Proces spawania rur ze stali nierdzewnej i rozważania

Proces spawania rur ze stali nierdzewnej i rozważania

Therura ze stali nierdzewnejcharakteryzuje się ultraniską zawartością węgla, niską zawartością azotu, typowym składem Cr 17%, Ni 5% i wyższą zawartością azotu w porównaniu do rur ze stali duplex i stali nierdzewnej pierwszej generacji. Zwiększa to odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe i korozję wżerową w mediach kwaśnych o wysokim stężeniu jonów chlorkowych. Azot jest pierwiastkiem silnie tworzącym austenit. Jego dodatek do stali nierdzewnej typu duplex nie tylko poprawia wytrzymałość, nie uszkadzając znacząco plastyczności i wytrzymałości stali, ale także hamuje wytrącanie się węglików i opóźnia powiązane procesy.

Mikrostruktura i właściwości: W temperaturze pokojowej mikrostruktura składa się z mniej więcej równych proporcji austenitu i ferrytu, wykazując cechy struktury dwufazowej. Zachowuje zalety ferrytycznych rur ze stali nierdzewnej, takie jak wyższa przewodność cieplna, odporność na wżery, korozję szczelinową i pękanie korozyjne naprężeniowe, a jednocześnie posiada dobrą wytrzymałość, niską temperaturę przejścia od plastycznej do kruchej, odporność na korozję międzykrystaliczną oraz korzystne właściwości mechaniczne i spawalność.

Materiał można zapisać przy tych samych warunkach ciśnienia znamionowego. Granica plastyczności i odporność na korozję naprężeniową rur ze stali nierdzewnej duplex są prawie dwukrotnie większe niż w przypadku austenitycznych stali nierdzewnych. Współczynnik rozszerzalności liniowej jest niższy niż w przypadku austenitycznych stali nierdzewnych i jest bliższy stali węglowej. Jednakże właściwości kucia na zimno są gorsze od austenitycznych stali nierdzewnych.

Spawalność: Rura ze stali nierdzewnej ogólnie wykazuje dobrą spawalność, przy niskiej wrażliwości na pękanie na zimno i na gorąco. Zazwyczaj podgrzewanie wstępne przed spawaniem nie jest wymagane, a obróbka cieplna po spawaniu nie jest konieczna. Ze względu na małą tendencję do tworzenia się jednofazowego ferrytu w strefie wpływu ciepła (SWC) oraz wysoką zawartość azotu, dobre kompleksowe właściwości można uzyskać poprzez dobór odpowiednich materiałów spawalniczych i kontrolowanie doprowadzonego ciepła.

Pękanie na gorąco: Podatność na pękanie na gorąco jest znacznie niższa niż w przypadku austenitycznych stali nierdzewnych. Dzieje się tak dlatego, że zawartość niklu nie jest zbyt wysoka, a poziom zanieczyszczeń tworzących eutektykę o niskiej temperaturze topnienia jest bardzo niski, co sprawia, że ​​tworzenie się warstw cieczy o niskiej temperaturze topnienia jest mniej prawdopodobne. Ponadto ryzyko szybkiego wzrostu ziaren nie jest powszechne w wysokich temperaturach.

Kruchość strefy wpływu ciepła (HAZ): Głównym problemem podczas spawania rur ze stali nierdzewnej typu duplex jest HAZ. Ze względu na szybki efekt chłodzenia cyklu termicznego spawania, SWC będąc w stanie nierównowagowym, często zatrzymuje po ochłodzeniu nadmierną ilość ferrytu. Może to zwiększyć podatność na korozję i pękanie wywołane wodorem.

Spawanie Metalurgia: Podczas spawania stali nierdzewnej typu duplex mikrostruktura metalu spoiny i SWC ulega szeregowi zmian pod wpływem cyklu termicznego. W wysokich temperaturach mikrostrukturarura ze stali nierdzewnejjest głównie ferrytyczny, a austenit wytrąca się podczas procesu chłodzenia. Na ilość wytrąconego austenitu wpływają różne czynniki.