Cari
Tiub keluli tahan karat dupleks adalah bahan keluli tahan karat dengan struktur dwi-fasa austenit dan ferit, dengan nisbah struktur biasa sebanyak 50% austenit dan 50% ferit. Struktur ini memberikan kekuatan yang tinggi, ketangguhan yang tinggi dan rintangan kakisan yang sangat baik, terutama dalam persekitaran kakisan tekanan klorida. Walau bagaimanapun, semasa proses kimpalan, operasi yang tidak wajar akan menyebabkan ketidakseimbangan fasa, yang akan menjejaskan sifat -sifat mekanikal dan rintangan kakisan paip.
Punca ketidakseimbangan fasa dalam kimpalan
Kitaran haba kimpalan akan menjejaskan struktur mikro bahan induk dan kawasan kimpalan. Penyebab utama termasuk:
Terlalu tinggi atau terlalu rendah input haba;
Kelajuan kimpalan yang tidak betul;
Kawalan yang lemah terhadap suhu preheating dan suhu interlayer;
Kelajuan penyejukan terlalu cepat atau terlalu perlahan;
Pemilihan bahan kimpalan yang tidak betul dan gas perisai.
Faktor -faktor di atas boleh menyebabkan fasa austenit gagal membentuk sepenuhnya, atau mendorong pemendakan fasa menengah yang berbahaya (seperti fasa σ dan fasa χ), menyebabkan mikrostruktur kawasan kimpalan menyimpang dari nisbah ideal 50:50.
Mengawal input haba adalah ukuran utama
Mengekalkan input haba yang sesuai adalah cara teras untuk mencegah ketidakseimbangan fasa. Secara umumnya disyorkan untuk mengawal input haba antara 0.5-2.5 kJ/mm. Jika input haba terlalu tinggi, ia akan menggalakkan pemendakan fasa σ atau fasa rapuh lain; Sekiranya input haba terlalu rendah, logam kimpalan mungkin sejuk terlalu cepat, fasa austenit tidak dapat dicetuskan sepenuhnya, nisbah ferit meningkat, dan ketangguhan berkurangan.
Menggunakan kimpalan multi-pass multi-lapisan dan teknologi kimpalan sempit dapat mengurangkan input haba dari satu pas dan mengurangkan pembentukan struktur yang tidak baik.
Pilih kaedah kimpalan yang sesuai
Kaedah kimpalan yang berbeza mempunyai kesan yang signifikan terhadap kawalan struktur. Kaedah kimpalan biasa termasuk:
Gas Tungsten Arc Welding (GTAW/TIG): Sesuai untuk kimpalan akar, input haba yang dikawal, yang kondusif kepada peraturan struktur;
Kimpalan arka logam gas (GMAW/MIG): Sesuai untuk mengisi dan menutup kimpalan, dan struktur yang baik boleh diperolehi dengan menyesuaikan parameter dengan sewajarnya;
Kimpalan laser dan kimpalan arka plasma: Zon yang terkena haba adalah sempit, dan kawalan yang betul dapat mengurangkan sisihan struktur.
Penggunaan kimpalan arka berdenyut dapat mencapai kawalan input haba yang lebih tepat dan mempromosikan pembentukan fasa austenit.
Pemilihan bahan kimpalan yang betul
Komposisi bahan pengisi mesti memastikan bahawa kandungan austenit dalam kimpalan dapat mencapai sasaran. Biasanya, dawai kimpalan atau elektrod dengan kandungan nikel yang lebih tinggi daripada bahan asas digunakan. Sebagai contoh, bahan pengisi untuk bahan asas UNS S32205 boleh menjadi dawai kimpalan ER2209, yang mempunyai kandungan nikel sebanyak 8.5%-9.5%, yang lebih tinggi daripada bahan asas, untuk mempromosikan regenerasi austenite selepas kimpalan.
Di samping itu, kandungan kekotoran fosforus, sulfur dan kekotoran lain dalam bahan pengisi harus dielakkan untuk mengurangkan kemungkinan membentuk kemasukan yang berbahaya.
Kualiti pelindung gas sangat penting
Semasa kimpalan TIG atau kimpalan MIG, kesucian dan komposisi gas perisai memainkan peranan penting dalam kawalan mikrostruktur. Argon tinggi atau argon/nitrogen campuran gas harus dipilih. Jumlah nitrogen yang tepat dapat mempromosikan pembentukan fasa austenit dan membantu meningkatkan rintangan pitting. Biasanya, gas campuran dengan 1-2% nitrogen ditambah mempunyai kesan yang signifikan terhadap pengoptimuman mikrostruktur.
Penyusupan udara mesti dielakkan semasa kimpalan untuk mencegah pembentukan interlayers oksida atau zon oksida sempadan bijian.
Kadar penyejukan mestilah sederhana
Penyejukan terlalu cepat akan menghalang austenit dari precipitating dalam masa, mengakibatkan ferit yang berlebihan. Penyejukan terlalu perlahan boleh menyebabkan pemendakan fasa σ. Kaedah penyejukan yang ideal adalah penyejukan semulajadi di udara, mengelakkan penyejukan udara terpaksa atau penyejukan air.
Untuk paip berdinding tebal, selimut kawalan suhu atau langkah penebat pasca kimpalan boleh digunakan dengan sewajarnya untuk memastikan bahawa lengkung penyejukan lembut dan transformasi mikrostruktur adalah mencukupi.
Kawalan suhu interlayer
Dalam kimpalan multi-pass, kawalan suhu interlayer adalah salah satu langkah utama untuk mencegah ketidakseimbangan fasa. Secara umumnya disyorkan bahawa suhu interlayer tidak boleh melebihi 150 ° C. Suhu interlayer yang berlebihan akan menyebabkan pengumpulan haba, meningkatkan kadar penyebaran sempadan bijian, dan mendorong pemendakan fasa rapuh. Menggunakan termometer inframerah untuk memantau suhu dalam masa nyata dapat meningkatkan kawalan proses kimpalan.
Rawatan haba pasca kimpalan dan ujian metallographic
Untuk tiub keluli dupleks untuk tujuan khas, seperti yang digunakan dalam bidang utama seperti kejuruteraan marin dan peralatan minyak dan gas, adalah disyorkan untuk melaksanakan penyelesaian penyelesaian pasca kimpalan (secara amnya pada 1050-1120 ° C) dan kemudian dengan cepat sejuk untuk memulihkan nisbah struktur dupleks yang ideal dan membubarkan precipitat yang berbahaya.
Selepas kimpalan, mikroskop metallografi harus digunakan untuk memeriksa nisbah fasa kawasan kimpalan, atau pengesan kandungan ferit (seperti instrumen induksi magnet) harus digunakan untuk analisis kuantitatif untuk memastikan kandungan austenit adalah antara 35% dan 65%.
