Søge
Duplex rustfrit stålrør er et rustfrit stålmateriale med en dobbeltfasestruktur af austenit og ferrit, med et typisk strukturforhold på 50% austenit og 50% ferrit. Denne struktur giver den høj styrke, høj sejhed og fremragende korrosionsmodstand, især i chloridstress korrosionsmiljø. Under svejseprocessen vil forkert drift imidlertid føre til faseubalance, som alvorligt vil påvirke de mekaniske egenskaber og korrosionsmodstand af røret.
Årsager til fase ubalance ved svejsning
Svejsevarmecyklussen vil påvirke mikrostrukturen af modermaterialet og svejseområdet. De vigtigste årsager inkluderer:
For høj eller for lav varmeindgang;
Forkert svejsehastighed;
Dårlig kontrol af forvarmningstemperatur og mellemlagstemperatur;
For hurtig eller for langsom kølehastighed;
Forkert valg af svejsematerialer og afskærmningsgas.
Ovenstående faktorer kan medføre, at austenitfasen ikke danner fuldt ud eller inducerer udfældningen af skadelige sekundære faser (såsom σ -fase og χ -fase), hvilket får mikrostrukturen af svejsestyret til at afvige fra det ideelle forhold på 50:50.
Kontrol af varmeindgang er et vigtigt mål
Opretholdelse af passende varmeindgang er kernemidlerne til at forhindre ubalance i fasen. Det anbefales generelt at kontrollere varmeindgangen mellem 0,5-2,5 kJ/mm. Hvis varmeindgangen er for høj, vil den fremme udfældningen af σ -fase eller andre sprøde faser; Hvis varmeindgangen er for lav, kan svejsemetallet afkøle for hurtigt, austenitfasen kan ikke udfældes fuldt ud, ferritforholdet øges, og sejheden falder.
Brug af multi-lags multi-pass svejsning og smal svejseteknologi kan effektivt reducere varmeindgangen til en enkelt pas og reducere dannelsen af ugunstige strukturer.
Vælg en passende svejsemetode
Forskellige svejsemetoder har en betydelig indflydelse på kontrollen af strukturen. Almindelige svejsemetoder inkluderer:
Gas wolframbuesvejsning (GTAW/TIG): egnet til rodsvejsning, kontrollerbar varmeindgang, som er befordrende for reguleringen af strukturen;
Gas Metal Arc Welding (GMAW/MIG): Velegnet til fyldning og afdækningsvejsninger og gode strukturer kan opnås ved at justere parametrene korrekt;
Laser svejsning og plasma lysbuesvejsning: Den varmepåvirkede zone er smal, og korrekt kontrol kan reducere afvigelsen af strukturen.
Anvendelsen af pulserende lysbuesvejsning kan opnå mere præcis varmeindgangskontrol og fremme dannelsen af austenitfase.
Korrekt valg af svejsematerialer
Sammensætningen af fyldmaterialet skal sikre, at austenitindholdet i svejsningen kan nå målet. Normalt anvendes en svejsningstråd eller elektrode med et lidt højere nikkelindhold end basismaterialet. For eksempel kan fyldematerialet til UNS S32205 basismateriale være ER2209-svejsningstråd, som har et nikkelindhold på 8,5%-9,5%, hvilket er højere end basismaterialet, for at fremme austenitregenerering efter svejsning.
Derudover bør urenhedsindholdet i fosfor, svovl og andre urenheder i fyldstofmaterialet undgås for at reducere muligheden for at danne skadelige indeslutninger.
Gasafskærmningskvalitet er afgørende
Under TIG -svejsning eller MIG -svejsning spiller renheden og sammensætningen af afskærmningsgas en vigtig rolle i mikrostrukturkontrol. Argon eller argon/nitrogenblandet gas med høj renhed skal vælges. Den rigtige mængde nitrogen kan fremme dannelsen af austenitfase og hjælpe med at forbedre pittingresistensen. Normalt har en blandet gas med 1-2% nitrogen tilsat en signifikant effekt på mikrostrukturoptimering.
Luftinfiltration skal undgås under svejsning for at forhindre dannelse af oxid -mellemlag eller korngrænsexidzoner.
Kølehastigheden skal være moderat
Afkøling for hurtigt forhindrer austenit i at udfælde i tide, hvilket resulterer i overdreven ferrit. Afkøling for langsomt kan føre til nedbør af σ -fase. Den ideelle kølingsmetode er naturlig afkøling i luften og undgår tvungen luftkøling eller vandkøling.
Til tykvæggede rør kan temperaturstyringstæpper eller isoleringsforanstaltninger efter svejsning bruges passende for at sikre, at kølekurven er blid, og mikrostrukturtransformationen er tilstrækkelig.
Kontrol interlayer temperatur
Ved svejsning med flere pass er mellemlagstemperaturstyring et af de vigtigste trin for at forhindre ubalance i fasen. Det anbefales generelt, at mellemlagstemperaturen ikke skal overstige 150 ° C. Overdreven mellemlagstemperatur vil forårsage varmeakkumulering, øge korngrænsediffusionshastigheden og inducere nedbør af sprøde faser. Brug af et infrarødt termometer til overvågning af temperaturen i realtid kan forbedre kontrollerbarheden af svejseprocessen.
Varmebehandling efter svejsning og metallografisk test
Til duplex-stålrør til specielle formål, såsom dem, der bruges i nøgleområder såsom marineknik og olie- og gasudstyr, anbefales det at udføre udglødning efter svejsning (generelt ved 1050-1120 ° C) og derefter hurtigt cool for at gendanne det ideelle duplex-strukturforhold og opløse skadelige bundfældning.
Efter svejsning skal et metallografisk mikroskop bruges til at kontrollere faseforholdet mellem svejseområdet, eller en ferritindholdsdetektor (såsom et magnetisk induktionsinstrument) skal bruges til kvantitativ analyse for at sikre, at austenitindholdet er mellem 35% og 65%.
