Szukaj
Martenzytyczne rury ze stali nierdzewnej są szeroko stosowane w polach ropy, gazu, przemysłu chemicznego, lotnictwa, budownictwa statku i energii jądrowej. Mają wysoką wytrzymałość, dobrą odporność na zużycie i pewną odporność na korozję i są idealne do warunków pracy o wysokim popycie. Spawanie, jako ważny związek procesu w połączeniu i produkcji, odgrywa istotną rolę w integralności strukturalnej i żywotności serwisowej martenzytycznych rur ze stali nierdzewnej. Jednak ze względu na unikalną strukturę metalograficzną i charakterystykę oczyszczania ciepła tego materiału, seria defektów jest łatwo generowana podczas procesu spawania, wpływając na wydajność i bezpieczeństwo użytkowania.
Zimne pęknięcia (gaszenie pęknięć)
Zimne pęknięcia są jedną z najczęstszych i najniebezpieczniejszych wad podczas spawania martenzytycznych rur ze stali nierdzewnej. Ten rodzaj stali nierdzewnej zawiera wysoki węgiel i chrom, a transformacja martenzytyczna nastąpi podczas procesu chłodzenia spawania, co powoduje duży naprężenie strukturalne i naprężenie resztkowe. Gdy struktura martenzytyczna o wysokiej twardości jest nałożona na naprężenie rozciągające, opóźnione pęknięcia lub zimne pęknięcia występują w strefie spoiny lub dotkniętej ciepłem.
Zimne pęknięcia zwykle pojawiają się kilka godzin lub nawet dni po spawaniu i są bardzo ukryte i szybko się rozwijają, poważnie wpływając na wydajność zmęczenia i bezpieczeństwo struktury. Aby uniknąć występowania pęknięć zimnych, zwykle konieczne jest podgrzewanie obszaru spawania i przyjęcie odpowiedniego leczenia temperamentu.
Gorące pęknięcia (pęknięcia roztworu solidnego)
Hot pęknięcia występują głównie podczas procesu zestalania spoiny, która jest spowodowana naprężeniem skurczowym ciekłego metalu przekraczającego wytrzymałość wiązania granicy ziarna. Martenzytyczna stal nierdzewna zawiera pewną ilość elementów zanieczyszczeń, takich jak siarka (s) i fosfor (P), które tworzą eutektykę o niskim tempie w wysokich temperaturach spawania i gromadzą się na granicach ziarna, zmniejszając wytrzymałość granic ziarna i zwiększając ryzyko gorących pęknięć.
Gorące pęknięcia są zwykle rozmieszczone liniowo wzdłuż granic ziaren, z smukłym, głębokim i wąskim kształtami. Nie są one łatwe do wykrycia z wyglądu i można je znaleźć tylko za pomocą testów rentgenowskich lub ultradźwiękowych. Korzystanie z materiałów spawalniczych o niskiej zawartości siarki i niskiego fosforu kontrolowanie parametrów spawania i optymalizacji parametrów spawania jest ważnym sposobem zapobiegania pęknięciom gorącym.
Pęknięcia indukowane wodorem (pęknięcia opóźnione)
W przypadku wilgoci, oleju, rdzy lub niewystarczająco wysuszonych materiałów spawalniczych podczas spawania zostaną wprowadzone wodór. Atomy wodoru rozpuszczają się w metalu spoiny w wysokich temperaturach i gromadzą się w defektach lub wtrąceniach podczas procesu chłodzenia, tworząc gaz wysokociśnieniowy, który powoduje pęknięcia indukowane wodorem.
Ze względu na wysoką stwardnienie, martenzytyczna stal nierdzewna jest bardzo wrażliwa na wodór i jest bardzo podatna na pękanie indukowane wodorem. Ten rodzaj pęknięcia często występuje na etapie chłodzenia po spawaniu i może rozszerzać się pod obciążeniem statycznym lub niewielkim obciążeniem zewnętrznym. Zastosowanie procesu spawania o niskim poziomie hydrogenu, podgrzewanie przed spawaniem i powolne chłodzenie po spawaniu są skutecznymi miarami zmniejszenia pęknięć indukowanych wodorem.
Krucha awaria spowodowana przez utwardzoną strukturę
W martenzytycznym obszarze spawalniczym ze stali nierdzewnej, zwłaszcza strefy dotkniętej ciepłem (HAZ), z powodu lokalnego ogrzewania i szybkiego chłodzenia, łatwo jest utworzyć kruchą strukturę martrytyczną o wysokiej twardości, nawet towarzyszy opadowi z węglikiem, powodując gwałtowny spadek miejscowej twardości.
Jeśli obszar o wysokiej twardości nie jest odpowiednio hartowany, bardzo łatwo jest powodować kruche złamanie pod obciążeniem lub obciążeniem zmęczeniowym. Kwitanie strefy dotkniętej ciepłem jest zwykle jedną z pierwotnych przyczyn niepowodzenia spawania i jest również kluczowym elementem kontrolnym w ocenie procesu spawania.
Inkluzje utleniania i niepełne wady fuzji
Jeśli podczas spawania martenzytycznej stali nierdzewnej nie zostanie stosowana wystarczająca metoda ochrony lub niewłaściwe osłonę, metal spoiny będzie poważnie utleniony, tworząc wtrącenia tlenku i zmniejszając czystość metalu spoiny. Wtrącenia utleniania nie tylko zmniejszają siłę, ale także stają się źródłami pęknięć, które są łatwe do wywołania awarii podczas obsługi.
Jednocześnie zbyt niskie wejście ciepła spawalnicze, złe przygotowanie rowka lub słaba technologia operacji mogą prowadzić do niepełnej fuzji lub niepełnych wad penetracji. Takie wady zmniejszają obciążenie obciążenia przekroju struktury i są ważnymi czynnikami powodującymi pęknięcia zmęczeniowe i wczesne złamania.
Nadmierne odkształcenie i naprężenie szczątkowe
Ze względu na rozszerzenie i skurcz zmiany fazy podczas procesu spawania martenzytycznej stali nierdzewnej, pole naprężeń jest złożone, a duże naprężenie szczątkowe i deformacja spawania są łatwo tworzone po spawaniu. Jeśli nie zostanie kontrolowany, wpłynie to nie tylko na dokładność wymiarową rurociągu lub struktury, ale może również powodować pękanie korozji naprężenia.
Kontrolując wejście cieplne, przyjęcie rozsądnej sekwencji spawania, odpowiednie pozycjonowanie urządzeń i obróbkę cieplną po spawcie, deformacja może być skutecznie zmniejszona i można uwolnić naprężenie resztkowe.
Porowatość i pory spawalnicze
Jeśli podczas spawania występuje wilgoć, olej lub niestabilny gaz osłonowy, wystąpią wady porowatości. Większość z tych porów jest rozpowszechniana w spoinie. Chociaż są niewielkie, mogą łatwo stać się punktami koncentracji naprężeń w środowisku wysokiego ciśnienia lub korozyjnym.
Pory mogą również wpływać na gęstość i uszczelnienie spoin, szczególnie w rurociągach, które transportują gaz gazowy lub pod wysokim ciśnieniem. Ich obecność poważnie wpłynie na bezpieczne działanie systemu.
