1. Visión xeral do aceiro crioxénico
1) Os requisitos técnicos para o aceiro a baixa temperatura son xeralmente: resistencia suficiente e tenacidade suficiente nun ambiente de baixa temperatura, bo rendemento de soldadura, rendemento de procesamento e resistencia á corrosión, etc. Entre eles, a tenacidade a baixa temperatura, é dicir, a capacidade. para evitar a aparición e expansión de fractura fráxil a baixa temperatura é o factor máis importante.Polo tanto, os países adoitan estipular un certo valor de resistencia ao impacto á temperatura máis baixa.
2) Entre os compoñentes do aceiro a baixa temperatura, en xeral crese que elementos como o carbono, o silicio, o fósforo, o xofre e o nitróxeno deterioran a dureza a baixa temperatura, e o fósforo é o máis prexudicial, polo que debería ser precoz a desfosforación a baixa temperatura. realizada durante a fundición.Elementos como o manganeso e o níquel poden mellorar a dureza a baixas temperaturas.Por cada aumento do 1% no contido de níquel, a temperatura de transición crítica fráxil pódese reducir uns 20 °C.
3) O proceso de tratamento térmico ten unha influencia decisiva na estrutura metalográfica e o tamaño do gran do aceiro a baixa temperatura, o que tamén afecta á dureza do aceiro a baixa temperatura.Despois do tratamento de enfriamento e temperado, a dureza a baixa temperatura é obviamente mellorada.
4) Segundo os diferentes métodos de conformación en quente, o aceiro a baixa temperatura pódese dividir en aceiro fundido e aceiro laminado.Segundo a diferenza de composición e estrutura metalográfica, o aceiro de baixa temperatura pódese dividir en: aceiro de baixa aliaxe, aceiro níquel 6%, aceiro níquel 9%, aceiro austenítico de cromo-manganeso ou cromo-manganeso-níquel e aceiro inoxidable austenítico de cromo-níquel. agardar.O aceiro de baixa aliaxe úsase xeralmente nun rango de temperatura de aproximadamente -100 ° C para a fabricación de equipos de refrixeración, equipos de transporte, salas de almacenamento de vinilos e equipos petroquímicos.Nos Estados Unidos, Reino Unido, Xapón e outros países, o 9% de aceiro de níquel é amplamente utilizado en estruturas de baixa temperatura a 196 °C, como tanques de almacenamento para almacenamento e transporte de biogás licuado e metano, equipos para almacenar osíxeno líquido. , e fabricación de osíxeno líquido e nitróxeno líquido.O aceiro inoxidable austenítico é un material estrutural de baixa temperatura moi bo.Ten unha boa dureza a baixas temperaturas, un excelente rendemento de soldeo e unha baixa condutividade térmica.É amplamente utilizado en campos de baixa temperatura, como buques cisterna e tanques de almacenamento de hidróxeno líquido e osíxeno líquido.Non obstante, porque contén máis cromo e níquel, é máis caro.
2. Visión xeral da construción de soldadura de aceiro a baixa temperatura
Ao seleccionar o método de construción de soldadura e as condicións de construción do aceiro a baixa temperatura, o problema céntrase nos dous aspectos seguintes: evitar o deterioro da dureza a baixa temperatura da unión soldada e previr a aparición de fendas de soldadura.
1) Procesamento de bisel
A forma de suco das xuntas soldadas de aceiro a baixa temperatura non é diferente en principio da do aceiro carbono común, aceiro de baixa aliaxe ou aceiro inoxidable, e pódese tratar como é habitual.Pero para 9Ni Gang, o ángulo de apertura da ranura é preferiblemente non inferior a 70 graos e o bordo romo é preferiblemente non inferior a 3 mm.
Todos os aceiros a baixa temperatura pódense cortar cun soplete de oxiacetileno.É só que a velocidade de corte é lixeiramente máis lenta cando se corta o aceiro 9Ni con gas que cando se corta o aceiro estrutural ao carbono ordinario.Se o espesor do aceiro supera os 100 mm, o bordo de corte pódese prequecer a 150-200 °C antes do corte con gas, pero non máis de 200 °C.
O corte de gas non ten efectos adversos nas zonas afectadas pola calor de soldadura.Non obstante, debido ás propiedades de autoendurecemento do aceiro que contén níquel, a superficie cortada endurecerase.Co fin de garantir o rendemento satisfactorio da unión soldada, é mellor usar unha moa para moer a superficie da superficie cortada limpa antes de soldar.
Pódese utilizar o ranurado por arco se o cordón de soldadura ou o metal base se deben eliminar durante a construción da soldadura.Non obstante, a superficie da muesca aínda debe ser lixada antes de volver a aplicar.
Non se debe utilizar o ranurado con chama con oxiacetileno debido ao perigo de sobrequecemento do aceiro.
2) Selección do método de soldadura
Os métodos de soldadura típicos dispoñibles para o aceiro a baixa temperatura inclúen a soldadura por arco, a soldadura por arco mergullado e a soldadura por arco de argón con electrodo fundido.
A soldadura por arco é o método de soldadura máis utilizado para o aceiro a baixa temperatura, e pódese soldar en varias posicións de soldadura.A entrada de calor de soldadura é de aproximadamente 18-30 KJ/cm.Se se utiliza un electrodo tipo baixo en hidróxeno, pódese obter unha unión soldada completamente satisfactoria.Non só as propiedades mecánicas son boas, senón que a tenacidade da muesca tamén é bastante boa.Ademais, a máquina de soldadura por arco é sinxela e barata, o investimento en equipos é pequeno e non se ve afectado pola posición e a dirección.vantaxes como limitacións.
A entrada de calor da soldadura por arco mergullado de aceiro a baixa temperatura é de aproximadamente 10-22 KJ/cm.Debido ao seu equipo sinxelo, a alta eficiencia de soldeo e o seu cómodo funcionamento, é amplamente utilizado.Non obstante, debido ao efecto de illamento térmico do fluxo, a velocidade de arrefriamento reducirase, polo que hai unha maior tendencia a xerar fendas quentes.Ademais, a miúdo poden entrar impurezas e Si no metal de soldadura a partir do fluxo, o que fomentará aínda máis esta tendencia.Polo tanto, ao usar a soldadura por arco mergullado, preste atención á selección do fío de soldeo e ao fluxo e trabállase con coidado.
As unións soldadas mediante soldadura blindada con gas CO2 teñen unha baixa tenacidade, polo que non se usan na soldadura de aceiro a baixa temperatura.
A soldadura por arco de argón de tungsteno (soldadura TIG) adoita realizarse manualmente e a súa entrada de calor de soldadura está limitada a 9-15 KJ/cm.Polo tanto, aínda que as unións soldadas teñen propiedades completamente satisfactorias, son completamente inadecuadas cando o espesor do aceiro supera os 12 mm.
A soldadura MIG é o método de soldadura automático ou semiautomático máis utilizado na soldadura de aceiro a baixa temperatura.A súa entrada de calor de soldadura é de 23-40 KJ/cm.Segundo o método de transferencia de gotas, pódese dividir en tres tipos: proceso de transferencia de curtocircuíto (menor aporte de calor), proceso de transferencia de chorro (maior aporte de calor) e proceso de transferencia de chorro de pulso (maior aporte de calor).A soldadura MIG de transición por curtocircuíto ten o problema de penetración insuficiente e pode producirse o defecto dunha mala fusión.Existen problemas similares con outros fluxos MIG, pero nun grao diferente.Para que o arco se concentre máis para lograr unha penetración satisfactoria, pódese infiltrar entre varios por cento a decenas de por cento de CO2 ou O2 no argón puro como gas protector.As porcentaxes axeitadas determinaranse mediante probas para o aceiro concreto que se está soldando.
3) Selección de materiais de soldadura
Os materiais de soldadura (incluíndo varilla de soldadura, fío e fundente de soldadura, etc.) deberían basearse en xeral no método de soldadura utilizado.Forma de xunta e forma de suco e outras características necesarias para escoller.Para o aceiro a baixa temperatura, o máis importante ao que se debe prestar atención é facer que o metal de soldadura teña a tenacidade a baixa temperatura suficiente para que coincida co metal base e minimice o contido de hidróxeno difundible nel.
A soldadura Xinfa ten unha excelente calidade e unha forte durabilidade, para obter máis detalles, consulte:https://www.xinfatools.com/welding-cutting/
(1) Aceiro desoxidado de aluminio
O aceiro desoxidado de aluminio é un grao de aceiro moi sensible á influencia da velocidade de arrefriamento despois da soldadura.A maioría dos electrodos utilizados na soldadura manual por arco de aceiro desoxidado de aluminio son electrodos de Si-Mn baixo en hidróxeno ou electrodos de 1,5% Ni e 2,0% Ni.
Para reducir a entrada de calor de soldadura, o aceiro desoxidado de aluminio xeralmente só adopta soldadura multicapa con electrodos finos de ≤¢3~3,2 mm, de modo que o ciclo de calor secundario da capa superior de soldadura pode usarse para refinar os grans.
A dureza ao impacto do metal de soldadura soldado con electrodo da serie Si-Mn diminuirá drasticamente a 50 ℃ co aumento da entrada de calor.Por exemplo, cando a entrada de calor aumenta de 18KJ/cm a 30KJ/cm, a tenacidade perderá máis do 60%.Os electrodos de soldadura da serie 1,5% Ni e 2,5% da serie Ni non son demasiado sensibles a isto, polo que é mellor escoller este tipo de electrodo para soldar.
A soldadura por arco mergullado é un método de soldeo automático usado habitualmente para o aceiro desoxidado de aluminio.O fío de soldadura usado na soldadura por arco mergullado é preferiblemente do tipo que contén 1,5~3,5% de níquel e 0,5~1,0% de molibdeno.
Segundo a literatura, cun fío de soldadura 2,5% Ni—0,8%Cr—0,5%Mo ou 2%Ni, combinado co fluxo adecuado, o valor medio de tenacidade Charpy do metal de soldadura a -55 °C pode alcanzar 56-70J (5,7). ~7,1 kgf.m).Mesmo cando se usa un fío de soldadura de 0,5% Mo e un fluxo básico de aliaxe de manganeso, sempre que a entrada de calor estea controlada por debaixo de 26KJ/cm, aínda se pode producir metal de soldadura con ν∑-55=55J (5,6Kgf.m).
Ao seleccionar o fluxo, debe prestarse atención á coincidencia de Si e Mn no metal de soldadura.Proba de proba.Os diferentes contidos de Si e Mn no metal de soldadura cambiarán moito o valor de tenacidade de Charpy.Os contidos de Si e Mn co mellor valor de tenacidade son 0,1~0,2%Si e 0,7~1,1%Mn.Ao seleccionar o fío de soldadura e Teña en conta isto ao soldar.
A soldadura por arco de argón de tungsteno e a soldadura de arco de argón metálico son menos usadas no aceiro desoxidado de aluminio.Os fíos de soldadura anteriores para soldadura por arco mergullado tamén se poden usar para soldadura con arco de argón.
(2) aceiro 2,5Ni e 3,5Ni
A soldadura por arco mergullado ou soldadura MIG de aceiro 2.5Ni e aceiro 3.5Ni xeralmente pódese soldar co mesmo fío de soldadura que o material base.Pero tal e como mostra a fórmula de Wilkinson (5), o Mn é un elemento inhibidor de rachaduras en quente para o aceiro de baixa temperatura de níquel.Manter o contido de manganeso no metal de soldadura nun 1,2% é moi beneficioso para evitar fendas quentes como as fisuras do cráter de arco.Isto debe terse en conta ao elixir a combinación de fío de soldeo e fluxo.
O aceiro 3.5Ni tende a ser temperado e fragilizado, polo que despois do tratamento térmico posterior á soldadura (por exemplo, 620 °C × 1 hora, despois arrefriamento do forno) para eliminar o estrés residual, ν∑-100 caerá drasticamente de 3,8 Kgf.m a 2.1Kgf.m xa non pode cumprir os requisitos.O metal de soldadura formado por soldeo con fíos de soldadura da serie 4,5% Ni-0,2% Mo ten unha tendencia moito menor á fragilidade do tempero.Usar este fío de soldadura pode evitar as dificultades anteriores.
(3) Aceiro 9Ni
O aceiro 9Ni adoita ser tratado térmicamente mediante enfriamento e revenido ou normalización e revenido dúas veces para maximizar a súa dureza a baixa temperatura.Pero o metal de soldadura deste aceiro non pode ser tratado térmicamente como o anterior.Polo tanto, é difícil obter un metal de soldadura cunha tenacidade a baixa temperatura comparable á do metal base se se utilizan consumibles de soldadura a base de ferro.Na actualidade, utilízanse principalmente materiais de soldadura con alto contido de níquel.As soldaduras depositadas por tales materiais de soldadura serán completamente austeníticas.Aínda que ten as desvantaxes de menor resistencia que o material base de aceiro 9Ni e prezos moi caros, a fractura fráxil xa non é un problema serio para el.
Polo anterior, pódese saber que, debido a que o metal de soldadura é completamente austenítico, a dureza a baixa temperatura do metal de soldadura usado para soldar con electrodos e fíos é completamente comparable á do metal base, pero a resistencia á tracción e o punto de fluencia son inferior ao metal base.O aceiro que contén níquel é autoendurecible, polo que a maioría dos electrodos e fíos prestan atención a limitar o contido de carbono para conseguir unha boa soldabilidade.
Mo é un elemento de reforzo importante nos materiais de soldadura, mentres que Nb, Ta, Ti e W son elementos de endurecemento importantes, aos que se lles prestou toda a atención na selección dos materiais de soldadura.
Cando se usa o mesmo fío de soldadura para soldar, a resistencia e dureza do metal de soldadura da soldadura por arco mergullado son peores que as da soldadura MIG, o que pode ser causado pola desaceleración da velocidade de arrefriamento da soldadura e a posible infiltración de impurezas ou Si do fluxo de.
3. Soldadura de tubos de aceiro a baixa temperatura A333-GR6
1) Análise de soldabilidade do aceiro A333-GR6
O aceiro A333–GR6 pertence ao aceiro de baixa temperatura, a temperatura mínima de servizo é de -70 ℃ e normalmente se subministra en estado normalizado ou normalizado e temperado.O aceiro A333-GR6 ten baixo contido en carbono, polo que a tendencia de endurecemento e a rachadura en frío son relativamente pequenas, o material ten unha boa dureza e plasticidade, xeralmente non é fácil producir defectos de endurecemento e rachaduras e ten boa soldabilidade.Pódese usar o fío de soldadura por arco de argón ER80S-Ni1 Co electrodo W707Ni, use soldadura con argón-eléctrica ou use o fío de soldadura por arco de argón ER80S-Ni1 e use soldadura por arco de argón completo para garantir unha boa dureza das unións soldadas.A marca de fío e electrodo de soldadura por arco de argón tamén pode escoller produtos co mesmo rendemento, pero só se poden usar co consentimento do propietario.
2) Proceso de soldadura
Para obter métodos detallados do proceso de soldadura, consulte o libro de instrucións do proceso de soldadura ou WPS.Durante a soldadura, a unión a tope tipo I e a soldadura por arco de argón completo adoptanse para tubos cun diámetro inferior a 76,2 mm;para tubos cun diámetro superior a 76,2 mm, realízanse ranuras en forma de V e utilízase o método de soldadura combinada de argón-eléctrica con cebado de arco de argón e recheo de varias capas ou O método de soldadura de arco de argón completo.O método específico é seleccionar o método de soldadura correspondente segundo a diferenza de diámetro e espesor da parede do tubo no WPS aprobado polo propietario.
3) Proceso de tratamento térmico
(1) Prequecemento antes da soldadura
Cando a temperatura ambiente é inferior a 5 °C, a soldadura debe ser prequentada e a temperatura de prequecemento é de 100-150 °C;o intervalo de prequecemento é de 100 mm a ambos os dous lados da soldadura;quéntase cunha chama de oxiacetileno (chama neutra) e mídese a temperatura. O bolígrafo mide a temperatura a unha distancia de 50-100 mm do centro da soldadura e os puntos de medición de temperatura distribúense uniformemente para controlar mellor a temperatura. .
(2) Tratamento térmico posterior á soldadura
Para mellorar a tenacidade do aceiro a baixa temperatura, os materiais utilizados xeralmente foron enfriados e revenidos.O tratamento térmico inadecuado posterior á soldadura adoita deteriorar o seu rendemento a baixa temperatura, ao que se debe prestar suficiente atención.Polo tanto, agás as condicións de gran espesor de soldadura ou condicións de restrición moi severas, o tratamento térmico posterior á soldadura normalmente non se realiza para o aceiro a baixa temperatura.Por exemplo, a soldadura de novas canalizacións de GLP en CSPC non require tratamento térmico posterior á soldadura.Se nalgúns proxectos se require un tratamento térmico posterior á soldadura, a taxa de quecemento, o tempo de temperatura constante e a taxa de arrefriamento do tratamento térmico posterior á soldadura deben cumprir estrictamente as seguintes normas:
Cando a temperatura supera os 400 ℃, a taxa de quecemento non debe superar os 205 × 25/δ ℃/h e non debe superar os 330 ℃/h. O tempo de temperatura constante debe ser de 1 hora por 25 mm de espesor de parede e non inferior a 15 minutos.Durante o período de temperatura constante, a diferenza de temperatura entre a temperatura máis alta e a máis baixa debe ser inferior a 65 ℃.
Despois dunha temperatura constante, a velocidade de arrefriamento non debe ser superior a 65 × 25/δ ℃/h e non debe ser superior a 260 ℃/h.O arrefriamento natural está permitido por debaixo dos 400 ℃.Equipo de tratamento térmico tipo TS-1 controlado por ordenador.
4) Precaucións
(1) Precalentar estrictamente segundo a normativa e controlar a temperatura entre capas e a temperatura entre capas contrólase entre 100 e 200 ℃.Cada costura de soldadura soldarase á vez, e se se interrompe, tomaranse medidas de arrefriamento lento.
(2) A superficie da soldadura está estrictamente prohibida para ser raiada polo arco.O cráter do arco debe encherse e os defectos deben moerse cunha moa cando o arco estea pechado.As unións entre capas de soldadura multicapa deben estar escalonadas.
(3) Controla estrictamente a enerxía da liña, adopta pequenas correntes, baixa tensión e soldadura rápida.A lonxitude de soldadura de cada electrodo W707Ni cun diámetro de 3,2 mm debe ser superior a 8 cm.
(4) Debe adoptarse o modo de operación de arco curto e sen balance.
(5) Debe adoptarse o proceso de penetración total e debe realizarse de acordo estrito cos requisitos da especificación do proceso de soldadura e da tarxeta do proceso de soldadura.
(6) O reforzo da soldadura é de 0 ~ 2 mm e o ancho de cada lado da soldadura é ≤ 2 mm.
(7) As probas non destrutivas pódense realizar polo menos 24 horas despois da cualificación da inspección visual da soldadura.As soldaduras a tope de canalizacións estarán suxeitas á norma JB 4730-94.
(8) Norma "Recipientes a presión: ensaios non destrutivos de recipientes a presión", cualificación Clase II.
(9) A reparación da soldadura debe realizarse antes do tratamento térmico posterior á soldadura.Se a reparación é necesaria despois do tratamento térmico, a soldadura debe quentarse de novo despois da reparación.
(10) Se a dimensión xeométrica da superficie de soldadura supera o estándar, permítese a moenda e o espesor despois da moenda non debe ser inferior ao requisito de deseño.
(11) Para defectos xerais de soldadura, permítense un máximo de dúas reparacións.Se as dúas reparacións aínda están sen cualificar, a soldadura debe ser cortada e soldada de novo segundo o proceso completo de soldadura.
Hora de publicación: 21-Xun-2023
