Нержавеющая сталь для сосудов под давлением и ее сварочные характеристики
Так называемая нержавеющая сталь относится к добавлению в сталь определенного количества хрома, чтобы сталь находилась в пассивированном состоянии и не ржавела. Для достижения этой цели содержание хрома в нем должно быть выше 12 процентов. Чтобы улучшить пассивацию стали, в нержавеющую сталь часто добавляют такие элементы, как никель и молибден, которые могут пассивировать сталь. Обычно называемая нержавеющей сталью, на самом деле это общий термин для нержавеющей стали и кислотостойкой стали. Нержавеющая сталь не обязательно является кислотостойкой, а кислотостойкая сталь обычно имеет хорошие свойства нержавеющей стали. Нержавеющую сталь можно разделить на четыре категории в зависимости от структуры стали, а именно: аустенитную нержавеющую сталь, ферритную нержавеющую сталь, мартенситную нержавеющую сталь и аустенитно-ферритную дуплексную нержавеющую сталь.
1. Аустенитная нержавеющая сталь и ее сварочные характеристики
Аустенитная нержавеющая сталь является наиболее широко используемой нержавеющей сталью, а тип с высоким содержанием Cr-Ni является наиболее распространенным. В настоящее время аустенитную нержавеющую сталь можно условно разделить на Cr18-Ni8, Cr25-Ni20 и Cr25-Ni35. Аустенитная нержавеющая сталь имеет следующие сварочные характеристики:
① Сварка аустенитной нержавеющей стали с горячим трещинами имеет небольшую теплопроводность и большой коэффициент линейного расширения, поэтому в процессе сварки время высокотемпературной выдержки сварного соединения больше, а сварной шов легко образует крупное столбчатое зерно. состав. При высоком содержании примесных элементов, таких как сера, фосфор, олово, сурьма, ниобий, между зернами будет образовываться легкоплавкая эвтектика, а в сварном шве легко образуются трещины затвердевания, когда сварной шов подвергается высоким нагрузкам. растягивающее напряжение. В околошовной зоне образуются трещины разжижения, которые все относятся к сварочным термическим трещинам. Наиболее эффективным способом предотвращения горячих трещин является уменьшение содержания примесных элементов, которые склонны к образованию эвтектик с низкой температурой плавления в стали и сварочных материалах, а также создание хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали, содержащей от 4 до 12 процентов ферритной структуры.
② Межкристаллитная коррозия Согласно теории истощения хрома, основной причиной межкристаллитной коррозии является осаждение карбида хрома на межкристаллитной поверхности, что приводит к истощению хрома на границе зерен. Поэтому выбор сварочных материалов со сверхнизким содержанием углерода или сварочных материалов, содержащих стабилизирующие элементы, такие как ниобий и титан, является основной мерой предотвращения межкристаллитной коррозии.
③ Коррозионное растрескивание под напряжением Коррозионное растрескивание под напряжением обычно проявляется в виде хрупкого разрушения, а процесс повреждения занимает короткое время, поэтому повреждение является серьезным. Основной причиной коррозионного растрескивания аустенитной нержавеющей стали под напряжением являются остаточные сварочные напряжения. Изменение структуры сварных соединений или наличие концентрации напряжений, концентрация местной коррозионной среды также являются причинами, влияющими на коррозионное растрескивание под напряжением.
④ σ-фаза – охрупчивание сварных соединений σ-фаза представляет собой разновидность хрупкого и твердого интерметаллического соединения, которое в основном скапливается на границах зерен столбчатых зерен. И фаза, и δ-фаза могут претерпевать σ-фазовый переход. Например, когда сварной шов типа Cr25Ni20 нагревается до 800 ~ 900 градусов, произойдет сильное превращение → δ. Для хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали, особенно хромоникелевомолибденовой нержавеющей стали, склонны к фазовому превращению δ→σ, главным образом потому, что элементы хрома и молибдена имеют явное сигма-превращение, когда содержание δ феррита в сварном шве превышает At 12 процентов. , преобразование δ → σ очень очевидно, что приводит к очевидному охрупчиванию металла сварного шва, поэтому поверхностный слой на внутренней стенке реактора гидрирования с горячей стенкой регулирует содержание δ феррита на уровне от 3 до 10 процентов. причина.
2. Ферритная нержавеющая сталь и ее сварочные характеристики
Ферритная нержавеющая сталь делится на две категории: обычная ферритная нержавеющая сталь и сверхчистая ферритная нержавеющая сталь. Среди них обычная ферритная нержавеющая сталь имеет тип Cr12 ~ Cr14, например 00Cr12, 0Cr13Al; Тип Cr16 ~ Cr18, например 1Cr17Mo; Тип Cr25~30.
Из-за высокого содержания углерода и азота в обычной ферритной нержавеющей стали ее трудно обрабатывать и сваривать, трудно гарантировать коррозионную стойкость, поэтому использование ограничено. В сверхчистой ферритной нержавеющей стали содержание углерода и азота в стали строго контролируется. Общее количество азота обычно контролируется на трех уровнях: от 0.035 процентов до 0.045 процентов, 0.030 процентов и 0,010 процента до 0,015 процента. В то же время добавляются необходимые легирующие элементы для дальнейшего улучшения коррозионной стойкости и комплексных характеристик стали. По сравнению с обычной ферритной нержавеющей сталью сверхчистая ферритная нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома обладает хорошей устойчивостью к равномерной коррозии, точечной коррозии и коррозии под напряжением и широко используется в нефтехимическом оборудовании. Ферритная нержавеющая сталь имеет следующие сварочные характеристики:
① Под действием высокой температуры сварки зерна в зоне термического влияния, где температура нагрева достигает более 1000 градусов, особенно в районе шва, будут быстро расти. Даже при быстром охлаждении после сварки наблюдается резкое снижение ударной вязкости и высокая склонность к межкристаллитной коррозии.
② Ферритная сталь сама по себе имеет более высокое содержание хрома, более вредных элементов, таких как углерод, азот, кислород и т. д., более высокую температуру хрупкого перехода и более высокую чувствительность к надрезам. Следовательно, охрупчивание после сварки является более серьезным.
③ При медленном нагревании и охлаждении при температуре 400 ~ 600 градусов в течение длительного времени произойдет охрупчивание при температуре 475 градусов, что серьезно снизит ударную вязкость при комнатной температуре. После длительного нагрева при 550°С ~ 820°С σ-фаза легко выделяется из феррита, а его пластичность и ударная вязкость также значительно снижаются.
3. Мартенситная нержавеющая сталь и ее сварочные характеристики.
Мартенситную нержавеющую сталь можно разделить на мартенситную нержавеющую сталь типа Cr13, низкоуглеродистую мартенситную нержавеющую сталь и супермартенситную нержавеющую сталь. Тип Cr13 имеет общие антикоррозионные характеристики. Из мартенситной нержавеющей стали на основе Cr12-, благодаря добавлению никеля, молибдена, вольфрама, ванадия и других легирующих элементов, она не только обладает определенной коррозионной стойкостью, но также обладает высокой жаропрочностью и жаростойкостью. . Окислительные свойства.
Сварочные характеристики мартенситной нержавеющей стали: сварной шов и зона термического влияния мартенситной нержавеющей стали типа Cr13 имеют особенно большую тенденцию к упрочнению, а сварное соединение может получить твердый и хрупкий мартенсит в условиях воздушного охлаждения. Под действием сварки легко появляются сварочные холодные трещины. При малой скорости охлаждения в пришовной зоне и металле шва будут образовываться крупные ферриты и межкристаллитные карбиды, что значительно снизит пластичность и ударную вязкость соединения.
После охлаждения сварного шва и зоны термического влияния низкоуглеродистой и супермартенситной нержавеющей стали все они превращаются в низкоуглеродистый мартенсит, но явного упрочнения не наблюдается, и они имеют хорошие сварочные характеристики.
Выбор сварочных материалов из нержавеющей стали для сосудов под давлением
1. Выбор сварочных материалов для аустенитной нержавеющей стали
Принцип выбора сварочных материалов из аустенитной нержавеющей стали заключается в том, чтобы гарантировать, что коррозионная стойкость и механические свойства металла сварного шва в основном эквивалентны или выше, чем у основного металла при условии отсутствия трещин. соответствовать. Для коррозионностойкой аустенитной нержавеющей стали обычно желательно содержать определенное количество феррита, который может не только обеспечить хорошую трещиностойкость, но и иметь хорошую коррозионную стойкость. Однако в некоторых специальных средах, таких как металл сварного шва оборудования для мочевины, феррит не может существовать, иначе его коррозионная стойкость будет снижена. Для жаропрочных аустенитных сталей следует учитывать контроль содержания феррита в металле шва. Для сварных соединений из аустенитных сталей, длительно эксплуатируемых при высокой температуре, содержание феррита в металле шва не должно превышать 5%. Читатели могут оценить соответствующее содержание феррита по эквиваленту хрома и эквиваленту никеля в металле сварного шва по диаграмме Шеффлера.
картина
2. Выбор сварочных материалов из ферритной нержавеющей стали
Существует в основном три типа сварочных материалов из ферритной нержавеющей стали: 1) сварочные материалы, состав которых в основном соответствует основному металлу; 2) аустенитные сварочные материалы; 3) сварочные материалы из сплавов на основе никеля, которые редко используются из-за их высокой стоимости.
Сварочные материалы из ферритной нержавеющей стали могут быть изготовлены из материалов, эквивалентных основному металлу, но при большой степени ограничения легко возникают трещины. Термическая обработка может применяться после сварки для восстановления коррозионной стойкости и повышения пластичности соединения. Использование аустенитных сварочных материалов позволяет избежать предварительного нагрева и термообработки после сварки, но для различных сталей, не содержащих стабильных элементов, сенсибилизация зоны термического влияния все же существует, и обычно используются хромоникелевые аустенитные сварочные материалы 309 и 310. использовал. Для стали Cr17 также можно использовать сварочные материалы марки 308. Сварочные материалы с высоким содержанием легирующих элементов способствуют повышению пластичности сварных соединений. Аустенитный или аустенитно-ферритный металл шва в основном так же прочен, как и ферритный основной металл, но в некоторых коррозионных средах коррозионная стойкость сварного шва может сильно отличаться от коррозионной стойкости основного металла. Будьте внимательны при выборе сварочных материалов.
3. Выбор сварочных материалов для мартенситной нержавеющей стали.
В нержавеющей стали мартенситная нержавеющая сталь может быть отрегулирована термической обработкой. Поэтому для обеспечения эксплуатационных требований, особенно для жаропрочных мартенситных нержавеющих сталей, состав сварного шва должен быть максимально приближен к составу основного металла. Для предотвращения холодных трещин можно использовать и аустенитные сварочные материалы, при этом прочность сварного шва в это время должна быть ниже, чем у основного металла.
При сходстве состава сварного шва с основным металлом сварной шов и околошовная зона одновременно упрочняются и становятся хрупкими, а в околошовной зоне появляется зона отпускного разупрочнения. Для предотвращения холодного растрескивания детали толщиной более 3 мм часто нуждаются в предварительном нагреве, а после сварки часто требуется термическая обработка для улучшения характеристик соединения. Поскольку коэффициенты теплового расширения металла шва и основного металла в основном одинаковы, можно полностью исключить сварной шов после термической обработки. стресс.
картина
Когда заготовку нельзя подвергать предварительному нагреву или термообработке, можно выбрать аустенитный сварной шов. Поскольку сварной шов обладает высокой пластичностью и ударной вязкостью, он может ослабить сварочное напряжение и растворить больше водорода, тем самым уменьшая напряжение в соединении. Склонность к холодному растрескиванию, но соединения с неровными материалами из-за разных коэффициентов теплового расширения могут создавать напряжение сдвига в зоне сплавления в рабочей среде с циркулирующей температурой, что приводит к разрушению соединения.
Для простой мартенситной стали типа Х13, когда не используется шов с аустенитной структурой, не так много возможностей для корректировки состава шва, который, как правило, такой же, как матрица основного металла, но вредные примеси, такие как S, P и Си должен быть ограничен. Si может способствовать образованию крупнозернистого мартенсита в сварных швах мартенситной стали Cr13. Уменьшение содержания углерода полезно для снижения прокаливаемости, а наличие в сварном шве небольшого количества таких элементов, как Ti, N или Al, также может уменьшить размер зерен и снизить прокаливаемость.
Для многокомпонентной легированной мартенситной жаропрочной стали на основе Cr12-основным назначением является жаростойкость, аустенитные сварочные материалы обычно не применяют, а состав шва ожидается близким к основному металлу. При корректировке состава необходимо следить за тем, чтобы в сварном шве не появлялась ферритная фаза, так как это очень вредно для работоспособности, так как основными компонентами мартенситной жаропрочной стали на основе Cr13- являются в основном ферритные элементы ( таких как Mo, Nb, W, V и др.), чтобы вся структура была однородной мартенситной, она должна быть уравновешена аустенитными элементами, то есть должны быть соответствующие элементы, такие как C, Ni, Mn, и н.
Мартенситная нержавеющая сталь имеет очень высокую склонность к холодному растрескиванию, поэтому необходимо строго выдерживать низкое содержание водорода, даже сверхнизкое содержание водорода, и на это необходимо обращать внимание при выборе сварочных материалов.
Ключевые моменты сварки нержавеющей стали для сосудов под давлением
1. Ключевые моменты сварки аустенитной нержавеющей стали
В целом аустенитные нержавеющие стали обладают отличной свариваемостью. Для сварки аустенитной нержавеющей стали можно использовать практически все методы сварки плавлением, а теплофизические свойства и характеристики микроструктуры аустенитной нержавеющей стали определяют ключевые моменты процесса ее сварки.
① Из-за небольшой теплопроводности и большого коэффициента теплового расширения аустенитной нержавеющей стали во время сварки легко получить большие деформации и сварочные напряжения, поэтому следует выбирать метод сварки с концентрированной энергией сварки.
② Из-за малой теплопроводности аустенитной нержавеющей стали она может обеспечить большую глубину проплавления, чем низколегированная сталь, при том же токе. В то же время из-за высокого удельного сопротивления, во избежание покраснения электрода при дуговой сварке, сварочный ток меньше, чем у электродов из углеродистой или низколегированной стали того же диаметра.
③ Технические характеристики сварки. Как правило, не используйте большие входные мощности для сварки. Для электродуговой сварки целесообразно использовать электроды малого диаметра для быстрой многопроходной сварки. Для сварных швов с высокими требованиями можно даже лить холодную воду для ускорения охлаждения. Для чистой аустенитной нержавеющей стали и супераустенитной нержавеющей стали из-за чувствительности к термическим трещинам. Если она велика, энергия линии сварки должна строго контролироваться, чтобы предотвратить серьезный рост зерен сварного шва и возникновение горячих трещин при сварке.
④ Чтобы улучшить стойкость к термическому растрескиванию и коррозионную стойкость сварного шва, особое внимание следует уделить чистоте зоны сварки во время сварки, чтобы предотвратить проникновение вредных элементов в сварной шов.
⑤ Аустенитная нержавеющая сталь обычно не требует предварительного нагрева во время сварки. Для предотвращения роста зерен и выделения карбидов в сварном шве и околошовной зоне, а также для обеспечения пластичности, прочности и коррозионной стойкости сварного соединения следует контролировать более низкую межслойную температуру, как правило, не превышающую 150 градусов.
2. Точки сварки из ферритной нержавеющей стали
Ферритная нержавеющая сталь имеет относительно больше ферритообразующих элементов, относительно меньше аустенитообразующих элементов, и материал имеет меньшую склонность к закалке и холодному растрескиванию. Под действием термического цикла сварки ферритной нержавеющей стали зерна в околошовной зоне явно растут, а прочность и пластичность соединения резко снижаются. Степень роста зерна в околошовной зоне зависит от максимальной температуры, достигаемой при сварке, и времени ее выдержки. Поэтому при сварке ферритных нержавеющих сталей следует максимально использовать малую энергию линии, то есть метод концентрации энергии, такой как TIG малым током, ручная сварка электродами малого диаметра и т.п. такие как канавка с узким зазором, высокая скорость сварки и многослойная сварка, должны быть приняты в максимально возможной степени, а температура между слоями должна строго контролироваться.
Из-за воздействия теплового цикла сварки обычно ферритная нержавеющая сталь сенсибилизируется в высокотемпературной зоне зоны термического влияния, и в некоторых средах возникает межкристаллитная коррозия. После сварки его отжигают при температуре 700~850 градусов для гомогенизации хрома и восстановления его коррозионной стойкости.
Обычная высокохромистая ферритная нержавеющая сталь может быть сварена электродуговой сваркой, сваркой в среде защитных газов, дуговой сваркой под флюсом и другими методами сварки. Из-за присущей высокохромистой стали низкой пластичности, а также роста зерен в околошовной зоне и накопления карбидов и нитридов на границах зерен, вызванных сварочными тепловыми циклами, пластичность и вязкость сварных соединений очень высоки. низкий. Трещины вероятны при использовании сварочных материалов с химическим составом, близким к основному металлу, и степени ограничения велики. Для предотвращения трещин, повышения пластичности и коррозионной стойкости соединения на примере электродуговой сварки могут быть реализованы следующие технологические мероприятия.
① Предварительно нагрейте примерно до 100 ~ 150 градусов, чтобы сварить материал в прочном состоянии. Чем выше содержание хрома, тем выше должна быть температура предварительного нагрева.
② Сварка с небольшой подводимой энергией и без раскачивания. Во время многослойной сварки температура между слоями не должна превышать 150 градусов, а непрерывная сварка не должна использоваться для уменьшения эффектов высокотемпературного охрупчивания и охрупчивания до 475 градусов.
③ После сварки отжиг при 750 ~ 800 градусов может восстановить коррозионную стойкость и улучшить пластичность соединения за счет сфероидизации карбидов и равномерного распределения хрома. После отжига его следует быстро охладить, чтобы предотвратить появление σ-фазы и хрупкости при 475°.
3. Места сварки мартенситной нержавеющей стали
Для мартенситной нержавеющей стали типа Х13 при использовании для сварки электродов из того же материала с целью снижения чувствительности холодных трещин и обеспечения пластичности и прочности сварных соединений следует выбирать электроды с низким содержанием водорода и проводить следующие мероприятия: принято одновременно:
① Предварительный нагрев. Температура предварительного нагрева увеличивается с увеличением содержания углерода в стали, обычно в диапазоне от 100 до 350 градусов.
② После нагрева. Для сварных соединений с высоким содержанием углерода или высокой жесткостью после сварки должны быть предприняты меры по последующему нагреву для предотвращения трещин, вызванных сваркой водородом.
③ Термическая обработка после сварки. Для повышения пластичности, ударной вязкости и коррозионной стойкости сварных соединений температура термообработки после сварки обычно составляет 650°C ~ 750°C, а время выдержки рассчитывается как 1 час/25 мм.
Для сверх- и низкоуглеродистой мартенситной нержавеющей стали предварительный нагрев, как правило, не требуется. Когда степень ограничения велика или содержание водорода в сварном шве высокое, предпринимаются меры по предварительному и последующему нагреву. Температура предварительного нагрева обычно составляет 100–150 градусов C, температура термообработки после сварки составляет 590–620 градусов. Для мартенситных сталей с повышенным содержанием углерода. Или, когда сложно осуществить предсварочный предварительный подогрев и послесварочную термообработку, а соединения сильно зажаты, аустенитные сварочные материалы также могут быть использованы в машиностроении для повышения пластичности и прочности сварных соединений и предотвращения трещин. Но в то же время, когда металл шва аустенитный или на основе аустенита, он на самом деле представляет собой низкопрочное соединение по сравнению с прочностью основного металла, а металл шва и основной металл различаются по химическому составу, металлографической структуре, термические Физические и механические свойства очень разные, и остаточное напряжение при сварке неизбежно, что может легко вызвать коррозию под напряжением или повреждение при высокотемпературной ползучести.
Сварка дуплексной нержавеющей стали
1. Виды дуплексной нержавеющей стали
Дуплексная нержавеющая сталь имеет дуплексную структуру аустенита и феррита, а содержание двухфазных структур
В основном то же самое, поэтому он имеет характеристики аустенитной нержавеющей стали и ферритной нержавеющей стали. Предел текучести может достигать 400 МПа ~ 550 МПа, что вдвое больше, чем у обычной аустенитной нержавеющей стали. По сравнению с ферритной нержавеющей сталью дуплексная нержавеющая сталь обладает высокой ударной вязкостью, низкой температурой хрупкого перехода, значительно улучшенной стойкостью к межкристаллитной коррозии и сварочными характеристиками; в то же время он сохраняет некоторые характеристики ферритной нержавеющей стали, такие как хрупкость 475 градусов, высокая теплопроводность, малый коэффициент линейного расширения, сверхпластичность и магнетизм. По сравнению с аустенитной нержавеющей сталью прочность дуплексной нержавеющей стали высока, особенно значительно улучшен предел текучести, а также значительно улучшены характеристики устойчивости к точечной коррозии, стойкости к коррозии под напряжением и коррозионной усталости.
Дуплексная нержавеющая сталь классифицируется в соответствии с ее химическим составом и может быть разделена на четыре типа: тип Cr18, тип Cr23 (за исключением Mo), тип Cr22 и тип Cr25. Дуплексную нержавеющую сталь Cr25 можно разделить на обычную и супердуплексную нержавеющую сталь, среди которых в последние годы широко используются марки Cr22 и Cr25. Большинство дуплексных нержавеющих сталей, используемых в моей стране, производятся в Швеции, и используются следующие марки: 3RE60 (тип Cr18), SAF2304 (тип Cr23), SAF2205 (тип Cr22), SAF2507 (тип Cr25).
2. Сварочные характеристики дуплексной нержавеющей стали
① Дуплексная нержавеющая сталь обладает хорошей свариваемостью. Нелегко охрупчить зону термического влияния во время сварки, как в случае с ферритной нержавеющей сталью, а также не просто получить горячие трещины при сварке, как в случае с аустенитной нержавеющей сталью. Однако из-за большого количества феррита при высокой жесткости или высоком содержании водорода в сварном шве могут возникнуть трещины при охлаждении водородом, поэтому очень важно строго контролировать источник водорода.
② Чтобы обеспечить характеристики двухфазной стали, обеспечение соответствующего соотношения аустенита и феррита в структуре сварного соединения является ключом к сварке этого типа стали. Когда скорость охлаждения соединения после сварки низкая, вторичное фазовое изменение δ→ является относительно достаточным, поэтому дуплексная структура с относительно подходящим соотношением фаз может быть получена при комнатной температуре, что требует подходящего большого подводимого тепла во время сварки. . В противном случае, если скорость охлаждения после сварки высокая, фаза феррита δ будет увеличиваться, что приведет к серьезному снижению пластичности, ударной вязкости и коррозионной стойкости соединения.
3. Выбор сварочных материалов для дуплексной нержавеющей стали.
Сварочные материалы для дуплексной нержавеющей стали, отличающиеся тем, что структура шва представляет собой дуплексную структуру с преобладанием аустенита, а содержание основных коррозионно-стойких элементов (хром, молибден и др.) эквивалентно содержанию основного металла, благодаря чему обеспечение той же коррозионной стойкости, что и основной металл пола. Для обеспечения содержания аустенита в сварном шве обычно увеличивают содержание никеля и азота, т. е. эквивалент никеля увеличивают примерно на 2-4%. В основном материале из дуплексной нержавеющей стали обычно содержится определенное количество азота, и определенное количество азота также ожидается в сварочных материалах, но, как правило, оно не должно быть слишком высоким, иначе появятся поры. Таким образом, высокое содержание никеля стало основным отличием сварочного материала от основного металла.
В соответствии с различными требованиями к коррозионной стойкости и прочности соединения выберите электрод, который соответствует химическому составу основного металла, например, для сварки дуплексной нержавеющей стали Cr22, вы можете выбрать электрод Cr22Ni9Mo3, например электрод E2209. При использовании кислых электродов удаление шлака хорошее, форма сварного шва красивая, но ударная вязкость низкая. Когда требуется, чтобы металл шва имел высокую ударную вязкость и требуется сварка во всех положениях, следует использовать щелочные электроды. Основные электроды обычно используются при сварке подложки корня. При наличии особых требований к коррозионной стойкости металла шва также следует использовать основные электроды с компонентами из супердуплексной стали.
Для сварочной проволоки в среде защитного газа, при обеспечении хорошей коррозионной стойкости и механических свойств наплавленного металла, следует также уделять внимание характеристикам процесса сварки. Для порошковой проволоки, когда требуется красивая форма шва, рутиловая или титановая Для порошковой проволоки кальциевого типа, когда требуется более высокая ударная вязкость или сварка в условиях большей жесткости, следует использовать порошковую проволоку с более высокой щелочностью использоваться.
При сварке под флюсом целесообразно использовать сварочную проволоку меньшего диаметра для осуществления многослойной и многопроходной сварки при малых и средних технических требованиях к сварке, чтобы предотвратить охрупчивание околошовной зоны и металла шва. и используйте соответствующий щелочной флюс.
4. Места сварки из дуплексной нержавеющей стали
① Контроль теплового процесса сварки Тепловая энергия сварки, межслойная температура, предварительный нагрев и толщина материала влияют на скорость охлаждения во время сварки, тем самым влияя на структуру и характеристики сварного шва и зоны термического влияния. Слишком высокая или слишком низкая скорость охлаждения повлияет на ударную вязкость и коррозионную стойкость сварных соединений из дуплексной стали. Когда скорость охлаждения слишком высока, это приведет к избыточному содержанию фазы и увеличению выделения Cr2N. Если скорость охлаждения слишком низкая, кристаллические зерна будут сильно укрупняться, и даже могут выделяться некоторые хрупкие интерметаллические соединения, такие как σ-фаза. В таблице 1 перечислены некоторые рекомендуемые значения энергии линии сварки и диапазоны температур между проходами. При выборе энергии линии также следует учитывать конкретную толщину материала. Верхний предел энергии линии в таблице подходит для толстых пластин, а нижний предел подходит для тонких пластин. При сварке дуплексной стали с 25-процентным содержанием ω(Cr) и супернержавеющей стали с высоким содержанием легирующих элементов для получения наилучших свойств металла сварного шва рекомендуется контролировать максимальную межпроходную температуру на уровне 100 градусов. Когда после сварки требуется термическая обработка, межпроходная температура может не ограничиваться.
② Термическая обработка после сварки Лучше всего не подвергать термообработке дуплексную нержавеющую сталь после сварки, но когда содержание фазы в состоянии после сварки превышает требуемое или когда выделяются вредные фазы, такие как σ-фаза, после сварки. Для улучшения можно использовать термообработку сварного шва. Применяемый метод термической обработки – закалка в воде. При термообработке нагрев должен быть максимально быстрым, а время выдержки при температуре термообработки 5~30 мин, что должно быть достаточно для восстановления равновесия фаз. Окисление металла очень серьезно во время термической обработки, и следует учитывать защиту инертным газом. Для двухфазной стали с 22% ω (Cr) термообработку следует проводить при температуре 1050°С ~ 1100°С, а для двухфазной стали и супердвухфазной стали с 25% ω (Cr ) требуют термической обработки при температуре 1070 град С ~ 1120 град С Провести термическую обработку.
Пример сварки сосуда высокого давления из нержавеющей стали
Расширительный бак диаметром 800 мм и толщиной стенки 10 мм изготовлен из 0Cr18Ni9.
проиллюстрировать:
① Диаметр цилиндра составляет 800 мм, и сварщик может сверлить цилиндр для сварки. Поэтому продольный и кольцевой швы цилиндра свариваются с двух сторон электродуговой сваркой.
② В этом оборудовании нет отверстий, поэтому замыкающий шов можно сваривать только снаружи. Для обеспечения качества сварки в качестве подложки используется сварка TIG. Однако при аргонно-дуговой сварке нержавеющей стали задний металл будет окисляться. В прошлом для защиты можно было использовать только метод заполнения аргоном сзади. не хорошо. Чтобы решить эту трудность процесса, подразделение по сварке компании Nippon Oil & Fat Company разработало и изготовило сварочную проволоку TIG из нержавеющей стали с защитой обратной стороны, которая представляет собой сварочную проволоку со специальным покрытием, а покрытие (то есть покрытие ) после плавления проникнет в ванну расплава. На обратной стороне образуется плотный защитный слой, который приравнивается к роли покрытия электрода. Использование этой сварочной проволоки точно такое же, как и у обычной сварочной проволоки TIG, и покрытие не влияет на переднюю дугу и форму расплавленной ванны, что значительно снижает стоимость сварки аргонно-дуговой сварки нержавеющей стали. В этом оборудовании, если используется задняя защита от аргона, потери аргона являются серьезными, поэтому используется самозащитная сварочная проволока.
③ Для угловых швов между соединительной трубой и плоским приварным фланцем, а также между соединительной трубой и кожухом, учитывая форму и условия сварки сварных швов в этой части, обычно используется электродуговая сварка. Если диаметр соединительной трубы слишком мал, для уменьшения сложности сварки также можно использовать сварку ВИГ.
④ Угловой сварной шов между опорой и кожухом представляет собой сварной шов, не подвергающийся давлению, и используется сварка в среде защитного газа (защитный газ - чистый CO2), которая имеет высокую эффективность и хорошую форму сварного шва. TFW-308L — это марка сварочных материалов, а его модель сварочных материалов — E308LT1-1 (AWS A5.22).
