Titlul #, kobelco - oțel kobe, Ltd
inovații tehnice vol.18
Vol.18: Sudarea otelurilor inoxidabile duplex
1. Prefață
Din oțel inoxidabil duplex care are o microstructură fază duală compusă din granule de ferită și austenită, așa cum se arată în Figura 1, nu există dezavantaje la două tipuri de oțel - are o rezistență mai mare la stres coroziune cracare, în comparație cu oțeluri inoxidabile austenitice și o mai bună rezistență la în comparație cu oțel inoxidabil feritic. Oțelul inoxidabil duplex, joacă un rol important într-o astfel de gamă largă de aplicații, cum ar fi plante petrochimice, nave pentru transportul de produse chimice, structuri marine, poduri, așa cum se arată în imagini 2 și 3.
În acest articol ne vom concentra pe proprietățile oțeluri inoxidabile duplex, precum și cele mai potrivite pentru consumabile lor de sudura.
Foto 1: Microstructura din oțel inoxidabil duplex
Foto 2: Peretele de tanc chimic
Photo3: suport tower bridge principal Stounkatters
în creștere mai mult de 175 de metri deasupra nivelului
Sea (Hong Kong)
2. Proprietatile oțelurilor inoxidabile duplex
Microstructura oțelului inoxidabil duplex a arătat că granulele de austenită s-au mutat la faza complet feritice cu un sold de fază de aproximativ 50% ferită și 50% austenită. Această stare este microstructura cea mai stabilă, astfel încât sunt următoarele proprietăți din oțel inoxidabil duplex.
Comparativ cu oțel inoxidabil austenitic, oțel inoxidabil duplex are următoarele avantaje:
În comparație cu oțel inoxidabil austenitic, din oțel inoxidabil duplex oferă următoarele avantaje:
- Cel mai mic coeficient de dilatare termică și o conductivitate termică ridicată, rezistență ridicată la temperatura camerei.
- Rezistenta excelenta crăparea coroziunii și coroziune sub tensiune.
În acest caz, ele au următoarele dezavantaje:
Consecințele transformării microstructurale este deosebit de vizibilă în zona afectată de căldură. Acest lucru va fi discutat mai jos.
Oțel inoxidabil duplex este produs în principal în trei clase, care diferă în compoziția lor chimică: standard, de super-și aliaje de scăzut.
Tabelul 1 prezintă formulele chimice tipice de trei clase de oțeluri inoxidabile duplex. Planșa 1 oferă o comparație relativă a rezistenței la tracțiune și rezistența la index pitingului [Prew = Cr + 3,3 (Mo + 0.5W) + 16N] diferite oțeluri inoxidabile. Prew rată mai mare înseamnă o rezistență mai bună la coroziune pitting.
Figura 1: compararea relativă a rezistenței la tracțiune și rezistența la indicele de corodare (Prew) din diferite oțeluri inoxidabile.
Tabelul 1: formule chimice tipice oțeluri inoxidabile duplex (masa%)
3. Proprietățile zonei afectate de căldură din oțel inoxidabil duplex
3.1 zona afectată de căldură din oțel inoxidabil duplex
Duplexul din oțel inoxidabil și granulele de ferită dublă fază austenitice sunt echilibrate în timpul tratamentului termic. Cu toate acestea, în zona afectată de căldură din oțel inoxidabil duplex pitting proprietăți de rezistență la coroziune și mecanice pot deteriora, uneori, din cauza faptului că echilibrul de fază și formulele chimice ale fazelor duble variază în conformitate cu viteza de răcire, care este afectată de căldura de intrare de sudură și grosimea plăcii sudate.
Pe de altă parte, atunci când căldura de temperatură scăzută a afectat zona, la distanta de la interfața în cadrul sudurii, o rată scăzută de răcire cauzată de aportul de căldură mare poate duce la coarsening boabelor de ferită și eliberarea fazei sigma carburilor de crom și nitruri crom, ceea ce reduce rezistența la coroziune și tenacitate .
Astfel, zona de temperatură ridicată de căldură afectată necesită răcire relativ lent, pentru a permite o eliberare suficientă a boabelor austenită, în timp ce zona afectată de căldură scăzută temperatură necesită mult mai rapidă răcire să limiteze alocarea inutilă. Prin urmare, ca și pentru temperaturi ridicate și în zona afectată de căldură la temperatură scăzută este necesară pentru a controla viteza de răcire printr-un aport de căldură corespunzătoare, preincalzirea și temperatură interpass. (1)
3.2 metalice Sudarea oțelului inoxidabil duplex
Foto 4: microstructura metalului sudat din oțel inoxidabil duplex
Figura 2: Raportul dintre numărul de ferită și
rezistență la tracțiune / stres la dovada reziduală
tulpina 0,2% din metal sudură obținute prin sudare cu
Sarma (FCW) grad E2594.
Figura 3: Raportul dintre numărul de ferită și șoc
tenacitate metal sudură FCW marca E2594
Figura 4: Raportul dintre numărul de ferită și Feritscope
diagrama WRC
Metalul de sudura din otel inoxidabil duplex este reglată astfel încât să asigure proprietățile cerute în stat după sudare, așa cum se arată în imagine 4; în contrast cu distribuția uniformă a fazelor de ferită și austenită din oțel inoxidabil duplex, metal sudură, ele sunt distribuite mult mai aleator.
Planșa 4 prezintă raportul feritei măsurată cu ajutorul unui instrument specificat de diagrama Feritscope si WRC. Se poate observa că datele nu se potrivesc exact. Prin urmare, este necesar să se ia în considerare, ce metodă definită număr de ferită.
4. companii din oțel inoxidabil duplex Consumabile Kobelco
Materiale consumabile pentru sudare duplex companii din oțel inoxidabil Kobelco sunt disponibile pentru toate gradele de oțel inoxidabil duplex. Acestea sunt enumerate în tabelul 2, împreună cu compozițiile lor chimice și a proprietăților mecanice.
Tabelul 2: Proprietățile tipice ale materialului de sudură din oțel inoxidabil duplex Kobelco
Factorul cheie în producerea de material de sudare pentru o oțelurilor inoxidabile duplex este de a controla un conținut relativ ridicat de azot (N), care cauzează adesea probleme asociate cu porozitatea, în special, formarea de fistule și gropile de pori alungite, și de asemenea dificil de a elimina zgura. Aceasta poate afecta, de asemenea arc radiografichnost sudare electrod flux (FCAW) și sudarea SMAW (SMAW) și într-o poziție orizontală deasupra capului. Pentru a evita problemele asociate cu formarea de porozitate, Kobelco companie de materiale de sudură sunt create astfel încât să crească solubilitatea azotului prin modificarea formulelor chimice ale metalului de sudură și pentru a optimiza temperatura de întărire și viscozitatea zgurii. Improved zgură amovibilitate necesară, conținute în azotul metalic de sudură împiedică îndepărtarea sa, în ciuda faptului că zgura care formează componente ale fluxului de acoperire (pentru SMAW) și flux (pentru FCAW si SAW), se referă la metalul de sudură în timpul sudurii. îndepărtarea insuficientă a rezultatelor de zgură în locurile pe care le rămâne pe suprafața unui șirag de mărgele, care nu obține o cusătură netedă și / sau conduce la incluziuni de zgură. Sudarea materialelor Kobelco concepute astfel încât să se optimizeze zgura care formează componentele din electrozii acoperite cu coajă, precum fluxul și FCW SAW pentru a facilita îndepărtarea zgurii.
Pe Imaginea 5 prezintă aspectul îmbinării sudură talonului și cap la cap macrostructură obținut prin metoda FCAW PREMIARC ™ DW-2594. Pe stoc 6 este același compus format prin fir SAW PREMIARCTM US-2209 / flux PREMIARCTM PF-S1D. Materiale pentru sudare duplex companii din oțel inoxidabil Kobelco da proprietăți mecanice excelente (vezi. Tabelul 2), o rezistență ridicată la corodare și porozitate precum amovibilitate excelent de zgură.
Foto 5: Aspectul cordonului de sudură și
macrostructură cap la cap joint DW-2594 (3G)
Foto 6: Aspectul cordonului de sudură și
îmbinare cap la cap macrostructură
US-2209 / PF-S1D (1G)
5. Alegerea consumabilelor de sudare
La sudarea materialelor de sudură din oțel inoxidabil duplex este recomandat pentru a selecta același sau un grad mai mare. De exemplu, atunci când sudarea standard de oțel inoxidabil duplex este posibilă selectarea materialelor de sudură echivalente AWS E2209 sau E2594 (grad superior). Linii directoare pentru selectarea materialelor sunt prezentate în tabelul 3.
La sudarea metale diferite - oțel carbon sau oțel inoxidabil austenitic și materiale de sudură din oțel inoxidabil duplex sunt utilizate sau marcă 309L 309MoL sau destinate pentru oțeluri inoxidabile duplex. Recomandări pentru selecție sunt prezentate în tabelul 4.
Materiale de sudare Clasa
Tipuri de 309MoL, 2594
Tabelul 4: Selectarea consumabilelor de sudură diferite
6. Note privind utilizarea
operatii de sudare pentru oțel inoxidabil duplex sunt în general similare cu operațiunile de oțeluri inoxidabile austenitice, dar ar trebui să se acorde o atenție deosebită pentru a se asigura că cele mai multe dintre punctele lor forte.
6.1 Limitarea aport de căldură
6.2 Formula chimică a gazului de protecție atunci când GTAW
La sudarea TIG pentru sudură rădăcină provarkoy îmbinări de țevi circulare din oțel inoxidabil într-un gaz protector este utilizat în mod obișnuit 100% argon Ar. Cu toate acestea, în cazul în care un argon 100% este utilizat ca gaz protector în timpul sudarea TIG tija de umplere continuă pentru oțel inoxidabil duplex, cantitatea de azot N în metalul de sudură poate fi mai mică decât tija de umplere pentru TIG. Acest lucru se întâmplă atunci când azotul TIG tijă nu trece în întregime din metal sudură; în schimb, unele ieșiri de azot sub formă de gaz N2 din baia de metal topit.
Acest lucru conduce la un exces de ferita în metalul de sudură și / sau cad Prew, ceea ce poate avea ca rezultat rezistența la șoc și rezistența la cădere corodare. Pentru a evita acest lucru, se recomandă să se adauge la compoziția gazului protector de aproximativ 2% N2 gazos în funcție de conținutul de azot din metal de sudură și / sau metalul de bază.
6.3 Prevenirea fisurare la cald în timpul SAW
De asemenea, trebuie remarcat faptul că sudarea consumabile din oțel inoxidabil duplex sunt mai predispuse la fisurare la cald decât materialele de sudură standard, din oțel inoxidabil, cu excepția materialelor de sudură din oțeluri inoxidabile austenitice complet. În acest sens, există un risc ridicat de fisurare la cald în timpul sudării SAW, care au tendința de a utiliza un aport de căldură mai mare. Deoarece susceptibilitatea la fisurare la cald este de asemenea influențată de forma cordonului, este recomandabil să se evite sudarea îngust-decalaj, curentul de sudare și de mare viteza de sudare. Aceste condiții de sudare trebuie să fie verificate cu atenție înainte de începerea lucrului.