Acciaio inossidabile per recipienti a pressione e sue caratteristiche di saldatura
Il cosiddetto acciaio inossidabile si riferisce all'aggiunta di una certa quantità di cromo all'acciaio, in modo che l'acciaio sia allo stato passivato e abbia le caratteristiche di non arrugginire. Per raggiungere questo scopo, il suo contenuto di cromo deve essere superiore al 12%. Per migliorare la passivazione dell'acciaio, all'acciaio inossidabile vengono spesso aggiunti elementi come nichel e molibdeno che possono passivare l'acciaio. Generalmente indicato come acciaio inossidabile è in realtà un termine generico per acciaio inossidabile e acciaio resistente agli acidi. L'acciaio inossidabile non è necessariamente resistente agli acidi e l'acciaio resistente agli acidi ha generalmente buone proprietà inossidabili. L'acciaio inossidabile può essere suddiviso in quattro categorie in base alla struttura dell'acciaio, vale a dire acciaio inossidabile austenitico, acciaio inossidabile ferritico, acciaio inossidabile martensitico e acciaio inossidabile duplex austenitico-ferritico.
1. Acciaio inossidabile austenitico e sue caratteristiche di saldatura
L'acciaio inossidabile austenitico è l'acciaio inossidabile più utilizzato e il tipo ad alto Cr-Ni è il più comune. Attualmente, l'acciaio inossidabile austenitico può essere approssimativamente suddiviso in tipo Cr18-Ni8, tipo Cr25-Ni20 e tipo Cr25-Ni35. L'acciaio inossidabile austenitico presenta le seguenti caratteristiche di saldatura:
① La saldatura dell'acciaio inossidabile austenitico incrinato a caldo ha una piccola conduttività termica e un grande coefficiente di dilatazione lineare, quindi durante il processo di saldatura, il tempo di permanenza ad alta temperatura del giunto saldato è più lungo e la saldatura è facile da formare un grano colonnare grossolano struttura. Se il contenuto di elementi di impurità come zolfo, fosforo, stagno, antimonio e niobio è elevato, si formerà un eutettico a basso punto di fusione tra i grani e si formeranno facilmente crepe di solidificazione nella saldatura quando il giunto saldato è sottoposto a un elevato trazione. Nella zona interessata dal calore si formano cricche di liquefazione, che appartengono tutte a cricche da calore di saldatura. Il modo più efficace per prevenire le crepe a caldo è ridurre gli elementi di impurità che tendono a produrre eutettici a basso punto di fusione nell'acciaio e nei materiali di consumo per saldatura e fare in modo che l'acciaio inossidabile austenitico al cromo-nichel contenga dal 4 al 12% di struttura di ferrite.
② Corrosione intergranulare Secondo la teoria dell'esaurimento del cromo, la precipitazione del carburo di cromo sulla superficie intergranulare, con conseguente esaurimento del cromo nel bordo del grano, è la causa principale della corrosione intergranulare. Pertanto, la scelta di consumabili per saldatura a bassissimo tenore di carbonio o consumabili per saldatura contenenti elementi stabilizzanti come niobio e titanio è la misura principale per prevenire la corrosione intergranulare.
③ Tensocorrosione incrinata La tensocorrosione di solito si manifesta come un guasto fragile e il processo di danneggiamento richiede poco tempo, quindi il danno è grave. La causa principale della tensocorrosione dell'acciaio inossidabile austenitico è la tensione residua di saldatura. Anche il cambiamento della struttura dei giunti saldati o l'esistenza della concentrazione delle sollecitazioni e la concentrazione del mezzo di corrosione locale sono le ragioni che influenzano la tensocorrosione.
④ Infragilimento di fase σ dei giunti saldati La fase σ è una sorta di composto intermetallico fragile e duro, che si raccoglie principalmente nei bordi di grano dei grani colonnari. Sia la fase che la fase δ possono subire una transizione di fase σ. Ad esempio, quando la saldatura di tipo Cr25Ni20 viene riscaldata a 800 gradi ~ 900 gradi, si verificherà una forte trasformazione →δ. Per l'acciaio inossidabile austenitico al cromo-nichel, in particolare l'acciaio inossidabile al cromo-nichel-molibdeno, è probabile che si verifichi la trasformazione di fase δ → σ, principalmente perché gli elementi di cromo e molibdeno hanno un'evidente trasformazione sigma, quando il contenuto di ferrite δ nella saldatura supera Al 12 percento , la trasformazione di δ → σ è molto evidente, con conseguente evidente infragilimento del metallo di saldatura, motivo per cui lo strato superficiale sulla parete interna del reattore di idrogenazione a parete calda controlla il contenuto di ferrite δ dal 3% al 10%. motivo.
2. Acciaio inossidabile ferritico e sue caratteristiche di saldatura
L'acciaio inossidabile ferritico si divide in due categorie: l'acciaio inossidabile ferritico ordinario e l'acciaio inossidabile ferritico ultrapuro. Tra questi, l'acciaio inossidabile ferritico ordinario ha il tipo Cr12 ~ Cr14, come 00 Cr12, 0 Cr13Al; Tipo Cr16 ~ Cr18, come 1Cr17Mo; Tipo Cr25 ~ 30.
A causa dell'elevato contenuto di carbonio e azoto nell'acciaio inossidabile ferritico ordinario, è difficile da lavorare e saldare e la resistenza alla corrosione è difficile da garantire, quindi l'uso è limitato. Nell'acciaio inossidabile ferritico ultrapuro, il carbonio e l'azoto nell'acciaio sono rigorosamente controllati. La quantità totale di azoto è generalmente controllata a tre livelli da 0.035 percento a 0.045 percento , 0.030 percento e dallo 0,010% allo 0,015%. Allo stesso tempo, vengono aggiunti gli elementi di lega necessari per migliorare ulteriormente la resistenza alla corrosione e le prestazioni complete dell'acciaio. Rispetto al normale acciaio inossidabile ferritico, l'acciaio inossidabile ferritico ultrapuro ad alto contenuto di cromo ha una buona resistenza alla corrosione uniforme, alla corrosione per vaiolatura e alla corrosione da stress ed è ampiamente utilizzato nelle apparecchiature petrolchimiche. L'acciaio inossidabile ferritico presenta le seguenti caratteristiche di saldatura:
① Sotto l'azione dell'elevata temperatura di saldatura, i grani nella zona interessata dal calore dove la temperatura di riscaldamento supera i 1000 gradi, specialmente nell'area vicino alla cucitura, cresceranno rapidamente. Anche se viene raffreddato rapidamente dopo la saldatura, la forte diminuzione della tenacità e l'elevata tendenza alla corrosione intergranulare.
② Lo stesso acciaio ferritico ha un contenuto di cromo più elevato, elementi più dannosi come carbonio, azoto, ossigeno, ecc., una temperatura di transizione fragile più elevata e una maggiore sensibilità all'intaglio. Pertanto, l'infragilimento post-saldatura è più grave.
③ Se riscaldato e raffreddato lentamente a 400 gradi ~ 600 gradi per lungo tempo, si verificherà un infragilimento a 475 gradi, che ridurrà seriamente la tenacità a temperatura ambiente. Dopo un lungo riscaldamento a 550 gradi C ~ 820 gradi C, la fase σ viene facilmente precipitata dalla ferrite e anche la sua plasticità e tenacità sono significativamente ridotte.
3. Acciaio inossidabile martensitico e sue caratteristiche di saldatura
L'acciaio inossidabile martensitico può essere suddiviso in acciaio inossidabile martensitico di tipo Cr13, acciaio inossidabile martensitico a basso tenore di carbonio e acciaio inossidabile super martensitico. Il tipo Cr13 ha prestazioni anticorrosive generali. Dall'acciaio inossidabile martensitico a base di Cr 12-, grazie all'aggiunta di nichel, molibdeno, tungsteno, vanadio e altri elementi di lega, non solo ha una certa resistenza alla corrosione, ma ha anche un'elevata resistenza alle alte temperature e alle alte temperature . Proprietà di ossidazione.
Caratteristiche di saldatura dell'acciaio inossidabile martensitico: il cordone di saldatura in acciaio inossidabile martensitico di tipo Cr13 e la zona termicamente alterata hanno una tendenza all'indurimento particolarmente ampia e il giunto saldato può ottenere martensite dura e fragile in condizioni di raffreddamento ad aria. Sotto l'azione della saldatura, è facile apparire saldando crepe fredde. Quando la velocità di raffreddamento è bassa, si formeranno ferrite grossolana e carburi intergranulari nell'area vicino alla giunzione e al metallo saldato, il che ridurrà significativamente la plasticità e la tenacità del giunto.
Dopo il raffreddamento della zona di saldatura e alterata dal calore dell'acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio e super martensitico, tutti vengono trasformati in martensite a basso tenore di carbonio, ma non vi è alcun fenomeno di indurimento evidente e hanno buone prestazioni di saldatura.
Selezione di materiali di consumo per saldatura in acciaio inossidabile per recipienti a pressione
1. Selezione di consumabili per saldatura di acciai inossidabili austenitici
Il principio di selezione dei materiali di consumo per saldatura in acciaio inossidabile austenitico è garantire che la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche del metallo saldato siano sostanzialmente equivalenti o superiori a quelle del metallo di base in assenza di crepe. incontro. Per l'acciaio inossidabile austenitico resistente alla corrosione, si desidera generalmente contenere una certa quantità di ferrite, che non solo può garantire una buona resistenza alla rottura, ma anche una buona resistenza alla corrosione. Tuttavia, in alcuni mezzi speciali, come il metallo di saldatura delle apparecchiature per l'urea, la ferrite non può esistere, altrimenti la sua resistenza alla corrosione sarà ridotta. Per gli acciai austenitici resistenti al calore, dovrebbe essere preso in considerazione il controllo del contenuto di ferrite nel metallo saldato. Per le saldature di acciaio austenitico fatte funzionare a lungo ad alta temperatura, il contenuto di ferrite nel metallo saldato non deve superare il 5%. I lettori possono stimare il corrispondente contenuto di ferrite in base all'equivalente di cromo e l'equivalente di nichel nel metallo saldato secondo il diagramma di Schaeffler.
immagine
2. Selezione di consumabili per saldatura in acciaio inossidabile ferritico
Esistono fondamentalmente tre tipi di consumabili per saldatura in acciaio inossidabile ferritico: 1) consumabili per saldatura la cui composizione corrisponde sostanzialmente al metallo di base; 2) materiali di consumo austenitici per saldatura; 3) materiali d'apporto per la saldatura di leghe a base di nichel, raramente utilizzati a causa del loro prezzo elevato.
I consumabili per saldatura in acciaio inossidabile ferritico possono essere realizzati con materiali equivalenti al metallo di base, ma quando il grado di vincolo è elevato, è facile che si verifichino crepe. Il trattamento termico può essere utilizzato dopo la saldatura per ripristinare la resistenza alla corrosione e migliorare la plasticità del giunto. L'uso di materiali di consumo per saldatura austenitica può evitare il preriscaldamento e il trattamento termico post-saldatura, ma per vari acciai che non contengono elementi stabili, esiste ancora la sensibilizzazione della zona interessata dal calore e i materiali di consumo per saldatura austenitica al cromo-nichel 309 e 310 sono comunemente usato. Per l'acciaio Cr17 possono essere utilizzati anche materiali di consumo per saldatura 308. I consumabili per saldatura ad alto contenuto di lega sono utili per migliorare la plasticità dei giunti saldati. Il metallo saldato austenitico o austenitico-ferritico è fondamentalmente forte quanto il metallo di base ferritico, ma in alcuni mezzi corrosivi la resistenza alla corrosione della saldatura può essere molto diversa da quella del metallo di base. Prestare attenzione nella scelta dei materiali di saldatura.
3. Selezione di consumabili per saldatura in acciaio inossidabile martensitico
In acciaio inossidabile, l'acciaio inossidabile martensitico può essere regolato mediante trattamento termico. Pertanto, al fine di garantire i requisiti prestazionali, in particolare per l'acciaio inossidabile martensitico resistente al calore, la composizione della saldatura dovrebbe essere il più vicino possibile alla composizione del metallo di base. Per evitare crepe da freddo, è possibile utilizzare anche materiali di consumo per saldatura austenitici e la resistenza della saldatura in questo momento deve essere inferiore a quella del metallo di base.
Quando la composizione della saldatura è simile a quella del metallo di base, la saldatura e la zona termicamente alterata si induriranno e diventeranno fragili allo stesso tempo, e nella zona termicamente alterata comparirà una zona di rammollimento. Per evitare cricche a freddo, i componenti con uno spessore superiore a 3 mm spesso devono essere preriscaldati e spesso è necessario un trattamento termico dopo la saldatura per migliorare le prestazioni del giunto. Poiché il coefficiente di dilatazione termica del metallo saldato e del metallo di base sono sostanzialmente gli stessi, è possibile eliminare completamente la saldatura dopo il trattamento termico. fatica.
immagine
Quando il pezzo in lavorazione non può essere preriscaldato o trattato termicamente, è possibile selezionare il cordone di saldatura austenitico. Poiché il cordone di saldatura ha un'elevata plasticità e tenacità, può rilassare lo stress di saldatura e può dissolvere più idrogeno, riducendo così lo stress del giunto. Tendenza alla fessurazione a freddo, ma i giunti con materiali irregolari, a causa dei diversi coefficienti di dilatazione termica, possono generare sforzi di taglio nella zona di fusione sotto l'ambiente di lavoro della temperatura circolante, con conseguente cedimento del giunto.
Per il semplice acciaio martensitico di tipo Cr13, quando non si utilizza la saldatura con struttura austenitica, non c'è molto spazio per la regolazione della composizione della saldatura, che è generalmente la stessa della matrice metallica di base, ma impurità dannose come S, P e Si deve essere limitato. Si può promuovere la formazione di martensite grossolana nelle saldature di acciaio martensitico Cr13. Ridurre il contenuto di C è vantaggioso per ridurre la temprabilità e l'esistenza di una piccola quantità di elementi come Ti, N o Al nella saldatura può anche affinare i grani e ridurre la temprabilità.
Per l'acciaio martensitico resistente al calore a base di Cr12-legato multicomponente, lo scopo principale è la resistenza al calore e di solito non vengono utilizzati materiali di consumo austenitici per saldatura e si prevede che la composizione della saldatura sia vicina al metallo di base. Quando si regola la composizione, è necessario assicurarsi che la saldatura non appaia una fase di ferrite, perché è molto dannosa per le prestazioni, perché i componenti principali dell'acciaio martensitico resistente al calore a base di Cr13- sono principalmente elementi di ferrite ( come Mo, Nb, W, V, ecc.), per garantire che l'intera struttura sia martensitica uniforme, deve essere bilanciata con elementi austenite, cioè devono essere presenti elementi appropriati come C, Ni, Mn, e n.
L'acciaio inossidabile martensitico ha una tendenza molto elevata alla rottura a freddo, quindi è necessario mantenere rigorosamente l'idrogeno basso, anche l'idrogeno ultra basso, e questo deve essere prestato attenzione quando si selezionano i materiali di saldatura.
Punti chiave della saldatura dell'acciaio inossidabile per recipienti a pressione
1. Punti chiave della saldatura dell'acciaio inossidabile austenitico
In generale, gli acciai inossidabili austenitici hanno un'ottima saldabilità. Quasi tutti i metodi di saldatura per fusione possono essere utilizzati per saldare l'acciaio inossidabile austenitico e le proprietà termofisiche e le caratteristiche della microstruttura dell'acciaio inossidabile austenitico determinano i punti chiave del suo processo di saldatura.
① A causa della ridotta conduttività termica e dell'elevato coefficiente di dilatazione termica dell'acciaio inossidabile austenitico, è facile produrre grandi deformazioni e sollecitazioni di saldatura durante la saldatura, pertanto è necessario selezionare il metodo di saldatura con energia di saldatura concentrata il più possibile.
② A causa della ridotta conduttività termica dell'acciaio inossidabile austenitico, può ottenere una profondità di penetrazione maggiore rispetto all'acciaio debolmente legato con la stessa corrente. Allo stesso tempo, a causa della sua elevata resistività, per evitare l'arrossamento dell'elettrodo durante la saldatura ad arco, la corrente di saldatura è inferiore a quella degli elettrodi in acciaio al carbonio o in acciaio bassolegato dello stesso diametro.
③ Specifiche di saldatura. Generalmente non utilizzare una grande energia in ingresso per la saldatura. Per la saldatura ad elettrodo ad arco si consiglia di utilizzare elettrodi di piccolo diametro per saldature rapide in più passaggi. Per saldature molto impegnative, versare anche acqua fredda per accelerare il raffreddamento. Per l'acciaio inossidabile austenitico puro e l'acciaio inossidabile super austenitico, a causa della sensibilità alle cricche termiche.
④ Al fine di migliorare la resistenza al cracking termico e la resistenza alla corrosione della saldatura, è necessario prestare particolare attenzione alla pulizia dell'area di saldatura durante la saldatura per evitare che elementi dannosi penetrino nella saldatura.
⑤ L'acciaio inossidabile austenitico generalmente non richiede preriscaldamento durante la saldatura. Al fine di prevenire la crescita del grano e la precipitazione del carburo nel cordone di saldatura e nella zona interessata dal calore e garantire la plasticità, la tenacità e la resistenza alla corrosione del giunto saldato, è necessario controllare una temperatura dell'intercalare inferiore, generalmente non superiore a 150 gradi.
2. Punti di saldatura in acciaio inossidabile ferritico
L'acciaio inossidabile ferritico ha relativamente più elementi che formano ferrite, relativamente meno elementi che formano austenite e il materiale ha una minore tendenza all'indurimento e alla rottura a freddo. Sotto l'azione del ciclo termico di saldatura dell'acciaio inossidabile ferritico, i grani nella zona interessata dal calore crescono ovviamente e la tenacità e la plasticità del giunto diminuiscono drasticamente. Il grado di crescita del grano nella zona interessata dal calore dipende dalla temperatura massima raggiunta durante la saldatura e dal suo tempo di mantenimento. Pertanto, durante la saldatura di acciaio inossidabile ferritico, dovrebbe essere utilizzata il più possibile una piccola energia di linea, ovvero un metodo di concentrazione dell'energia, come TIG a bassa corrente, saldatura manuale con elettrodi di piccolo diametro, ecc. Allo stesso tempo, misura come la scanalatura a fessura stretta, l'elevata velocità di saldatura e la saldatura multistrato dovrebbero essere adottate il più possibile e la temperatura tra gli strati dovrebbe essere rigorosamente controllata.
A causa dell'effetto del ciclo termico di saldatura, generalmente l'acciaio inossidabile ferritico è sensibilizzato nella zona ad alta temperatura della zona interessata dal calore e in alcuni fluidi si verifica corrosione intergranulare. Dopo la saldatura, viene ricotto a 700~850 gradi per omogeneizzare il cromo e ripristinarne la resistenza alla corrosione.
L'acciaio inossidabile ferritico ordinario ad alto contenuto di cromo può essere saldato mediante saldatura ad arco ad elettrodo, saldatura con schermatura a gas, saldatura ad arco sommerso e altri metodi di saldatura. A causa della bassa plasticità intrinseca dell'acciaio ad alto contenuto di cromo, nonché della crescita del grano nella zona termicamente alterata e dell'accumulo di carburi e nitruri ai bordi del grano causato dai cicli termici di saldatura, la plasticità e la tenacità dei giunti saldati sono molto Basso. È probabile che si verifichino crepe quando si utilizzano consumabili per saldatura con una composizione chimica simile al metallo di base e il grado di vincolo è elevato. Al fine di prevenire crepe e migliorare la plasticità del giunto e la resistenza alla corrosione, prendendo come esempio la saldatura ad arco dell'elettrodo, è possibile adottare le seguenti misure tecnologiche.
① Preriscaldare a circa 100 ~ 150 gradi per saldare il materiale in uno stato duro. Maggiore è il contenuto di cromo, maggiore dovrebbe essere la temperatura di preriscaldamento.
② Saldatura con piccola energia in ingresso e nessuna oscillazione. Durante la saldatura multistrato, la temperatura tra gli strati deve essere controllata in modo che non sia superiore a 150 gradi e la saldatura continua non deve essere utilizzata per ridurre gli effetti dell'infragilimento ad alta temperatura e dell'infragilimento a 475 gradi.
③ Dopo la saldatura, la ricottura a 750 ~ 800 gradi può ripristinare la resistenza alla corrosione e migliorare la plasticità del giunto grazie alla sferoidizzazione dei carburi e alla distribuzione uniforme del cromo. Dopo la ricottura, dovrebbe essere raffreddato rapidamente per evitare il verificarsi di fase σ e fragilità a 475 gradi.
3. Punti di saldatura in acciaio inossidabile martensitico
Per l'acciaio inossidabile martensitico di tipo Cr13, quando si utilizzano elettrodi dello stesso materiale per la saldatura, al fine di ridurre la sensibilità alle cricche da freddo e garantire la plasticità e la tenacità dei giunti saldati, è necessario selezionare elettrodi a basso contenuto di idrogeno e adottare le seguenti misure presi contemporaneamente:
① Preriscaldare. La temperatura di preriscaldamento aumenta con l'aumento del contenuto di carbonio dell'acciaio, generalmente nell'intervallo da 100 gradi a 350 gradi.
② Dopo il riscaldamento. Per i giunti saldati ad alto contenuto di carbonio o ad alto vincolo, dopo la saldatura devono essere adottate misure di post-riscaldamento per evitare crepe indotte dall'idrogeno durante la saldatura.
③ Trattamento termico post-saldatura. Al fine di migliorare la plasticità, la tenacità e la resistenza alla corrosione dei giunti saldati, la temperatura del trattamento termico post-saldatura è generalmente di 650 gradi C ~ 750 gradi C e il tempo di mantenimento è calcolato come 1 ora / 25 mm.
Per gli acciai inossidabili martensitici super e a basso tenore di carbonio, generalmente non sono necessarie misure di preriscaldamento. Quando il grado di vincolo è elevato o il contenuto di idrogeno nella saldatura è elevato, vengono prese misure di preriscaldamento e postriscaldamento. La temperatura di preriscaldamento è generalmente di 100 gradi C ~ 150 gradi C, la temperatura di trattamento termico post-saldatura è di 590 ~ 620 gradi. Per acciai martensitici ad alto contenuto di carbonio. O quando il preriscaldamento pre-saldatura e il trattamento termico post-saldatura sono difficili da implementare e le giunzioni sono altamente trattenute, i materiali di consumo per saldatura austenitici possono essere utilizzati anche in ingegneria per migliorare la plasticità e la tenacità delle giunzioni saldate e prevenire le crepe. Ma in questo momento, quando il metallo di saldatura è austenitico o a base di austenite, in realtà è una corrispondenza a bassa resistenza rispetto alla resistenza del metallo di base, e il metallo di saldatura e il metallo di base sono diversi per composizione chimica, struttura metallografica, termico Le proprietà fisiche e meccaniche sono molto diverse e lo stress residuo della saldatura è inevitabile, il che può facilmente causare corrosione da stress o danni da scorrimento ad alta temperatura.
Saldatura di acciaio inossidabile duplex
1. Tipi di acciaio inossidabile duplex
L'acciaio inossidabile duplex ha una struttura duplex austenite più ferrite e il contenuto delle strutture a due fasi
Fondamentalmente lo stesso, quindi ha le caratteristiche dell'acciaio inossidabile austenitico e dell'acciaio inossidabile ferritico. La resistenza allo snervamento può raggiungere 400Mpa ~ 550MPa, che è il doppio di quella del normale acciaio inossidabile austenitico. Rispetto all'acciaio inossidabile ferritico, l'acciaio inossidabile duplex ha un'elevata tenacità, bassa temperatura di transizione fragile, resistenza alla corrosione intergranulare e prestazioni di saldatura notevolmente migliorate; allo stesso tempo, conserva alcune caratteristiche dell'acciaio inossidabile ferritico, come la fragilità a 475 gradi, l'elevata conducibilità termica, il piccolo coefficiente di dilatazione lineare, la superplasticità e il magnetismo. Rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, la resistenza dell'acciaio inossidabile duplex è elevata, in particolare la resistenza allo snervamento è notevolmente migliorata e anche le prestazioni di resistenza alla corrosione per vaiolatura, resistenza alla corrosione sotto sforzo e resistenza alla fatica da corrosione sono notevolmente migliorate.
L'acciaio inossidabile duplex è classificato in base alla sua composizione chimica e può essere suddiviso in quattro tipi: tipo Cr18, tipo Cr23 (escluso Mo), tipo Cr22 e tipo Cr25. Per l'acciaio inossidabile duplex Cr25, può essere suddiviso in acciaio inossidabile di tipo comune e super duplex, tra cui il tipo Cr22 e il tipo Cr25 sono stati ampiamente utilizzati negli ultimi anni. La maggior parte degli acciai inossidabili duplex utilizzati nel mio paese sono prodotti in Svezia e i gradi specifici sono: 3RE60 (tipo Cr18), SAF2304 (tipo Cr23), SAF2205 (tipo Cr22), SAF2507 (tipo Cr25).
2. Caratteristiche di saldatura dell'acciaio inossidabile duplex
① L'acciaio inossidabile duplex ha una buona saldabilità. Non è facile infragilire la zona termicamente alterata durante la saldatura come l'acciaio inossidabile ferritico, né è facile produrre cricche calde di saldatura come l'acciaio inossidabile austenitico. Tuttavia, poiché ha una grande quantità di ferrite, quando la rigidità è elevata o il contenuto di idrogeno della saldatura è elevato, possono verificarsi crepe da raffreddamento dell'idrogeno, quindi è molto importante controllare rigorosamente la fonte di idrogeno.
② Al fine di garantire le caratteristiche dell'acciaio a doppia fase, garantire che la proporzione di austenite e ferrite nella struttura del giunto saldato sia appropriata è la chiave per saldare questo tipo di acciaio. Quando la velocità di raffreddamento del giunto dopo la saldatura è lenta, il cambiamento di fase secondario di δ→ è relativamente sufficiente, quindi è possibile ottenere una struttura duplex con un rapporto di fase relativamente adatto a temperatura ambiente, che richiede un adeguato apporto termico di saldatura elevato durante la saldatura . Altrimenti, se la velocità di raffreddamento dopo la saldatura è elevata, la fase δ ferrite aumenterà, determinando una grave diminuzione della plasticità, tenacità e resistenza alla corrosione del giunto.
3. Selezione di consumabili per saldatura in acciaio inossidabile duplex
Consumabili di saldatura per acciaio inossidabile duplex, caratterizzati dal fatto che la struttura di saldatura è una struttura duplex dominata dall'austenite e il contenuto dei principali elementi resistenti alla corrosione (cromo, molibdeno, ecc.) è equivalente a quello del metallo di base, quindi garantendo la stessa resistenza alla corrosione del sesso del metallo di base. Al fine di garantire il contenuto di austenite nella saldatura, il contenuto di nichel e azoto viene solitamente aumentato, ovvero l'equivalente di nichel viene aumentato dal 2% al 4% circa. Nel materiale di base in acciaio inossidabile duplex, c'è generalmente una certa quantità di contenuto di azoto e nei materiali di consumo per saldatura è prevista anche una certa quantità di contenuto di azoto, ma generalmente non dovrebbe essere troppo alta, altrimenti si verificheranno dei pori. In questo modo, l'alto contenuto di nichel è diventato una grande differenza tra il materiale di saldatura e il metallo di base.
In base ai diversi requisiti di resistenza alla corrosione e tenacità del giunto, scegliere l'elettrodo che corrisponde alla composizione chimica del metallo di base, come la saldatura dell'acciaio inossidabile duplex Cr22, è possibile scegliere l'elettrodo Cr22Ni9Mo3, come l'elettrodo E2209. Quando si utilizzano elettrodi acidi, la rimozione delle scorie è buona e la forma della saldatura è bella, ma la resistenza all'urto è bassa. Quando il metallo di saldatura deve avere un'elevata resistenza all'urto ed è richiesta la saldatura in tutte le posizioni, è necessario utilizzare elettrodi alcalini. Gli elettrodi basici vengono solitamente utilizzati quando il supporto della radice viene saldato. Quando ci sono requisiti speciali per la resistenza alla corrosione del metallo saldato, dovrebbero essere usati anche elettrodi basici con componenti in acciaio Super Duplex.
Per il filo di saldatura schermato con gas solido, pur garantendo che il metallo di saldatura abbia una buona resistenza alla corrosione e proprietà meccaniche, è necessario prestare attenzione anche alle prestazioni del processo di saldatura. Per filo animato, quando la forma della saldatura deve essere bella, rutilo o titanio essere usato.
Per la saldatura ad arco sommerso, si consiglia di utilizzare filo di saldatura di diametro inferiore per realizzare saldature multistrato e multipasso con specifiche di saldatura di piccole e medie dimensioni, in modo da evitare l'infragilimento della zona interessata dal calore di saldatura e del metallo di saldatura e utilizzare il flusso alcalino corrispondente.
4. Punti di saldatura in acciaio inossidabile duplex
① Controllo del processo termico di saldatura L'energia termica di saldatura, la temperatura dell'intercalare, il preriscaldamento e lo spessore del materiale influenzeranno tutti la velocità di raffreddamento durante la saldatura, influenzando così la struttura e le prestazioni della zona di saldatura e termicamente alterata. Una velocità di raffreddamento troppo veloce o troppo lenta influenzerà la tenacità e la resistenza alla corrosione dei giunti saldati in acciaio duplex. Quando la velocità di raffreddamento è troppo elevata, causerà un contenuto di fase eccessivo e aumenterà la precipitazione di Cr2N. Se la velocità di raffreddamento è troppo lenta, i grani di cristallo saranno gravemente grossolani e potrebbero precipitare anche alcuni composti intermetallici fragili, come la fase σ. La tabella 1 elenca alcune energie della linea di saldatura consigliate e intervalli di temperatura di interpass. Quando si seleziona l'energia della linea, è necessario considerare anche lo spessore specifico del materiale. Il limite superiore dell'energia di linea nella tabella è adatto per lastre spesse e il limite inferiore è adatto per lastre sottili. Quando si salda l'acciaio duplex con il 25 percento di ω(Cr) e l'acciaio super inossidabile con un alto contenuto di lega, al fine di ottenere le migliori proprietà del metallo di saldatura, si consiglia di controllare la temperatura massima di interpass a 100 gradi. Quando è richiesto il trattamento termico dopo la saldatura, la temperatura di interpass potrebbe non essere limitata.
② Trattamento termico post-saldatura È meglio non trattare termicamente l'acciaio inossidabile duplex dopo la saldatura, ma quando il contenuto di fase nello stato come saldato supera il requisito o quando le fasi dannose, come la fase σ, sono precipitate, post-saldatura il trattamento termico della saldatura può essere usato per migliorare. Il metodo di trattamento termico utilizzato è la tempra in acqua. Durante il trattamento termico, il riscaldamento dovrebbe essere il più rapido possibile e il tempo di mantenimento alla temperatura del trattamento termico è di 5 ~ 30 minuti, che dovrebbe essere sufficiente per ripristinare l'equilibrio delle fasi. L'ossidazione del metallo è molto grave durante il trattamento termico e dovrebbe essere considerata la protezione con gas inerte. Per l'acciaio a doppia fase con il 22 percento di ω (Cr), il trattamento termico deve essere effettuato alla temperatura di 1050 gradi C ~ 1100 gradi C, mentre l'acciaio a doppia fase e l'acciaio super a doppia fase con il 25 percento di ω (Cr ) richiedono un trattamento termico alla temperatura di 1070 gradi C ~ 1120 gradi C Effettuare il trattamento termico.
Esempio di saldatura di recipiente a pressione in acciaio inossidabile
Il flash tank con un diametro di 800 mm e uno spessore della parete di 10 mm è realizzato in 0Cr18Ni9.
illustrare:
① Il diametro del cilindro è di 800 mm e il saldatore può perforare il cilindro per la saldatura. Pertanto, le giunture longitudinali e circolari del cilindro sono saldate su entrambi i lati mediante saldatura ad arco ad elettrodo.
② Non ci sono fori in questa apparecchiatura, quindi la saldatura di chiusura può essere saldata solo dall'esterno. Per garantire la qualità della saldatura, la saldatura TIG viene utilizzata come supporto. Tuttavia, il metallo posteriore sarà ossidato durante la saldatura ad arco di argon dell'acciaio inossidabile. In passato, solo il metodo di riempimento di argon sul retro poteva essere utilizzato per la protezione. non bene. Per risolvere questa difficoltà di processo, la Welding Division di Nippon Oil & Fat Company ha sviluppato e prodotto un filo per saldatura TIG in acciaio inossidabile autoprotettivo posteriore, che è un filo per saldatura con un rivestimento speciale, e il rivestimento (ovvero il rivestimento ) penetrerà nel pool fuso dopo la fusione Sul retro si forma uno strato protettivo denso, che equivale al ruolo del rivestimento dell'elettrodo. L'uso di questo filo per saldatura è esattamente uguale a quello del normale filo per saldatura TIG e il rivestimento non influirà sull'arco anteriore e sulla forma del bagno fuso, il che riduce notevolmente i costi di saldatura della saldatura ad arco di argon in acciaio inossidabile. In questa apparecchiatura, se viene utilizzata la protezione posteriore dell'argon, lo spreco di argon è grave, quindi viene utilizzato il filo di saldatura autoprotetto.
③ Per le saldature d'angolo tra il tubo di collegamento e la flangia di saldatura piatta, e tra il tubo di collegamento e l'involucro, in considerazione della forma e delle condizioni di saldatura delle saldature in questa parte, viene generalmente utilizzata la saldatura ad arco ad elettrodo. Se il diametro del tubo di collegamento è troppo piccolo, per ridurre la difficoltà di saldatura, si può utilizzare anche la saldatura TIG.
④ La saldatura d'angolo tra il supporto e il guscio è una saldatura senza pressione e viene utilizzata la saldatura con gas schermato (il gas di protezione è CO2 puro), che ha un'elevata efficienza e una buona forma della saldatura. TFW-308L è il grado di consumabile per saldatura e il suo modello di consumabile per saldatura è E308LT1-1 (AWS A5.22).
