Søk
Duplex rustfritt stålrør er et rustfritt stålmateriale med en dobbeltfasestruktur av austenitt og ferritt, med et typisk strukturforhold på 50% austenitt og 50% ferritt. Denne strukturen gir den høy styrke, høy seighet og utmerket korrosjonsmotstand, spesielt i kloridstresskorrosjonsmiljø. Under sveiseprosessen vil imidlertid feil drift føre til fase -ubalanse, noe som alvorlig vil påvirke de mekaniske egenskapene og korrosjonsmotstanden til røret.
Årsaker til faseubalanse i sveising
Sveise varmesyklusen vil påvirke mikrostrukturen til overordnet materiale og sveiseområdet. De viktigste årsakene inkluderer:
For høy eller for lav varmeinngang;
Feil sveisehastighet;
Dårlig kontroll av forvarmingstemperatur og mellomlagstemperatur;
For raskt eller for langsom kjølehastighet;
Feil utvalg av sveisematerialer og skjermingsgass.
Ovennevnte faktorer kan føre til at austenittfasen ikke klarer å danne seg fullt ut, eller indusere utfellingen av skadelige sekundære faser (for eksempel σ -fase og χ -fase), noe som får mikrostrukturen til sveiseområdet til å avvike fra det ideelle forholdet 50:50.
Kontrollerende varmeinngang er et nøkkelmål
Å opprettholde passende varmeinngang er kjernemidlene for å forhindre fase -ubalanse. Det anbefales vanligvis å kontrollere varmeinngangen mellom 0,5–2,5 kJ/mm. Hvis varmeinngangen er for høy, vil den fremme nedbøren av σ -fasen eller andre sprø faser; Hvis varmeinngangen er for lav, kan sveismetallet avkjøles for raskt, austenittfasen kan ikke helt utfelt, ferrittforholdet øker, og seigheten avtar.
Å bruke flerlags multi-pass sveising og smal sveiseteknologi kan effektivt redusere varmeinngangen til en enkelt passering og redusere dannelsen av ugunstige strukturer.
Velg en passende sveisemetode
Ulike sveisemetoder har betydelig innvirkning på kontrollen av strukturen. Vanlige sveisemetoder inkluderer:
Gassvungsten Arc -sveising (GTAW/TIG): Egnet for rotsveising, kontrollerbar varmeinngang, noe som bidrar til reguleringen av strukturen;
Gassmetallbuesveising (GMAW/MIG): Egnet for fylling og avdekking av sveiser, og gode strukturer kan oppnås ved å justere parametrene på riktig måte;
Lasersveising og plasmabuesveising: den varmepåvirkede sonen er smal, og riktig kontroll kan redusere avviket i strukturen.
Bruken av pulserende buesveising kan oppnå mer presis varmeinngangskontroll og fremme dannelsen av austenittfase.
Riktig valg av sveisematerialer
Sammensetningen av fyllmaterialet må sikre at austenittinnholdet i sveisen kan nå målet. Vanligvis brukes en sveisetråd eller elektrode med et litt høyere nikkelinnhold enn grunnmaterialet. For eksempel kan fyllmaterialet for UNS S32205 basismateriale være ER2209 sveisetråd, som har et nikkelinnhold på 8,5%-9,5%, som er høyere enn basismaterialet, for å fremme austenittregenerering etter sveising.
I tillegg bør urenhetsinnholdet i fosfor, svovel og andre urenheter i fyllstoffmaterialet unngås for å redusere muligheten for å danne skadelige inneslutninger.
Gassskjermingskvalitet er avgjørende
Under TIG -sveising eller MIG -sveising spiller renheten og sammensetningen av skjermingsgassen en viktig rolle i mikrostrukturkontrollen. Argon eller argon/nitrogen med høy renhet bør velges. Riktig mengde nitrogen kan fremme dannelsen av austenittfase og bidra til å forbedre pittingmotstanden. Vanligvis har en blandet gass med 1-2% tilsatt nitrogen en betydelig effekt på mikrostrukturoptimalisering.
Luftinfiltrasjon må unngås under sveising for å forhindre dannelse av oksyd mellomlag eller korngrenseoksydsoner.
Kjølehastigheten skal være moderat
Kjøling for raskt vil forhindre at austenitt utfeller i tide, noe som resulterer i overdreven ferritt. Kjøling for sakte kan føre til nedbør av σ -fasen. Den ideelle kjølemetoden er naturlig kjøling i luften, og unngår tvangsluftkjøling eller vannkjøling.
For tykkveggede rør kan temperaturkontrolltepper eller isolasjonstiltak etter sveise brukes på riktig måte for å sikre at kjølekurven er skånsom og mikrostrukturtransformasjonen er tilstrekkelig.
Kontroller mellomlagstemperatur
I multi-pass-sveising er mellomlagstemperaturkontroll et av de viktigste trinnene for å forhindre fase-ubalanse. Det anbefales generelt at mellomlagstemperaturen ikke skal overstige 150 ° C. Overdreven mellomlagstemperatur vil forårsake varmeansamling, øke diffusjonshastigheten for korngrensen og indusere utfellingen av sprø faser. Å bruke et infrarødt termometer for å overvåke temperaturen i sanntid kan forbedre kontrollerbarheten til sveiseprosessen.
Etter sveis varmebehandling og metallografisk testing
For dupleksstålrør til spesielle formål, for eksempel de som brukes i viktige områder som marin ingeniørvitenskap og olje- og gassutstyr, anbefales det å utføre annealing etter sveis (vanligvis ved 1050–1120 ° C) og deretter raskt avkjøle for å gjenopprette det ideelle duplexstrukturforholdet og oppløste skadelige presipitater.
Etter sveising skal et metallografisk mikroskop brukes til å sjekke faseforholdet til sveiseområdet, eller en ferrittinnholdsdetektor (for eksempel et magnetisk induksjonsinstrument) skal brukes til kvantitativ analyse for å sikre at austenittinnholdet er mellom 35% og 65%.
