxidable austenític i l'acer inoxidable ferrític. La força de fluència pot arribar als 400Mpa ~ 550MPa, que és el doble que l'acer inoxidable austenític ordinari. En comparació amb l'acer inoxidable ferrític, l'acer inoxidable dúplex té una alta duresa, una baixa temperatura de transició fràgil, una resistència a la corrosió intergranular significativament millorada i un rendiment de soldadura; al mateix temps, conserva algunes característiques de l'acer inoxidable ferrític, com ara fragilitat de 475 graus, alta conductivitat tèrmica, petit coeficient d'expansió lineal, superplasticitat i magnetisme. En comparació amb l'acer inoxidable austenític, la resistència de l'acer inoxidable dúplex és alta, especialment la resistència a la fluència millora significativament, i també es millora significativament el rendiment de la resistència a la corrosió, la resistència a la corrosió per estrès i la resistència a la fatiga per corrosió.
L'acer inoxidable dúplex es classifica segons la seva composició química i es pot dividir en quatre tipus: tipus Cr18, Cr23 (excepte Mo), tipus Cr22 i tipus Cr25. Per a l'acer inoxidable dúplex Cr25, es pot dividir en tipus comú i acer inoxidable súper dúplex, entre els quals el tipus Cr22 i el tipus Cr25 s'han utilitzat àmpliament en els últims anys. La majoria dels acers inoxidables dúplex utilitzats al meu país es produeixen a Suècia, i els graus específics són: 3RE60 (tipus Cr18), SAF2304 (tipus Cr23), SAF2205 (tipus Cr22), SAF2507 (tipus Cr25).
2. Característiques de soldadura d'acer inoxidable dúplex
① L'acer inoxidable dúplex té una bona soldabilitat. No és fàcil fragilitzar la zona afectada per la calor durant la soldadura com l'acer inoxidable ferrític, ni és fàcil produir esquerdes calentes de soldadura com l'acer inoxidable austenític. Tanmateix, com que té una gran quantitat de ferrita, quan la rigidesa és alta o el contingut d'hidrogen de la soldadura és elevat, es poden produir esquerdes de refrigeració per hidrogen, per la qual cosa és molt important controlar estrictament la font d'hidrogen.
② Per tal de garantir les característiques de l'acer bifàsic, garantir que la proporció d'austenita i ferrita a l'estructura de la junta soldada sigui adequada és la clau per soldar aquest tipus d'acer. Quan la velocitat de refredament de la junta després de la soldadura és lenta, el canvi de fase secundària de δ→ és relativament suficient, de manera que es pot obtenir una estructura dúplex amb una relació de fase relativament adequada a temperatura ambient, que requereix una entrada de calor de soldadura gran adequada durant la soldadura. . En cas contrari, si la velocitat de refredament després de la soldadura és ràpida, la fase de ferrita δ augmentarà, donant lloc a una greu disminució de la plasticitat, duresa i resistència a la corrosió de la junta.
3. Selecció de consumibles de soldadura d'acer inoxidable dúplex
Consumibles de soldadura per a acer inoxidable dúplex, que es caracteritzen perquè l'estructura de soldadura és una estructura dúplex dominada per l'austenita, i el contingut dels principals elements resistents a la corrosió (crom, molibdè, etc.) és equivalent al del metall base, per tant assegurant la mateixa resistència a la corrosió que el sexe del metall base. Per tal d'assegurar el contingut d'austenita a la soldadura, el contingut de níquel i nitrogen sol augmentar, és a dir, l'equivalent de níquel augmenta entre un 2 i un 4 per cent. En el material base d'acer inoxidable dúplex, generalment hi ha una certa quantitat de contingut de nitrogen, i també s'espera una certa quantitat de contingut de nitrogen als consumibles de soldadura, però en general no hauria de ser massa alt, en cas contrari es produiran porus. D'aquesta manera, l'alt contingut de níquel s'ha convertit en una diferència important entre el material de soldadura i el metall base.
Segons els diferents requisits de resistència a la corrosió i duresa de les articulacions, trieu l'elèctrode que coincideixi amb la composició química del metall base, com ara la soldadura d'acer inoxidable dúplex Cr22, podeu triar l'elèctrode Cr22Ni9Mo3, com l'elèctrode E2209. Quan s'utilitzen elèctrodes àcids, l'eliminació de l'escòria és bona i la forma de la soldadura és bonica, però la resistència a l'impacte és baixa. Quan es requereix que el metall de soldadura tingui una alta resistència a l'impacte i es requereixi una soldadura en totes les posicions, s'han d'utilitzar elèctrodes alcalins. Els elèctrodes bàsics s'utilitzen normalment quan es solda el suport de l'arrel. Quan hi ha requisits especials per a la resistència a la corrosió del metall de soldadura, també s'han d'utilitzar elèctrodes bàsics amb components d'acer súper dúplex.
Per al filferro de soldadura blindat amb gas sòlid, alhora que s'assegura que el metall de soldadura té una bona resistència a la corrosió i propietats mecàniques, també s'ha de prestar atenció al rendiment del seu procés de soldadura. Per al filferro amb nucli de flux, quan la forma de la soldadura ha de ser bella, rutil o titani. Per als cables amb nucli de calci de tipus, quan es requereix una major resistència a l'impacte o la soldadura en condicions de major restricció, un cable amb nucli de flux amb una alcalinitat més alta hauria de ser. ser utilitzat.
Per a la soldadura d'arc submergit, s'aconsella utilitzar filferro de soldadura amb un diàmetre més petit per realitzar soldadures multicapa i multipass sota especificacions de soldadura de mida petita i mitjana, per evitar la fragilitat de la zona afectada per la calor de la soldadura i soldar el metall. , i utilitzeu un flux alcalí coincident.
4. Punts de soldadura d'acer inoxidable dúplex
① Control del procés de calor de soldadura L'energia tèrmica de soldadura, la temperatura entre capes, el preescalfament i el gruix del material afectaran la velocitat de refrigeració durant la soldadura, afectant així l'estructura i el rendiment de la soldadura i la zona afectada per la calor. Una velocitat de refredament massa ràpida o massa lenta afectarà la duresa i la resistència a la corrosió de les juntes soldades d'acer dúplex. Quan la velocitat de refredament és massa ràpida, provocarà un contingut de fase excessiu i augmentarà la precipitació de Cr2N. Si la velocitat de refredament és massa lenta, els grans de cristall es veuran molt gruixuts i fins i tot alguns compostos intermetàl·lics fràgils, com la fase σ, es poden precipitar. La taula 1 enumera algunes energies recomanades de línia de soldadura i intervals de temperatura entre passades. En seleccionar l'energia de la línia, també s'ha de tenir en compte el gruix específic del material. El límit superior de l'energia de la línia a la taula és adequat per a plaques gruixudes i el límit inferior és adequat per a plaques primes. Quan es solda acer dúplex amb un 25 per cent de ω (Cr) i acer súper inoxidable amb alt contingut d'aliatge, per tal d'obtenir les millors propietats del metall de soldadura, es recomana controlar la temperatura màxima entre passades a 100 graus. Quan es requereix un tractament tèrmic després de la soldadura, és possible que la temperatura entre passades no estigui limitada.
② Tractament tèrmic posterior a la soldadura És millor no tractar tèrmicament l'acer inoxidable dúplex després de la soldadura, però quan el contingut de la fase en estat soldat supera el requisit o quan es precipiten fases nocives, com ara la fase σ, després de la soldadura. El tractament tèrmic de soldadura es pot utilitzar per millorar. El mètode de tractament tèrmic utilitzat és l'extinció d'aigua. Durant el tractament tèrmic, l'escalfament ha de ser el més ràpid possible i el temps de manteniment a la temperatura del tractament tèrmic és de 5 ~ 30 minuts, que hauria de ser suficient per restablir l'equilibri de les fases. L'oxidació del metall és molt greu durant el tractament tèrmic, i s'ha de tenir en compte la protecció de gas inert. Per a l'acer bifàsic amb un 22 per cent ω (Cr), el tractament tèrmic s'ha de dur a terme a una temperatura de 1050 graus C ~ 1100 graus C, mentre que l'acer bifàsic i l'acer súper bifàsic amb un 25 per cent ω (Cr). ) requereixen tractament tèrmic a una temperatura de 1070 graus C ~ 1120 graus C Realitzar tractament tèrmic.
Exemple de soldadura d'un recipient a pressió d'acer inoxidable
El tanc de flaix amb un diàmetre de 800 mm i un gruix de paret de 10 mm està fet de 0Cr18Ni9.
il·lustrar:
① El diàmetre del cilindre és de 800 mm i el soldador pot perforar el cilindre per soldar. Per tant, les costures longitudinals i circulars del cilindre es solden a banda i banda mitjançant soldadura d'arc d'elèctrode.
② No hi ha cap forat en aquest equip, de manera que la soldadura de tancament només es pot soldar des de l'exterior. Per tal de garantir la qualitat de la soldadura, s'utilitza la soldadura TIG com a suport. Tanmateix, el metall posterior s'oxidarà durant la soldadura per arc d'argó d'acer inoxidable. En el passat, només es podia utilitzar el mètode d'ompliment d'argó a la part posterior com a protecció. No és bó. Per resoldre aquesta dificultat del procés, la divisió de soldadura de Nippon Oil & Fat Company va desenvolupar i fabricar un filferro de soldadura TIG d'acer inoxidable autoprotector posterior, que és un cable de soldadura amb un recobriment especial i el recobriment (és a dir, el recobriment). ) penetrarà a la piscina fosa després de la fusió A la part posterior, es forma una capa protectora densa, que equival al paper del recobriment de l'elèctrode. L'ús d'aquest filferro de soldadura és exactament el mateix que el del cable de soldadura TIG normal, i el recobriment no afectarà l'arc frontal i la forma de la piscina fosa, la qual cosa redueix considerablement el cost de soldadura de la soldadura per arc d'argó d'acer inoxidable. En aquest equip, si s'utilitza la protecció posterior d'argó, els residus d'argó són greus, de manera que s'utilitza el cable de soldadura autoprotegit.
③ Per a les soldadures de filet entre la canonada de connexió i la brida de soldadura plana, i entre la canonada de connexió i la carcassa, tenint en compte la forma i les condicions de soldadura de les soldadures en aquesta part, s'utilitza generalment la soldadura d'arc d'elèctrode. Si el diàmetre de la canonada de connexió és massa petit, també es pot utilitzar la soldadura TIG per reduir la dificultat de la soldadura.
④ La soldadura de filet entre el suport i la carcassa és una soldadura sense pressió, i s'utilitza la soldadura blindada amb gas (el gas protector és CO2 pur), que té una alta eficiència i una bona forma de soldadura. TFW-308L és el grau de consumible de soldadura i el seu model de consumible de soldadura és E308LT1-1 (AWS A5.22).
