Szukaj
W rodzinie stali nierdzewnej Rura ze stali nierdzewnej martenzytycznej jest szeroko stosowany w sektorach naftowym, chemicznym i mechanicznym ze względu na wyjątkową wytrzymałość i twardość. Jednak podczas procesu spawania materiał ten często napotyka trudne problemy — Pękanie na zimno , znane również jako pękanie opóźnione. Pęknięcia te zwykle pojawiają się podczas procesu chłodzenia do temperatury pokojowej lub po pewnym czasie po spawaniu, co czyni je wysoce ukrytymi i destrukcyjnymi.
Artykuł ten zawiera szczegółowe wyjaśnienie podstawowych przyczyn pękania na zimno podczas spawania rur ze stali nierdzewnej martenzytycznej z punktu widzenia inżynierii materiałowej i cykli termicznych spawania.
Hartowność i krucha mikrostruktura
Podstawową cechą Martenzytyczna stal nierdzewna jest jego wysoka hartowność. Ze względu na wysokie stężenia Węgiel i Chrom ze względu na swój skład chemiczny metal spoiny i strefa wpływu ciepła (HAZ) są niezwykle podatne na tworzenie gruboziarnistych struktur martenzytycznych po nagrzaniu w wysokiej temperaturze w cyklu termicznym spawania, nawet po ochłodzeniu na powietrzu.
Chociaż ta hartowana mikrostruktura martenzytyczna ma wyjątkowo wysoką twardość, jej Ciągliwość i toughness are remarkably low, resulting in significant brittleness. When a welded joint lacks sufficient deformation capacity to absorb thermal stress, minor triggers can lead to brittle fracture, which serves as the physical foundation for cold cracking.
Mechanizm kruchości wywołanej wodorem
W dziedzinie spawalnictwa Pękanie wywołane wodorem jest najczęstszym objawem pękania na zimno. Martenzytyczna stal nierdzewna jest bardzo wrażliwa na wodór:
Źródła wodoru : Podczas spawania wilgoć w łuku, wilgotne powłoki elektrod lub rozkład plam olejowych na skosie mogą spowodować wprowadzenie dużych ilości wodoru atomowego do jeziorka.
Akumulacja wodoru : Wraz ze spadkiem temperatury rozpuszczalność wodoru w stali gwałtownie spada. Ze względu na poważne odkształcenie sieci w strukturze martenzytycznej, atomy wodoru łatwo dyfundują i gromadzą się w obszarach koncentracji naprężeń, takich jak czoło spoiny lub grań.
Efekt ciśnienia : Nagromadzone atomy wodoru łączą się w cząsteczki wodoru w mikroskopijnych defektach, wytwarzając ogromne ciśnienie molekularne. Nałożone na nie szczątkowe naprężenia spawalnicze bezpośrednio powodują inicjację pęknięć.
Znaczące szczątkowe naprężenia spawalnicze
Spawanie to niejednorodny proces miejscowego ogrzewania i chłodzenia. Martenzytyczna stal nierdzewna Tube posiada niską przewodność cieplną i wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej.
Podczas chłodzenia występuje duży gradient temperatury pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną ścianą rury. Ponadto, ponieważ przemianie martenzytycznej towarzyszy zwiększenie objętości, występują złożone naprężenia przemiany fazowej. W przypadku rur grubościennych, Powściągliwość obciążenie stawu jest niezwykle duże. Kiedy naprężenie rozciągające spowodowane skurczem termicznym i zmianą fazy przekracza chwilową wytrzymałość materiału na pękanie, natychmiast inicjują się i rozprzestrzeniają zimne pęknięcia.
Trendy w zakresie zastosowań martenzytycznej stali nierdzewnej i spawania w roku 2026
W miarę jak światowy przemysł zmierza w stronę precyzji i inteligencji, rynek w 2026 roku wykazuje następujące trendy:
Popularyzacja stali supermartenzytycznej : Aby rozwiązać problemy spawalnicze tradycyjnych rur ze stali martenzytycznej, niskowęglowej i wysokoniklowej Super martenzytyczna stal nierdzewna staje się głównym nurtem. Materiał ten znacząco zmniejsza tendencję do utwardzania poprzez optymalizację składu, znacznie poprawiając stabilność spawania rurociągów dalekobieżnych w terenie.
Automatyka i laserowe spawanie hybrydowe : Wraz z rozwojem technologii spawania zrobotyzowanego w 2026 r., hybrydowe spawanie łukiem laserowym będzie szeroko stosowane w przypadku wysokiej jakości rur martenzytycznych. Ten proces o dużej gęstości energii skraca czas przebywania w strefie wpływu ciepła, ograniczając powstawanie grubych mikrostruktur.
Cyfrowe monitorowanie zawartości wodoru : Nowe inteligentne spawarki mogą teraz monitorować w czasie rzeczywistym wilgotność i zawartość wodoru w atmosferze spawalniczej. Wykorzystują modele danych do przewidywania ryzyka pękania na zimno, osiągając produkcję bez wad u źródła procesu.
