جستجو
لوله استیل ضد زنگ دوبلکس یک ماده از جنس استنلس استیل با ساختار فاز دوتایی آستنیت و فریت ، با نسبت ساختار معمولی 50 ٪ آستنیت و 50 ٪ فریت است. این ساختار به آن استحکام بالا ، مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی عالی ، به ویژه در محیط خوردگی استرس کلرید می دهد. با این حال ، در طی فرآیند جوشکاری ، عملکرد نادرست منجر به عدم تعادل فاز می شود ، که به طور جدی بر خصوصیات مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی لوله تأثیر می گذارد.
علل عدم تعادل فاز در جوشکاری
چرخه گرمای جوش بر ریزساختار مواد والدین و ناحیه جوش تأثیر می گذارد. علل اصلی عبارتند از:
ورودی گرمای خیلی زیاد یا خیلی کم ؛
سرعت جوشکاری نادرست ؛
کنترل ضعیف دمای پیش گرم شدن و دمای لایه.
سرعت خنک کننده خیلی سریع یا خیلی آهسته ؛
انتخاب نادرست مواد جوشکاری و گاز محافظ.
فاکتورهای فوق ممکن است باعث شود که مرحله آستنیت به طور کامل از بین برود ، یا القاء بارش مراحل ثانویه مضر (مانند فاز σ و فاز χ) را القا کند و باعث می شود ریزساختار ناحیه جوش از نسبت ایده آل 50:50 منحرف شود.
کنترل ورودی گرما یک اندازه گیری کلیدی است
حفظ ورودی گرمای مناسب وسیله اصلی برای جلوگیری از عدم تعادل فاز است. به طور کلی برای کنترل ورودی گرما بین 0.5-2.5 کیلوژول در میلی متر توصیه می شود. اگر ورودی گرما خیلی زیاد باشد ، بارش فاز σ یا سایر مراحل شکننده را ترویج می کند. اگر ورودی گرما خیلی کم باشد ، ممکن است فلز جوش خیلی سریع خنک شود ، فاز آستنیت نمی تواند کاملاً رسوب شود ، نسبت فریت افزایش می یابد و چقرمگی کاهش می یابد.
با استفاده از جوشکاری چند لایه چند لایه و فناوری جوش باریک می تواند به طور موثری ورودی گرما یک گذرگاه واحد را کاهش داده و شکل گیری ساختارهای نامطلوب را کاهش دهد.
یک روش جوشکاری مناسب را انتخاب کنید
روشهای مختلف جوش تأثیر قابل توجهی در کنترل ساختار دارد. روشهای جوشکاری متداول عبارتند از:
جوش قوس تنگستن گاز (GTAW/TIG): مناسب برای جوشکاری ریشه ، ورودی گرمای قابل کنترل ، که منجر به تنظیم ساختار می شود.
جوش قوس فلزی گاز (GMAW/MIG): مناسب برای پر کردن و پوشش جوشکاری ، و با تنظیم مناسب پارامترها می توان ساختارهای خوب را بدست آورد.
جوش لیزر و جوش قوس پلاسما: منطقه تحت تأثیر گرما باریک است و کنترل مناسب می تواند انحراف ساختار را کاهش دهد.
استفاده از جوشکاری قوس پالس می تواند به کنترل دقیق ورودی گرما دست یابد و شکل گیری فاز آستنیت را ترویج کند.
انتخاب صحیح مواد جوشکاری
ترکیب مواد پرکننده باید اطمینان حاصل کند که محتوای آستنیت موجود در جوش می تواند به هدف برسد. معمولاً از سیم یا الکترود جوشکاری با مقدار کمی نیکل نسبت به ماده پایه استفاده می شود. به عنوان مثال ، ماده پرکننده برای مواد پایه UNS S32205 می تواند سیم جوش ER2209 باشد که دارای محتوای نیکل 8.5 ٪ -9.5 ٪ ، که بالاتر از مواد پایه است ، برای ترویج بازسازی آستنیت پس از جوشکاری.
علاوه بر این ، از ناخالصی فسفر ، گوگرد و سایر ناخالصی های موجود در مواد پرکننده باید جلوگیری شود تا احتمال ایجاد اجزاء مضر کاهش یابد.
کیفیت محافظت از گاز بسیار مهم است
در طول جوشکاری TIG یا جوشکاری MIG ، خلوص و ترکیب گاز محافظ نقش مهمی در کنترل ریزساختار دارد. با خلوص بالا آرگون یا آرگون/گاز مخلوط نیتروژن باید انتخاب شود. مقدار مناسب نیتروژن می تواند شکل گیری فاز آستنیت را ترویج کند و به بهبود مقاومت در برابر گودال کمک کند. معمولاً ، یک گاز مخلوط با 1-2 ٪ نیتروژن اضافه شده تأثیر معنی داری در بهینه سازی ریزساختار دارد.
برای جلوگیری از تشکیل لایه های اکسید یا مناطق اکسید مرزی دانه باید در هنگام جوشکاری از هوا جلوگیری شود.
نرخ خنک کننده باید متوسط باشد
خنک کننده خیلی سریع مانع از رسوب آستنیت در زمان می شود و در نتیجه فریت بیش از حد ایجاد می شود. خنک کننده خیلی آهسته ممکن است منجر به بارش فاز σ شود. روش خنک کننده ایده آل خنک کننده طبیعی در هوا است و از خنک کننده هوا اجباری یا خنک کننده آب جلوگیری می شود.
برای لوله های دیواره ضخیم ، می توان پتوهای کنترل دما یا اقدامات عایق پس از جوش را به طور مناسب استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که منحنی خنک کننده ملایم است و تحول ریزساختار کافی است.
کنترل دمای لایه کنترل
در جوشکاری چند پاس ، کنترل دمای لایه یکی از مراحل اصلی برای جلوگیری از عدم تعادل فاز است. به طور کلی توصیه می شود که دمای لایه نباید از 150 درجه سانتی گراد تجاوز کند. دمای بیش از حد بین لایه باعث تجمع گرما ، افزایش میزان انتشار مرز دانه و القای بارش مراحل شکننده می شود. استفاده از دماسنج مادون قرمز برای نظارت بر دما در زمان واقعی می تواند قابلیت کنترل فرآیند جوشکاری را بهبود بخشد.
عملیات حرارتی پس از جوش و آزمایش متالوگرافی
برای لوله های فولادی دوبلکس برای مقاصد خاص ، مانند مواردی که در مناطق کلیدی مانند مهندسی دریایی و تجهیزات نفت و گاز استفاده می شود ، توصیه می شود که بازپرداخت محلول پس از جوش (به طور کلی در دمای 1050-1120 درجه سانتیگراد) را انجام دهید و سپس به سرعت خنک شوید تا بتوانید نسبت ساختار دوپلکس ایده آل را بازگردانید و رسوبات مضر را حل کنید.
پس از جوشکاری ، باید از میکروسکوپ متالوگرافی برای بررسی نسبت فاز ناحیه جوش استفاده شود ، یا یک ردیاب محتوای فریت (مانند یک ابزار القایی مغناطیسی) برای تجزیه و تحلیل کمی استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که محتوای آستنیت بین 35 تا 65 ٪ است. $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $
