1. Преглед криогеног челика
1) Технички захтеви за челик на ниским температурама су генерално: довољна чврстоћа и довољна жилавост у окружењу са ниским температурама, добре перформансе заваривања, перформансе обраде и отпорност на корозију, итд. Међу њима, жилавост на ниским температурама, тј. спречити настанак и ширење кртог лома на ниској температури је најважнији фактор. Због тога земље обично прописују одређену вредност ударне жилавости на најнижој температури.
2) Међу компонентама нискотемпературног челика, генерално се верује да елементи као што су угљеник, силицијум, фосфор, сумпор и азот погоршавају жилавост на ниским температурама, а фосфор је најштетнији, тако да треба рану нискотемпературну дефосфоризацију изведена током топљења. Елементи као што су манган и никл могу побољшати отпорност на ниске температуре. За сваки 1% повећања садржаја никла, критична температура прелаза може се смањити за око 20°Ц.
3) Процес топлотне обраде има одлучујући утицај на металографску структуру и величину зрна нискотемпературног челика, што утиче и на нискотемпературну жилавост челика. Након третмана каљења и темперирања, жилавост на ниским температурама је очигледно побољшана.
4) Према различитим методама врућег обликовања, нискотемпературни челик се може поделити на ливени челик и ваљани челик. Према разлици у саставу и металографској структури, нискотемпературни челик се може поделити на: нисколегирани челик, 6% никл челик, 9% никл челик, хром-манган или хром-манган-никл аустенитни челик и хром-никл аустенитни нерђајући челик. чекај. Нисколегирани челик се генерално користи у температурном опсегу од око -100°Ц за производњу расхладне опреме, транспортне опреме, складишта винила и петрохемијске опреме. У Сједињеним Државама, Великој Британији, Јапану и другим земљама, челик од 9% никла се широко користи у нискотемпературним структурама на 196°Ц, као што су резервоари за складиштење и транспорт течног биогаса и метана, опрема за складиштење течног кисеоника и производњу течног кисеоника и течног азота. Аустенитни нерђајући челик је веома добар нискотемпературни конструкцијски материјал. Има добру жилавост на ниским температурама, одличне перформансе заваривања и ниску топлотну проводљивост. Широко се користи у пољима ниских температура, као што су транспортни танкери и резервоари за складиштење течног водоника и течног кисеоника. Међутим, пошто садржи више хрома и никла, скупљи је.
2. Преглед нискотемпературне челичне конструкције за заваривање
Приликом избора начина конструкције заваривања и услова конструкције нискотемпературног челика, тежиште проблема је на следећа два аспекта: спречавање погоршања нискотемпературне жилавости завареног споја и спречавање појаве пукотина од заваривања.
1) Обрада косом
Облик жлеба заварених спојева челика на ниској температури се у принципу не разликује од обичног угљеничног челика, нисколегираног челика или нерђајућег челика и може се третирати као и обично. Али за 9Ни Ганг, угао отварања жлеба пожељно није мањи од 70 степени, а тупа ивица пожељно није мања од 3 мм.
Сви нискотемпературни челици могу се резати оксиацетиленском бакљом. Само што је брзина сечења нешто спорија када се гасом сече 9Ни челик него када гас сече обични угљенични конструкцијски челик. Ако дебљина челика прелази 100 мм, резна ивица се може претходно загрејати на 150-200°Ц пре гасног сечења, али не више од 200°Ц.
Резање гасом нема штетних ефеката на подручја захваћена топлотом заваривања. Међутим, због својстава самоотврдњавања челика који садржи никл, површина реза ће се стврднути. Да би се обезбедио задовољавајући учинак завареног споја, најбоље је користити брусни точак за брушење површине реза пре заваривања.
Изрезивање лука се може користити ако се заварени слој или основни метал уклањају током конструкције заваривања. Међутим, површину зареза треба и даље избрусити пре поновног наношења.
Оксиацетиленско жљебљење пламеном не треба користити због опасности од прегревања челика.
2) Избор методе заваривања
Типичне методе заваривања доступне за нискотемпературни челик укључују електролучно заваривање, заваривање под водом и заваривање аргоном растопљеном електродом.
Електролучно заваривање је најчешће коришћена метода заваривања нискотемпературног челика и може се заварити у различитим положајима заваривања. Унос топлоте заваривања је око 18-30КЈ/цм. Ако се користи електрода са ниским садржајем водоника, може се добити потпуно задовољавајући заварени спој. Не само да су механичка својства добра, већ је и жилавост зареза прилично добра. Поред тога, машина за лучно заваривање је једноставна и јефтина, а улагање у опрему је мало и на њега не утичу положај и правац. предности као што су ограничења.
Унос топлоте заваривања нискотемпературног челика под водом је око 10-22КЈ/цм. Због своје једноставне опреме, високе ефикасности заваривања и практичног рада, широко се користи. Међутим, због ефекта топлотне изолације флукса, брзина хлађења ће бити успорена, тако да постоји већа тенденција стварања врућих пукотина. Поред тога, нечистоће и Си могу често ући у метал шава из флукса, што ће додатно подстаћи ову тенденцију. Стога, када користите заваривање под водом, обратите пажњу на избор жице за заваривање и флукса и пажљиво радите.
Спојеви заварени заваривањем заштићеним ЦО2 гасом имају ниску жилавост, тако да се не користе у заваривању челика на ниским температурама.
Заваривање волфрам аргоном (ТИГ заваривање) се обично изводи ручно, а његов унос топлоте за заваривање је ограничен на 9-15КЈ/цм. Дакле, иако заварени спојеви имају потпуно задовољавајућа својства, они су потпуно неприкладни када дебљина челика прелази 12 мм.
МИГ заваривање је најчешће коришћена аутоматска или полуаутоматска метода заваривања у заваривању челика на ниским температурама. Његов унос топлоте заваривања је 23-40КЈ/цм. Према методи преноса капљица, може се поделити на три типа: процес преноса кратког споја (мањи унос топлоте), процес преноса млаза (већи унос топлоте) и процес преноса импулсног млаза (највећи унос топлоте). Краткоспојно прелазно МИГ заваривање има проблем недовољне пенетрације, а може доћи и до квара лоше фузије. Слични проблеми постоје и са другим МИГ флуксовима, али у другачијем степену. Да би се лук учинио концентрисанијим да би се постигао задовољавајући продор, неколико процената до десетина процената ЦО2 или О2 може се инфилтрирати у чисти аргон као заштитни гас. Одговарајући проценти се одређују испитивањем за одређени челик који се завари.
3) Избор материјала за заваривање
Материјали за заваривање (укључујући шипку за заваривање, жицу за заваривање и флукс, итд.) генерално треба да се заснивају на коришћеном методу заваривања. Облик споја и облик жлеба и друге неопходне карактеристике које можете изабрати. За челик са ниском температуром, најважнија ствар на коју треба обратити пажњу је да метал вара има довољно жилавост на ниској температури да одговара основном металу и минимизира садржај дифузионог водоника у њему.
Ксинфа заваривање има одличан квалитет и јаку издржљивост, за детаље погледајте:хттпс://ввв.кинфатоолс.цом/велдинг-цуттинг/
(1) Алуминијум деоксидисани челик
Алуминијум деоксидисани челик је челик који је веома осетљив на утицај брзине хлађења након заваривања. Већина електрода које се користе у ручном електролучном заваривању алуминијума деоксидисаног челика су Си-Мн електроде са ниским садржајем водоника или електроде са 1,5% Ни и 2,0% Ни.
Да би се смањио унос топлоте заваривања, алуминијум деоксидисани челик генерално прихвата само вишеслојно заваривање са танким електродама од ≤¢3~3.2мм, тако да се секундарни топлотни циклус горњег слоја завара може користити за рафинирање зрна.
Ударна жилавост метала шава завареног електродом серије Си-Мн ће се нагло смањити на 50 ℃ са повећањем уноса топлоте. На пример, када се унос топлоте повећа са 18КЈ/цм на 30КЈ/цм, жилавост ће изгубити више од 60%. Електроде за заваривање серије 1,5%Ни и 2,5%Ни за заваривање нису превише осетљиве на ово, па је најбоље изабрати ову врсту електрода за заваривање.
Заваривање под водом је уобичајена метода аутоматског заваривања за алуминијум деоксидисани челик. Жица за заваривање која се користи у заваривању под водом је пожељно она врста која садржи 1,5~3,5% никла и 0,5~1,0% молибдена.
Према литератури, са жицом за заваривање 2,5%Ни—0,8%Цр—0,5%Мо или 2%Ни, усклађеном са одговарајућим флуксом, просечна вредност жилавости по Шарпију метала шава на -55°Ц може да достигне 56-70Ј (5,7). ~7,1 кгф.м). Чак и када се користи жица за заваривање од 0,5% Мо и основни флукс легуре мангана, све док се унос топлоте контролише испод 26КЈ/цм, метал шава са ν∑-55=55Ј (5,6Кгф.м) и даље може да се произведе.
Приликом одабира флукса треба обратити пажњу на подударање Си и Мн у металу шава. Тест доказ. Различити садржаји Си и Мн у металу шава ће у великој мери променити вредност жилавости по Шарпи. Садржаји Си и Мн са најбољом вредношћу жилавости су 0,1~0,2%Си и 0,7~1,1%Мн. Приликом одабира жице за заваривање и обратите пажњу на то приликом лемљења.
Волфрам-аргон-лучно заваривање и метално аргон-лучно заваривање се мање користе у алуминијумском деоксидованом челику. Горе наведене жице за заваривање за заваривање под водом могу се користити и за аргон-лучно заваривање.
(2) 2,5Ни челик и 3,5Ни
Заваривање под водом или МИГ заваривање 2,5Ни челика и 3,5Ни челика генерално се може заварити истом жицом за заваривање као и основни материјал. Али баш као што Вилкинсонова формула (5) показује, Мн је елемент инхибитора врућег пуцања за челик са ниским садржајем никла и ниске температуре. Одржавање садржаја мангана у металу шава на око 1,2% је веома корисно за спречавање врућих пукотина као што су пукотине кратера. Ово треба узети у обзир при избору комбинације жице за заваривање и флукса.
3,5Ни челик има тенденцију каљења и кртости, тако да након термичке обраде након заваривања (на пример, 620°Ц×1 сат, затим хлађење пећи) да би се елиминисало заостало напрезање, ν∑-100 ће нагло пасти са 3,8 Кгф.м на 2.1Кгф.м више не може да испуњава услове. Метал шава формиран заваривањем са жицом за заваривање серије 4,5%Ни-0,2%Мо има много мању склоност ка ломљивости. Коришћење ове жице за заваривање може избећи горе наведене потешкоће.
(3) 9Ни челик
9Ни челик се обично термички обрађује каљењем и темперирањем или два пута нормализацијом и каљењем да би се максимизирала његова жилавост на ниским температурама. Али метал шава овог челика не може се термички третирати као горе. Због тога је тешко добити метал шава жилавости на ниским температурама упоредиву са жилавошћу основног метала ако се користе потрошни материјали за заваривање на бази гвожђа. Тренутно се углавном користе материјали за заваривање са високим садржајем никла. Завари настали таквим материјалима за заваривање биће потпуно аустенитни. Иако има недостатке мање чврстоће од основног материјала 9Ни челика и веома скупе цене, крхки лом за њега више не представља озбиљан проблем.
Из наведеног се може знати да је због тога што је метал шава потпуно аустенитичан, жилавост на ниској температури метала шава који се користи за заваривање електродама и жицама у потпуности је упоредива са основном металом, али су затезна чврстоћа и граница течења су ниже од основног метала. Челик који садржи никл је самоотврдњавајући, тако да већина електрода и жица обраћа пажњу на ограничавање садржаја угљеника како би се постигла добра заварљивост.
Мо је важан ојачавајући елемент у материјалима за заваривање, док су Нб, Та, Ти и В важни елементи за ојачавање, којима је посвећена пуна пажња при избору материјала за заваривање.
Када се иста жица за заваривање користи за заваривање, чврстоћа и жилавост метала шава при заваривању под водом су лошији од оних код МИГ заваривања, што може бити узроковано успоравањем брзине хлађења шава и могућом инфилтрацијом нечистоћа или Си. од флукса.
3. А333-ГР6 нискотемпературно заваривање челичних цеви
1) Анализа заварљивости челика А333-ГР6
Челик А333–ГР6 припада нискотемпературном челику, минимална радна температура је -70 ℃ и обично се испоручује у нормализованом или нормализованом и каљеном стању. Челик А333-ГР6 има низак садржај угљеника, тако да су тенденција каљења и тенденција хладног пуцања релативно мале, материјал има добру жилавост и пластичност, генерално није лако произвести дефекте учвршћивања и пукотина и има добру заварљивост. ЕР80С-Ни1 жица за аргон-лучно заваривање може се користити Са електродом В707Ни, користите аргон-електрично заваривање спојева или користите ЕР80С-Ни1 жицу за аргон-лучно заваривање и користите заваривање са пуним аргоном да бисте осигурали добру жилавост заварених спојева. Бренд жице и електроде за аргон лучно заваривање такође може изабрати производе са истим перформансама, али се могу користити само уз сагласност власника.
2) Процес заваривања
За детаљне методе процеса заваривања, погледајте упутство за процес заваривања или ВПС. Током заваривања, за цеви пречника мањег од 76,2 мм се усвајају спојеви типа И и заваривање пуним аргоном; за цеви пречника већег од 76,2 мм израђују се жлебови у облику слова В, а користи се метода аргон-електричног комбинованог заваривања са прајмингом аргоном и вишеслојним пуњењем или Метода заваривања под пуним аргоном. Специфична метода је одабир одговарајуће методе заваривања према разлици у пречнику цеви и дебљини зида цеви у ВПС-у који је одобрио власник.
3) Процес топлотне обраде
(1) Претходно загревање пре заваривања
Када је температура околине нижа од 5 °Ц, завар је потребно претходно загрејати, а температура предгревања је 100-150 °Ц; опсег предгревања је 100 мм са обе стране вара; загрева се оксиацетиленским пламеном (неутралним пламеном), а температура се мери. Оловка мери температуру на удаљености од 50-100 мм од центра вара, а тачке мерења температуре су равномерно распоређене ради боље контроле температуре .
(2) Термичка обрада након заваривања
Да би се побољшала жилавост нискотемпературног челика, материјали који се генерално користе су каљени и каљени. Неправилна термичка обрада након заваривања често погоршава његове перформансе на ниским температурама, чему треба посветити довољно пажње. Због тога, осим у условима велике дебљине завареног споја или веома строгих услова ограничења, топлотна обрада после заваривања се обично не спроводи за челик на ниској температури. На пример, заваривање нових ТНГ цевовода у ЦСПЦ не захтева термичку обраду након заваривања. Ако је топлотна обрада после заваривања заиста потребна у неким пројектима, брзина грејања, време константне температуре и брзина хлађења топлотне обраде после заваривања морају бити стриктно у складу са следећим прописима:
Када температура порасте изнад 400 ℃, брзина загревања не би требало да прелази 205 × 25/δ ℃/х, и не би требало да прелази 330 ℃/х. Време константне температуре треба да буде 1 сат по дебљини зида од 25 мм, а не мање од 15 минута. Током периода константне температуре, температурна разлика између највише и најниже температуре треба да буде нижа од 65 ℃.
Након константне температуре, брзина хлађења не би требало да буде већа од 65 × 25/δ ℃/х, и не би требало да буде већа од 260 ℃/х. Природно хлађење је дозвољено испод 400 ℃. Опрема за термичку обраду типа ТС-1 којом се управља рачунаром.
4) Мере предострожности
(1) Строго претходно загрејте према прописима и контролишите температуру међуслоја, а температура међуслоја се контролише на 100-200 ℃. Сваки заварени шав треба заварити одједном, а ако је прекинут, предузети мере спорог хлађења.
(2) Површину завареног споја строго је забрањено огребати луком. Кратер лука треба попунити, а недостатке избрусити брусним точком када је лук затворен. Спојеви између слојева вишеслојног заваривања треба да буду распоређени.
(3) Строго контролишите енергију линије, усвојите малу струју, низак напон и брзо заваривање. Дужина заваривања сваке В707Ни електроде пречника 3,2 мм мора бити већа од 8 цм.
(4) Мора се усвојити режим рада кратког лука и без замаха.
(5) Потпуни процес пенетрације мора бити усвојен, и мора се извршити у строгом складу са захтјевима спецификације процеса заваривања и картице процеса заваривања.
(6) Појачање завара је 0 ~ 2 мм, а ширина сваке стране вара је ≤ 2 мм.
(7) Испитивање без разарања може се извршити најмање 24 сата након квалификованог визуелног прегледа завара. Чеони завари цевовода подлежу ЈБ 4730-94.
(8) Стандард „Суде под притиском: Испитивање посуда под притиском без разарања“, квалификован за Класу ИИ.
(9) Поправку завара треба извршити пре термичке обраде после заваривања. Ако је поправка неопходна након термичке обраде, завар треба поново загрејати након поправке.
(10) Ако геометријска димензија површине вара прелази стандардну, брушење је дозвољено, а дебљина након брушења не сме бити мања од захтева за пројектовање.
(11) За опште грешке у заваривању дозвољене су највише две поправке. Ако су две поправке и даље неквалификоване, завар мора бити одсечен и поново заварен у складу са комплетним процесом заваривања.
Време поста: 21.06.2023
