Nerezová ocel pro tlakové nádoby a její svařovací charakteristiky
Takzvaná nerezová ocel se vztahuje k přidání určitého množství chrómu do oceli, takže ocel je v pasivovaném stavu a má vlastnosti nekorodování. K dosažení tohoto účelu musí být obsah chrómu vyšší než 12 procent. Aby se zlepšila pasivace oceli, často se do nerezové oceli přidávají prvky jako nikl a molybden, které mohou pasivovat ocel. Obecně označovaná jako nerezová ocel je ve skutečnosti obecný termín pro nerezovou ocel a kyselinovzdornou ocel. Nerezová ocel není nutně kyselinovzdorná a kyselinovzdorná ocel má obecně dobré nerezové vlastnosti. Nerezovou ocel lze rozdělit do čtyř kategorií podle struktury oceli, a to austenitická nerezová ocel, feritická nerezová ocel, martenzitická nerezová ocel a austeniticko-feritická duplexní nerezová ocel.
1. Austenitická nerezová ocel a její svařovací charakteristiky
Austenitická nerezová ocel je nejrozšířenější nerezovou ocelí a nejběžnější je typ s vysokým obsahem Cr-Ni. V současnosti lze austenitické nerezové oceli zhruba rozdělit na typ Cr18-Ni8, typ Cr25-Ni20 a typ Cr25-Ni35. Austenitická nerezová ocel má následující svařovací vlastnosti:
① Svařování austenitické nerezové oceli popraskané za tepla má malou tepelnou vodivost a velký koeficient lineární roztažnosti, takže během procesu svařování je doba zdržení svarového spoje při vysoké teplotě delší a svar snadno vytvoří hrubé sloupcové zrno struktura. Pokud je obsah prvků nečistot, jako je síra, fosfor, cín, antimon a niob vysoký, vytvoří se mezi zrny eutektikum s nízkou teplotou tání a při tuhnutí svaru se snadno vytvoří trhliny ve svaru, když je svarový spoj vystaven vysokým tahové napětí. V tepelně ovlivněné zóně se tvoří zkapalňovací trhliny, které všechny patří k tepelným trhlinám při svařování. Nejúčinnějším způsobem, jak zabránit trhlinám za horka, je snížit obsah nečistot, které jsou náchylné k vytváření eutektik s nízkou teplotou tání v oceli a svařovacích materiálech, a zajistit, aby chromniklová austenitická nerezová ocel obsahovala 4 až 12 procent feritové struktury.
② Mezikrystalová koroze Podle teorie ochuzování chrómu je hlavní příčinou mezikrystalové koroze vysrážení karbidu chrómu na mezikrystalovém povrchu, což má za následek ochuzení chrómu na hranici zrn. Hlavním opatřením k zabránění mezikrystalové korozi je proto výběr svařovacích materiálů s ultra nízkým obsahem uhlíku nebo svařovacích materiálů obsahujících stabilizační prvky, jako je niob a titan.
③ Korozní praskání pod napětím Korozní praskání pod napětím se obvykle projevuje jako křehké selhání a proces poškození trvá krátkou dobu, takže poškození je vážné. Hlavní příčinou korozního praskání austenitické nerezové oceli je zbytkové napětí při svařování. Změna struktury svarových spojů nebo existence koncentrace napětí a koncentrace lokálního korozního prostředí jsou také důvody, které ovlivňují korozní praskání pod napětím.
④ σ fáze křehnutí svarových spojů σ fáze je druh křehké a tvrdé intermetalické sloučeniny, která se shromažďuje především na hranicích zrn sloupcových zrn. Fáze i δ fáze mohou projít σ fázovým přechodem. Například, když je svar typu Cr25Ni20 zahřátý na 800 stupňů ~ 900 stupňů, dojde k silné transformaci →δ. U chromniklové austenitické nerezové oceli, zejména chromniklmolybdenové nerezové oceli, je náchylná k fázové přeměně δ→σ, hlavně proto, že prvky chrómu a molybdenu mají zjevnou sigma transformaci, když obsah δ feritu ve svaru překročí 12 procent Transformace δ→σ je velmi zřejmá, což vede ke zřejmému zkřehnutí svarového kovu, což je důvod, proč povrchová vrstva na vnitřní stěně horkostěnného hydrogenačního reaktoru řídí obsah 5 feritu na 3 až 10 procent. důvod.
2. Feritická nerezová ocel a její svařovací charakteristiky
Feritická nerezová ocel se dělí do dvou kategorií: běžná feritická nerezová ocel a ultra čistá feritická nerezová ocel. Mezi nimi běžná feritická nerezová ocel má typ Cr12 ~ Cr14, jako je 00Cr12, 0Cr13Al; Cr16 ~ Cr18 typ, jako je 1Cr17Mo; Typ Cr25 ~ 30.
Vzhledem k vysokému obsahu uhlíku a dusíku v běžné feritické nerezové oceli se obtížně zpracovává a svařuje a je obtížné zaručit odolnost proti korozi, takže použití je omezené. V ultračisté feritické nerezové oceli jsou uhlík a dusík v oceli přísně kontrolovány. Celkové množství dusíku je obecně kontrolováno na třech úrovních 0.035 procent až 0.045 procent, 0,030 procent a 0,010 procenta až 0,015 procenta. Současně se přidávají nezbytné legovací prvky pro další zlepšení odolnosti oceli proti korozi a komplexního výkonu oceli. Ve srovnání s běžnou feritickou nerezovou ocelí má ultra čistá vysokochromová feritická nerezová ocel dobrou odolnost proti rovnoměrné korozi, důlkové korozi a korozi pod napětím a je široce používána v petrochemických zařízeních. Feritická nerezová ocel má následující svařovací vlastnosti:
① Při působení vysoké svařovací teploty zrna v tepelně ovlivněné zóně, kde teplota ohřevu dosahuje nad 1000 stupňů, zejména v oblasti blízkého švu, rychle porostou. I když se po svařování rychle ochladí, prudce poklesne houževnatost a vysoká tendence k mezikrystalové korozi.
② Feritická ocel samotná má vyšší obsah chrómu, škodlivější prvky jako uhlík, dusík, kyslík atd., vyšší teplotu křehkého přechodu a silnější vrubovou citlivost. Proto je křehkost po svařování vážnější.
③ Při pomalém zahřívání a ochlazování na 400 °C ~ 600 °C po dlouhou dobu dojde ke zkřehnutí při 475 °C, což vážně sníží houževnatost při pokojové teplotě. Po dlouhém zahřívání na 550 °C ~ 820 °C se fáze σ snadno vysráží z feritu a jeho plasticita a houževnatost se také výrazně sníží.
3. Martenzitická nerezová ocel a její svařovací vlastnosti
Martenzitickou nerezovou ocel lze rozdělit na martenzitickou nerezovou ocel typu Cr13, nízkouhlíkovou martenzitickou nerezovou ocel a supermartenzitickou nerezovou ocel. Typ Cr13 má obecný antikorozní výkon. Z martenzitické nerezové oceli na bázi Cr12-, díky přidání niklu, molybdenu, wolframu, vanadu a dalších legujících prvků má nejen určitou odolnost proti korozi, ale má také vysokou pevnost při vysokých teplotách a odolnost vůči vysokým teplotám . Oxidační vlastnosti.
Svařovací charakteristiky martenzitické nerezové oceli: Svar z martenzitické nerezové oceli typu Cr13 a tepelně ovlivněná zóna mají obzvláště velkou tendenci ztvrdnout a svarový spoj může za podmínek chlazení vzduchem získat tvrdý a křehký martenzit. Působením svařování se snadno objeví trhliny při svařování za studena. Když je rychlost ochlazování malá, vytvoří se hrubý ferit a intergranulární karbidy v oblasti blízkého švu a svarového kovu, což výrazně sníží plasticitu a houževnatost spoje.
Po ochlazení svaru a tepelně ovlivněné zóny nízkouhlíkové a supermartenzitické nerezové oceli se všechny přemění na nízkouhlíkový martenzit, ale nedochází k žádnému zjevnému jevu kalení a mají dobrý svařovací výkon.
Výběr spotřebního materiálu pro svařování z nerezové oceli pro tlakové nádoby
1. Výběr přídavných materiálů pro svařování austenitických nerezových ocelí
Principem výběru přídavných materiálů pro svařování z austenitické nerezové oceli je zajistit, aby odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti svarového kovu byly v zásadě stejné nebo vyšší než u základního kovu za podmínky, že nejsou žádné trhliny. zápas. U korozivzdorné austenitické nerezové oceli je obecně požadováno, aby obsahovala určité množství feritu, který může zajistit nejen dobrou odolnost proti praskání, ale také dobrou odolnost proti korozi. V některých speciálních médiích, jako je svarový kov zařízení na výrobu močoviny, však ferit nesmí existovat, jinak se sníží jeho odolnost proti korozi. U žáruvzdorných austenitických ocelí je třeba zvážit kontrolu obsahu feritu ve svarovém kovu. U svařenců z austenitické oceli provozovaných po dlouhou dobu při vysoké teplotě by obsah feritu ve svarovém kovu neměl překročit 5 procent. Čtenáři mohou odhadnout odpovídající obsah feritu podle ekvivalentu chrómu a ekvivalentu niklu ve svarovém kovu podle Schaefflerova diagramu.
obrázek
2. Výběr přídavných materiálů pro svařování feritické nerezové oceli
V zásadě existují tři typy přídavných materiálů pro svařování z feritické nerezové oceli: 1) přídavné materiály pro svařování, jejichž složení v zásadě odpovídá základnímu kovu; 2) přídavné materiály pro austenitické svařování; 3) přídavné svařovací materiály ze slitin na bázi niklu, které se kvůli vysokým cenám používají zřídka.
Přídavné materiály pro svařování z feritické nerezové oceli mohou být vyrobeny z materiálů ekvivalentních základnímu kovu, ale když je stupeň omezení velký, snadno se objeví praskliny. Tepelné zpracování lze po svařování použít k obnovení odolnosti proti korozi a zlepšení plasticity spoje. Použitím přídavných materiálů pro austenitické svařování se lze vyhnout předehřívání a tepelnému zpracování po svařování, ale u různých ocelí, které neobsahují stabilní prvky, stále existuje senzibilizace tepelně ovlivněné zóny a běžně se používají přídavné materiály pro austenitické svařování 309 a 310. použitý. Pro ocel Cr17 lze také použít svařovací materiál 308. Přídavné materiály pro svařování s vysokým obsahem slitin jsou výhodné pro zlepšení plasticity svarových spojů. Austenitický nebo austeniticko-feritický svarový kov je v zásadě stejně pevný jako feritický základní kov, ale v některých korozivních médiích může být odolnost svaru vůči korozi velmi odlišná od odolnosti základního kovu. Při výběru svařovacích materiálů věnujte pozornost.
3. Výběr přídavných materiálů pro svařování martenzitické nerezové oceli
U nerezové oceli lze martenzitickou nerezovou ocel upravit tepelným zpracováním. Proto, aby byly zajištěny výkonnostní požadavky, zejména u žáruvzdorné martenzitické nerezové oceli, by se složení svaru mělo co nejvíce blížit složení základního kovu. Aby se zabránilo vzniku trhlin za studena, lze také použít přídavné materiály pro austenitické svařování a pevnost svaru v tomto okamžiku musí být nižší než u základního kovu.
Když je složení svaru podobné složení základního kovu, svar a tepelně ovlivněná zóna současně ztvrdnou a zkřehnou a v tepelně ovlivněné oblasti se objeví zóna změkčování popouštění. Aby se zabránilo praskání za studena, součásti s tloušťkou větší než 3 mm je často nutné předehřát a po svařování je často nutné tepelné zpracování, aby se zlepšil výkon spoje. Protože koeficient tepelné roztažnosti svarového kovu a základního kovu je v zásadě stejný, je možné svar po tepelném zpracování zcela eliminovat. stres.
obrázek
Pokud není povoleno předehřívání nebo tepelné zpracování obrobku, lze zvolit austenitický svar. Protože svarový šev má vysokou plasticitu a houževnatost, může uvolnit svářecí napětí a může rozpustit více vodíku, čímž se sníží namáhání spoje. Tendence k praskání za studena, ale spoje s nerovnými materiály mohou v důsledku různých koeficientů tepelné roztažnosti generovat smykové napětí v zóně tavení pod pracovním prostředím s cirkulační teplotou, což má za následek selhání spoje.
U jednoduché martenzitické oceli typu Cr13, kdy není použit svar s austenitickou strukturou, není příliš prostoru pro úpravu složení svaru, které je obecně stejné jako základní kovová matrice, ale škodlivé nečistoty jako S, P a Si musí být omezen. Si může podporovat tvorbu hrubého martenzitu ve svarech martenzitické oceli Cr13. Snížení obsahu C je výhodné pro snížení prokalitelnosti a existence malého množství prvků jako Ti, N nebo Al ve svaru může také zjemnit zrna a snížit prokalitelnost.
U vícesložkové legované martenzitické žárupevné oceli na bázi Cr12- je hlavním účelem tepelná odolnost a obvykle se nepoužívají přídavné materiály pro austenitické svařování a očekává se, že složení svaru bude blízké základnímu kovu. Při úpravě složení je třeba zajistit, aby se ve svaru neobjevila feritová fáze, protože je to velmi škodlivé pro výkon, protože hlavními složkami martenzitické žárupevné oceli na bázi Cr13- jsou většinou feritové prvky ( jako je Mo, Nb, W, V atd.), aby bylo zajištěno, že celá struktura je stejnoměrný martenzit, musí být vyvážena prvky austenitu, to znamená, že musí být přítomny vhodné prvky, jako je C, Ni, Mn, a N.
Martenzitická nerezová ocel má velmi vysoký sklon k praskání za studena, proto je nutné striktně dodržovat nízký vodík, dokonce i ultranízký vodík a na to je třeba dbát při výběru svařovacích materiálů.
Klíčové body svařování nerezové oceli pro tlakové nádoby
1. Klíčové body svařování austenitických nerezových ocelí
Obecně mají austenitické nerezové oceli vynikající svařitelnost. Ke svařování austenitické nerezové oceli lze použít téměř všechny metody tavného svařování a termofyzikální vlastnosti a mikrostrukturní charakteristiky austenitické nerezové oceli určují klíčové body jejího svařovacího procesu.
① Vzhledem k malé tepelné vodivosti a velkému koeficientu tepelné roztažnosti austenitické nerezové oceli je snadné vytvářet velké deformační a svařovací napětí během svařování, takže by měla být co nejvíce zvolena metoda svařování s koncentrovanou svařovací energií.
② Vzhledem k malé tepelné vodivosti austenitické nerezové oceli může při stejném proudu získat větší hloubku průniku než nízkolegovaná ocel. Současně je svařovací proud díky vysokému měrnému odporu, aby se zabránilo zarudnutí elektrody při obloukovém svařování, menší než u elektrod z uhlíkové oceli nebo nízkolegované oceli stejného průměru.
③ Specifikace svařování. Obecně nepoužívejte pro svařování velkou vstupní energii. Pro elektrodové obloukové svařování je vhodné použít elektrody malého průměru pro rychlé víceprůchodové svařování. U vysoce náročných svarů dokonce nalijte studenou vodu, abyste urychlili chlazení. U čisté austenitické nerezové oceli a superaustenitické nerezové oceli kvůli citlivosti na tepelné trhliny Pokud je velká, energie svařovací linky by měla být přísně kontrolována, aby se zabránilo vážnému růstu zrn svaru a vzniku trhlin za tepla při svařování.
④ Aby se zlepšila odolnost svaru proti tepelnému praskání a korozi, je třeba věnovat zvláštní pozornost čistotě oblasti svařování během svařování, aby se zabránilo pronikání škodlivých prvků do svaru.
⑤ Austenitická nerezová ocel obecně nevyžaduje předehřívání během svařování. Aby se zabránilo růstu zrn a precipitaci karbidů ve svarovém švu a tepelně ovlivněné zóně a zajistila se plasticita, houževnatost a odolnost svarového spoje proti korozi, měla by být řízena nižší teplota mezivrstvy, obecně nepřesahující 150 stupňů.
2. Feritické svařovací body z nerezové oceli
Feritická nerezová ocel má relativně více prvků tvořících ferit, relativně méně prvků tvořících austenit a materiál má menší tendenci tvrdnout a praskat za studena. Působením tepelného cyklu svařování feritické nerezové oceli zjevně rostou zrna v tepelně ovlivněné zóně a prudce klesá houževnatost a plasticita spoje. Stupeň růstu zrna v tepelně ovlivněné zóně závisí na maximální teplotě dosažené při svařování a době její výdrže. Při svařování feritické nerezové oceli by se proto měla co nejvíce využívat malá energie vedení, to znamená metoda koncentrace energie, jako je maloproudové TIG, ruční svařování elektrodami o malém průměru atd. jako je úzká mezera drážky, vysoká rychlost svařování a vícevrstvé svařování by měly být přijaty co nejvíce a teplota mezi vrstvami by měla být přísně kontrolována.
Vlivem tepelného cyklu svařování je obecně feritická nerezová ocel senzibilizována ve vysokoteplotní zóně tepelně ovlivněné zóny a v některých médiích dochází k mezikrystalové korozi. Po svaření se žíhá na 700 ~ 850 stupňů, aby se chrom homogenizoval a obnovila se jeho odolnost proti korozi.
Běžnou vysokochromovou feritickou nerezovou ocel lze svařovat elektrodovým obloukovým svařováním, svařováním v ochranné atmosféře plynu, svařováním pod tavidlem a dalšími svařovacími metodami. Vzhledem k vlastní nízké plasticitě oceli s vysokým obsahem chromu, stejně jako růstu zrn v tepelně ovlivněné zóně a akumulaci karbidů a nitridů na hranicích zrn způsobeným tepelnými cykly svařování, je plasticita a houževnatost svarových spojů velmi vysoká. nízký. Při použití přídavných materiálů pro svařování s podobným chemickým složením jako základní kov a při vysokém stupni omezení může dojít k prasklinám. Aby se předešlo prasklinám a zlepšila se plasticita spoje a odolnost proti korozi, lze na příkladu elektrodového obloukového svařování provést následující technologická opatření.
① Předehřejte na asi 100 ~ 150 stupňů, abyste svařili materiál v houževnatém stavu. Čím vyšší je obsah chrómu, tím vyšší by měla být teplota předehřívání.
② Svařování s malou vstupní energií a bez výkyvu. Během vícevrstvého svařování by měla být teplota mezi vrstvami řízena tak, aby nebyla vyšší než 150 stupňů, a kontinuální svařování by se nemělo používat ke snížení účinků vysokoteplotní křehkosti a 475 stupňů křehnutí.
③ Po svařování může žíhání při 750 ~ 800 stupních obnovit odolnost proti korozi a zlepšit plasticitu spoje díky sferoidizaci karbidů a rovnoměrné distribuci chrómu. Po žíhání by se měl rychle ochladit, aby se zabránilo výskytu σ fáze a křehkosti při 475 stupních.
3. Svařovací body martenzitické nerezové oceli
Pro martenzitickou nerezovou ocel typu Cr13, při použití elektrod ze stejného materiálu pro svařování, aby se snížila citlivost studených trhlin a zajistila se plasticita a houževnatost svarových spojů, měly by být zvoleny nízkovodíkové elektrody a měla by být provedena následující opatření pořízeno ve stejnou dobu:
① Předehřejte. Teplota předehřívání se zvyšuje se zvyšováním obsahu uhlíku v oceli, obecně v rozmezí 100 stupňů až 350 stupňů.
② Po zahřátí. U svarových spojů s vysokým obsahem uhlíku nebo vysokou pevností se po svařování musí provést opatření k dodatečnému ohřevu, aby se zabránilo prasklinám způsobeným svařováním vodíkem.
③ Tepelné zpracování po svařování. Aby se zlepšila plasticita, houževnatost a odolnost svarových spojů proti korozi, je teplota tepelného zpracování po svařování obecně 650 °C ~ 750 °C a doba výdrže se počítá jako 1h / 25mm.
U super a nízkouhlíkové martenzitické nerezové oceli nejsou obecně vyžadována předehřívací opatření. Když je stupeň omezení velký nebo je obsah vodíku ve svaru vysoký, provádějí se předehřev a dohřev. Teplota předehřívání je obecně 100 ° C ~ 150 ° C, teplota tepelného zpracování po svařování je 590 ~ 620 stupňů. Pro martenzitické oceli s vyšším obsahem uhlíku. Nebo když je obtížné provést předehřev před svařováním a tepelné zpracování po svařování a spoje jsou velmi omezené, lze ve strojírenství použít také spotřební materiály pro austenitické svařování ke zlepšení plasticity a houževnatosti svarových spojů a zabránění vzniku trhlin. Ale v této době, kdy je svarový kov austenitický nebo na bázi austenitu, je to ve skutečnosti shoda s nízkou pevností ve srovnání s pevností základního kovu a svarový kov a základní kov se liší chemickým složením, metalografickou strukturou, tepelné Fyzikální a mechanické vlastnosti jsou velmi odlišné a zbytkové napětí při svařování je nevyhnutelné, což může snadno způsobit korozi pod napětím nebo poškození tečením při vysokých teplotách.
Svařování duplexní nerezové oceli
1. Druhy duplexní nerezové oceli
Duplexní nerezová ocel má duplexní strukturu austenit plus ferit a obsah dvoufázových struktur
V podstatě stejné, takže má vlastnosti austenitické nerezové oceli a feritické nerezové oceli. Mez kluzu může dosáhnout 400 MPa ~ 550 MPa, což je dvojnásobek běžné austenitické nerezové oceli. Ve srovnání s feritickou nerezovou ocelí má duplexní nerezová ocel vysokou houževnatost, nízkou teplotu křehkého přechodu, výrazně zlepšenou odolnost proti mezikrystalové korozi a svařovací výkon; současně si zachovává některé vlastnosti feritické nerezové oceli, jako je křehkost 475 stupňů, vysoká tepelná vodivost, malý koeficient lineární roztažnosti, superplasticita a magnetismus. Ve srovnání s austenitickou nerezovou ocelí je pevnost duplexní nerezové oceli vysoká, zejména se výrazně zlepšila mez kluzu a výrazně se zlepšila také odolnost proti důlkové korozi, odolnost proti napěťové korozi a odolnost proti korozi.
Duplexní nerezová ocel je klasifikována podle svého chemického složení a lze ji rozdělit do čtyř typů: typ Cr18, Cr23 (kromě Mo), typ Cr22 a typ Cr25. Pro duplexní nerezovou ocel Cr25 ji lze rozdělit na běžný typ a super duplexní nerezovou ocel, mezi nimiž se v posledních letech široce používá typ Cr22 a typ Cr25. Většina duplexních nerezových ocelí používaných v mé zemi se vyrábí ve Švédsku a konkrétní třídy jsou: 3RE60 (typ Cr18), SAF2304 (typ Cr23), SAF2205 (typ Cr22), SAF2507 (typ Cr25).
2. Svařovací charakteristiky duplexní nerezové oceli
① Duplexní nerezová ocel má dobrou svařitelnost. Není snadné zkřehnout tepelně ovlivněnou zónu během svařování jako u feritické nerezové oceli, ani není snadné vytvořit po svařování horké trhliny jako u austenitické nerezové oceli. Protože však má velké množství feritu, může při vysoké tuhosti nebo vysokém obsahu vodíku ve svaru dojít k prasklinám při chlazení vodíkem, takže je velmi důležité přísně kontrolovat zdroj vodíku.
② Pro zajištění vlastností dvoufázové oceli je klíčem ke svařování tohoto typu oceli zajištění vhodného podílu austenitu a feritu ve struktuře svarového spoje. Když je rychlost ochlazování spoje po svařování pomalá, sekundární fázová změna δ→ je relativně dostačující, takže při pokojové teplotě lze získat duplexní strukturu s relativně vhodným fázovým poměrem, což vyžaduje vhodný velký příkon svařovacího tepla při svařování . V opačném případě, pokud je rychlost ochlazování po svařování vysoká, feritová fáze δ se zvýší, což má za následek vážné snížení plasticity, houževnatosti a odolnosti spoje proti korozi.
3. Výběr přídavných materiálů pro duplexní svařování nerezové oceli
Přídavné materiály pro svařování duplexní nerezové oceli, které se vyznačují tím, že struktura svaru je duplexní struktura s převahou austenitu a obsah hlavních korozivzdorných prvků (chróm, molybden atd.) je ekvivalentní obsahu základního kovu, čímž zajišťující stejnou odolnost proti korozi jako obecný kov pohlaví. Aby byl zajištěn obsah austenitu ve svaru, obvykle se zvyšuje obsah niklu a dusíku, to znamená, že ekvivalent niklu se zvyšuje asi o 2 až 4 procenta. V duplexním základním materiálu z nerezové oceli je obecně určité množství obsahu dusíku a určité množství obsahu dusíku se očekává také ve svařovacích přídavných materiálech, ale obecně by nemělo být příliš vysoké, jinak se objeví póry. Tímto způsobem se vysoký obsah niklu stal hlavním rozdílem mezi svařovacím materiálem a základním kovem.
Podle různých požadavků na odolnost proti korozi a houževnatost spoje vyberte elektrodu, která odpovídá chemickému složení základního kovu, jako je svařování Cr22 duplexní nerezová ocel, můžete si vybrat elektrodu Cr22Ni9Mo3, jako je elektroda E2209. Při použití kyselých elektrod je odstraňování strusky dobré a tvar svaru je krásný, ale rázová houževnatost je nízká. Pokud se požaduje, aby svarový kov měl vysokou rázovou houževnatost a je požadováno svařování ve všech polohách, měly by být použity alkalické elektrody. Bazické elektrody se obvykle používají při svařování kořenové podložky. Pokud existují zvláštní požadavky na odolnost svarového kovu proti korozi, měly by být také použity bazické elektrody se super duplexními ocelovými součástmi.
U pevného svařovacího drátu chráněného plynem by se při zajištění, že svarový kov má dobrou odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti, měla věnovat pozornost také výkonu svařovacího procesu. U drátu plněného tavidlem, kdy se požaduje, aby byl tvar svaru krásný, rutilový nebo titanový. U drátu s výplňovým tavidlem vápníkového typu, kdy je vyžadována vyšší rázová houževnatost nebo svařování za podmínek většího omezení, by měl být plněný drát s vyšší alkalitou být použit.
Pro svařování pod tavidlem je vhodné použít svařovací drát s menším průměrem pro realizaci vícevrstvého a víceprůchodového svařování při malých a středně velkých svařovacích specifikacích, aby se zabránilo zkřehnutí oblasti svařování a svarového kovu. a použijte odpovídající alkalické tavidlo.
4. Svařovací body z duplexní nerezové oceli
① Řízení tepelného procesu svařování Tepelná energie svařování, teplota mezivrstvy, předehřev a tloušťka materiálu – to vše ovlivní rychlost ochlazování během svařování, čímž ovlivní strukturu a výkon svaru a tepelně ovlivněné zóny. Příliš rychlé nebo příliš pomalé ochlazování ovlivní houževnatost a odolnost proti korozi duplexních ocelových svarových spojů. Když je rychlost chlazení příliš vysoká, způsobí nadměrný obsah fáze a zvýší srážení Cr2N. Pokud je rychlost ochlazování příliš pomalá, krystalová zrna budou silně zdrsněná a dokonce se mohou vysrážet některé křehké intermetalické sloučeniny, jako je fáze σ. Tabulka 1 uvádí některé doporučené energie svařovacích linek a teplotní rozsahy interpass. Při výběru energie vedení je třeba vzít v úvahu také konkrétní tloušťku materiálu. Horní limit energie čáry v tabulce je vhodný pro tlusté plechy a spodní limit je vhodný pro tenké plechy. Při svařování duplexní oceli s 25 procenty ω(Cr) a super nerezové oceli s vysokým obsahem slitiny, aby se dosáhlo nejlepších vlastností svarového kovu, se doporučuje, aby byla maximální interpass teplota řízena na 100 stupňů. Pokud je po svařování požadováno tepelné zpracování, nemusí být interpass teplota omezena.
② Tepelné zpracování po svařování Duplexní nerezovou ocel je nejlepší tepelně nezpracovávat po svařování, ale když obsah fáze ve svařeném stavu překročí požadavek nebo když se vysrážejí škodlivé fáze, jako je fáze σ, ke zlepšení lze použít tepelné zpracování svaru. Použitou metodou tepelného zpracování je kalení vodou. Během tepelného zpracování by mělo být zahřívání co nejrychlejší a doba zdržení při teplotě tepelného zpracování je 5 ~ 30 minut, což by mělo stačit k obnovení rovnováhy fází. Oxidace kovů je během tepelného zpracování velmi závažná a je třeba zvážit ochranu inertním plynem. U dvoufázové oceli s 22 procenty ω (Cr) by se tepelné zpracování mělo provádět při teplotě 1050 °C ~ 1100 °C, zatímco u dvoufázové oceli a superdvoufázové oceli s 25 procenty ω (Cr ) vyžadují tepelné ošetření při teplotě 1070 °C ~ 1120 °C Proveďte tepelné ošetření.
Příklad svařování nerezové tlakové nádoby
Flash tank o průměru 800mm a síle stěny 10mm je vyroben z 0Cr18Ni9.
ilustrovat:
① Průměr válce je 800 mm a svářeč může vrtat do válce pro svařování. Proto jsou podélné a kruhové švy válce na obou stranách svařeny elektrodovým obloukovým svařováním.
② V tomto zařízení není žádný otvor, takže uzavírací svar lze svařit pouze zvenčí. Pro zajištění kvality svařování se jako podklad používá svařování TIG. Při svařování nerezové oceli argonovým obloukem však bude zadní kov oxidován. V minulosti lze k ochraně použít pouze metodu plnění argonem na zadní straně. špatný. Aby se vyřešila tato obtížnost procesu, Welding Division společnosti Nippon Oil & Fat Company vyvinula a vyrobila zadní samoochranný nerezový svařovací drát TIG, což je svařovací drát se speciálním povlakem, a povlakem (tj. ) po roztavení pronikne do roztavené lázně Na zadní straně se vytvoří hustá ochranná vrstva, která odpovídá roli povlaku elektrody. Použití tohoto svařovacího drátu je přesně stejné jako u běžného svařovacího drátu TIG a povlak neovlivní přední oblouk a tvar roztavené lázně, což výrazně snižuje náklady na svařování nerezové oceli argonovým obloukovým svařováním. V tomto zařízení, pokud je použita zadní argonová ochrana, je argonový odpad vážný, takže se používá samostínící svařovací drát.
③ Pro koutové svary mezi připojovací trubkou a plochou přivařovací přírubou a mezi připojovací trubkou a pláštěm se s ohledem na tvar a svařovací podmínky svarů v této části obecně používá elektrodové obloukové svařování. Pokud je průměr spojovací trubky příliš malý, lze pro snížení obtížnosti svařování použít také svařování TIG.
④ Koutový svar mezi podpěrou a pláštěm je netlakový svar a používá se svařování v ochranné atmosféře (ochranný plyn je čistý CO2), který má vysokou účinnost a dobrý tvar svaru. TFW-308L je druh svařovacího materiálu a jeho model svařovacího materiálu je E308LT1-1 (AWS A5.22).
