1. Ülevaade krüogeensest terasest
1) Madaltemperatuurilisele terasele esitatavad tehnilised nõuded on üldiselt järgmised: piisav tugevus ja piisav tugevus madalatemperatuurilises keskkonnas, hea keevitusomadus, töötlemisvõime ja korrosioonikindlus jne. Nende hulgas on vastupidavus madalale temperatuurile, st vastupidavus. hapra murdumise vältimine ja laienemine madalal temperatuuril on kõige olulisem tegur. Seetõttu näevad riigid tavaliselt ette teatud löögitugevuse väärtuse madalaimal temperatuuril.
2) Madala temperatuuriga terase komponentide hulgas arvatakse üldiselt, et sellised elemendid nagu süsinik, räni, fosfor, väävel ja lämmastik halvendavad madalal temperatuuril vastupidavust ning fosfor on kõige kahjulikum, seega tuleks varajane madalatemperatuuriline defosforiseerimine teostatakse sulatamise käigus. Sellised elemendid nagu mangaan ja nikkel võivad parandada vastupidavust madalal temperatuuril. Iga 1% niklisisalduse suurenemise korral saab rabedat kriitilist üleminekutemperatuuri umbes 20 °C võrra vähendada.
3) Kuumtöötlusprotsessil on otsustav mõju madaltemperatuurse terase metallograafilisele struktuurile ja tera suurusele, mis mõjutab ka terase vastupidavust madalal temperatuuril. Pärast karastamist ja karastamist on madala temperatuuri tugevus ilmselgelt paranenud.
4) Vastavalt erinevatele kuumvormimismeetoditele saab madala temperatuuriga terase jagada valuteraseks ja valtsitud teraseks. Koostise ja metallograafilise struktuuri erinevuse järgi võib madala temperatuuriga terase jagada järgmisteks osadeks: madala legeeritud teras, 6% nikkelteras, 9% nikkelteras, kroom-mangaan või kroom-mangaan-nikkel austeniitteras ja kroom-nikkel-austeniitsest roostevaba teras. oota. Madallegeeritud terast kasutatakse tavaliselt umbes -100 °C temperatuurivahemikus külmutusseadmete, transpordiseadmete, vinüüli laoruumide ja naftakeemiaseadmete tootmiseks. Ameerika Ühendriikides, Ühendkuningriigis, Jaapanis ja teistes riikides kasutatakse 9% nikkelterast laialdaselt madala temperatuuriga konstruktsioonides temperatuuril 196°C, näiteks mahutites veeldatud biogaasi ja metaani hoidmiseks ja transportimiseks, vedela hapniku hoidmiseks mõeldud seadmetes. ning vedela hapniku ja vedela lämmastiku tootmine. Austeniit roostevaba teras on väga hea madala temperatuuriga konstruktsioonimaterjal. Sellel on hea vastupidavus madalal temperatuuril, suurepärane keevitusjõudlus ja madal soojusjuhtivus. Seda kasutatakse laialdaselt madala temperatuuriga väljadel, nagu transporditankerid ja vedela vesiniku ja vedela hapniku mahutid. Kuid kuna see sisaldab rohkem kroomi ja niklit, on see kallim.
2. Ülevaade madala temperatuuriga teraskeevituskonstruktsioonist
Madaltemperatuurilise terase keevituskonstruktsiooni meetodi ja ehitustingimuste valikul keskendutakse probleemile kahele järgmisele aspektile: keevisliite madaltemperatuuri sitkuse halvenemise vältimine ja keevispragude tekke vältimine.
1) Kaldpindade töötlemine
Madala temperatuuriga terasest keevisliidete soone vorm ei erine põhimõtteliselt tavalise süsinikterase, madala legeeritud terase või roostevaba terase omast ja seda saab käsitleda nagu tavaliselt. Kuid 9Ni Gang puhul on soone avanemisnurk eelistatavalt vähemalt 70 kraadi ja nüri serv eelistatavalt vähemalt 3 mm.
Kõiki madala temperatuuriga teraseid saab lõigata oksüatsetüleenpõletiga. Lihtsalt 9Ni terase gaasilõikamisel on lõikekiirus veidi väiksem kui tavalise süsinikkonstruktsiooniterase gaaslõikamisel. Kui terase paksus ületab 100 mm, võib lõikeserva enne gaasilõikamist eelsoojendada temperatuurini 150-200°C, kuid mitte üle 200°C.
Gaaslõikamisel ei ole keevitussoojusest mõjutatud aladele kahjulikku mõju. Niklit sisaldava terase isekõvastuvate omaduste tõttu aga lõikepind kõvastub. Keevisühenduse rahuldava toimimise tagamiseks on kõige parem kasutada lihvketast, et lõikepinna pind enne keevitamist puhtaks lihvida.
Kaarsöötmist saab kasutada juhul, kui keevisliist või mitteväärismetall tuleb keevitamise käigus eemaldada. Kuid sälgu pind tuleks enne uuesti pealekandmist siiski puhtaks lihvida.
Terase ülekuumenemise ohu tõttu ei tohiks kasutada oksüatsetüleeni leegilõikamist.
2) Keevitusmeetodi valik
Madala temperatuuriga terase jaoks saadaolevad tüüpilised keevitusmeetodid hõlmavad kaarkeevitust, sukelkaarkeevitust ja sulaelektroodiga argoonkaarkeevitust.
Kaarkeevitus on madala temperatuuriga terase kõige sagedamini kasutatav keevitusmeetod ja seda saab keevitada erinevates keevitusasendites. Keevitussoojussisend on umbes 18-30KJ/cm. Kui kasutatakse madala vesinikusisaldusega elektroodi, on võimalik saada täiesti rahuldav keevisühendus. Head ei ole mitte ainult mehaanilised omadused, vaid ka sälkude tugevus on üsna hea. Lisaks on kaarkeevitusmasin lihtne ja odav ning seadmetesse investeerimine väike ning seda ei mõjuta asend ja suund. eeliseid, nagu piirangud.
Madala temperatuuriga terase sukelkaarkeevituse soojussisend on umbes 10-22KJ/cm. Lihtsa varustuse, kõrge keevitamise efektiivsuse ja mugava töö tõttu kasutatakse seda laialdaselt. Kuid voo soojusisolatsiooniefekti tõttu aeglustub jahutuskiirus, mistõttu on suurem kalduvus kuumade pragude tekkeks. Lisaks võivad lisandid ja Si sageli räbusti kaudu keevismetalli sattuda, mis soodustab seda tendentsi veelgi. Seetõttu pöörake sukelkaarkeevituse kasutamisel tähelepanu keevitustraadi ja räbusti valikule ning töötage ettevaatlikult.
CO2-gaasiga varjestatud keevitusega keevitatud liitekohtadel on madal sitkus, mistõttu neid ei kasutata madala temperatuuriga teraskeevitusel.
Volfram-argoonkaarkeevitus (TIG-keevitus) tehakse tavaliselt käsitsi ja selle keevitussoojussisend on piiratud 9-15KJ/cm. Seega, kuigi keevisliidetel on täiesti rahuldavad omadused, on need täiesti sobimatud, kui terase paksus ületab 12 mm.
MIG-keevitus on madalatemperatuurilise terase keevitamisel kõige laialdasemalt kasutatav automaatne või poolautomaatne keevitusmeetod. Selle keevitussoojussisend on 23-40KJ/cm. Piiskade ülekandemeetodi järgi võib selle jagada kolme tüüpi: lühise ülekandeprotsess (väiksem soojussisend), joa ülekandeprotsess (suurem soojussisend) ja impulssjoa ülekandeprotsess (suurim soojussisend). Lühise ülemineku MIG-keevitusel on ebapiisava läbitungimise probleem ja võib tekkida halva sulamise defekt. Sarnased probleemid esinevad ka teiste MIG-voogude puhul, kuid erineval määral. Selleks, et muuta kaar kontsentreeritumaks, et saavutada rahuldav läbitungimine, võib mitu protsenti kuni kümneid protsenti CO2 või O2 imbuda kaitsegaasina puhtasse argooni. Sobivad protsendid määratakse kindlaks keevitatud terase katsetamise teel.
3) Keevitusmaterjalide valik
Keevitusmaterjalid (sh keevitusvarras, keevitustraat ja räbusti jne) peaksid üldjuhul põhinema kasutataval keevitusmeetodil. Vuugivorm ja soone kuju ning muud vajalikud omadused valida. Madala temperatuuriga terase puhul on kõige olulisem pöörata tähelepanu sellele, et keevismetalli vastupidavus madalal temperatuuril oleks piisav, et see sobiks mitteväärismetalliga, ja minimeerida selles difundeeruva vesiniku sisaldust.
Xinfa keevitusel on suurepärane kvaliteet ja tugev vastupidavus, üksikasju vaadake:https://www.xinfatools.com/welding-cutting/
(1) Alumiiniumist deoksüdeeritud teras
Alumiiniumist deoksüdeeritud teras on terase klass, mis on pärast keevitamist väga tundlik jahutuskiiruse mõju suhtes. Enamik desoksüdeeritud alumiiniumist terase käsitsi kaarkeevitamisel kasutatavatest elektroodidest on Si-Mn madala vesinikusisaldusega elektroodid või 1,5% Ni ja 2,0% Ni elektroodid.
Keevitussoojussisendi vähendamiseks kasutab alumiiniumist deoksüdeeritud teras tavaliselt ainult mitmekihilist keevitamist õhukeste elektroodidega ≤¢3–3,2 mm, nii et terade viimistlemiseks saab kasutada keevisõmbluse ülemise kihi sekundaarset kuumustsüklit.
Si-Mn seeria elektroodiga keevitatud keevismetalli löögikindlus väheneb järsult 50 ℃ juures soojuse sisendi suurenemisega. Näiteks kui soojuse sisend suureneb 18KJ/cm-lt 30KJ/cm-le, siis tugevus väheneb rohkem kui 60%. 1,5% Ni seeria ja 2,5% Ni seeria keevituselektroodid ei ole selle suhtes liiga tundlikud, seega on kõige parem valida keevitamiseks selline elektrood.
Sukelkaarkeevitus on desoksüdeeritud alumiiniumist terase jaoks tavaliselt kasutatav automaatne keevitusmeetod. Sukelkaarkeevitusel kasutatav keevitustraat on eelistatavalt selline, mis sisaldab 1,5-3,5% niklit ja 0,5-1,0% molübdeeni.
Kirjanduse andmetel võib 2,5%Ni–0,8%Cr–0,5%Mo või 2%Ni sobiva vooluga sobitatud keevistraadiga keevismetalli keskmine Charpy sitkusväärtus -55 °C juures ulatuda 56–70 J (5,7). ~7,1 kgf.m). Isegi kui kasutatakse 0,5% Mo-keevitustraati ja mangaanisulami põhivoogu, saab ikkagi toota keevismetalli, mille väärtus on ν∑-55=55J (5,6Kgf.m).
Räbusti valikul tuleb tähelepanu pöörata Si ja Mn vastavusele keevismetallis. Testi tõend. Erinevad Si ja Mn sisaldused keevismetallis muudavad Charpy sitkuse väärtust oluliselt. Parima sitkuse väärtusega Si ja Mn sisaldus on 0,1–0,2% Si ja 0,7–1,1% Mn. Keevitustraadi valimisel ja pidage seda jootmisel meeles.
Alumiiniumist deoksüdeeritud terases kasutatakse volfram-argoonkaare keevitamist ja metalli argoonkaarkeevitust vähem. Ülaltoodud keevitustraate sukelkaare keevitamiseks saab kasutada ka argoonkaarega keevitamiseks.
(2) 2,5Ni teras ja 3,5Ni
2,5Ni terase ja 3,5Ni terase sukelkaarkeevitust või MIG-keevitust saab üldjuhul keevitada sama keevistraadiga kui alusmaterjali. Kuid nagu Wilkinsoni valem (5) näitab, on Mn madala niklisisaldusega madalatemperatuurilise terase kuuma pragunemist takistav element. Mangaanisisalduse hoidmine keevismetallis umbes 1,2% on väga kasulik kuumade pragude, näiteks kaarekraatri pragude vältimiseks. Seda tuleks keevistraadi ja räbusti kombinatsiooni valimisel arvesse võtta.
3,5Ni teras kipub olema karastatud ja murenema, nii et pärast keevitusjärgset kuumtöötlust (näiteks 620°C × 1 tund, seejärel ahju jahutamist) jääkpinge kõrvaldamiseks langeb ν∑-100 järsult 3,8 Kgf.m-lt 2,1Kgf.m ei vasta enam nõuetele. Keevismetallil, mis on moodustatud keevitamisel 4,5% Ni-0,2% Mo seeria keevitustraadiga, on palju väiksem kalduvus nõrgeneda. Selle keevitusjuhtme kasutamine võib ülaltoodud raskusi vältida.
(3) 9Ni teras
9Ni terast kuumtöödeldakse tavaliselt karastamise ja karastamise või kahekordse normaliseerimise ja karastamise teel, et maksimeerida selle vastupidavust madalal temperatuuril. Kuid selle terase keevismetalli ei saa ülalkirjeldatud viisil kuumtöödelda. Seetõttu on rauapõhiste keevitusmaterjalide kasutamisel raske saada madalal temperatuuril mitteväärismetalliga võrreldavat keevismetalli. Praegu kasutatakse peamiselt kõrge niklisisaldusega keevitusmaterjale. Selliste keevitusmaterjalide poolt sadestunud keevisõmblused on täielikult austeniitsed. Kuigi selle miinuseks on 9Ni terasest alusmaterjalist madalam tugevus ja väga kallid hinnad, ei ole habras purunemine tema jaoks enam tõsine probleem.
Eeltoodust saab teada, et kuna keevismetall on täielikult austeniitne, on elektroodide ja traatidega keevitamiseks kasutatava keevismetalli vastupidavus madalal temperatuuril täiesti võrreldav mitteväärismetalli omaga, kuid tõmbetugevus ja voolavuspiir on madalam kui mitteväärismetallist. Niklit sisaldav teras on isekõvastuv, mistõttu enamik elektroode ja juhtmeid pöörab hea keevitatavuse saavutamiseks tähelepanu süsinikusisalduse piiramisele.
Mo on keevitusmaterjalides oluline tugevdav element, Nb, Ta, Ti ja W on aga olulised karastuselemendid, millele on keevitusmaterjalide valikul täit tähelepanu pööratud.
Kui keevitamiseks kasutatakse sama keevitustraati, on sukelkaarkeevituse keevismetalli tugevus ja sitkus halvem kui MIG-keevitusel, mis võib olla põhjustatud keevisõmbluse jahutuskiiruse aeglustumisest ja võimalikust lisandite või Si imbumisest. voolust.
3. A333-GR6 madala temperatuuriga terastoru keevitamine
1) A333-GR6 terase keevitatavuse analüüs
A333-GR6 teras kuulub madala temperatuuriga terase hulka, minimaalne töötemperatuur on -70 ℃ ja seda tarnitakse tavaliselt normaliseeritud või normaliseeritud ja karastatud olekus. A333-GR6 terasel on madal süsinikusisaldus, seega on kõvenemise kalduvus ja külmpragunemise kalduvus suhteliselt väike, materjalil on hea sitkus ja plastilisus, üldiselt ei ole kerge tekitada kõvenemis- ja pragunemisvigu ning sellel on hea keevitatavus. Argoonkaarkeevitustraati ER80S-Ni1 saab kasutada koos W707Ni elektroodiga, kasutage argoon-elektriliitkeevitust või kasutage argoonkaarkeevitustraati ER80S-Ni1 ja kasutage keevisliidete hea sitkuse tagamiseks täisargoonkaare keevitust. Argoonkaarkeevitustraadi ja -elektroodi kaubamärk võib valida ka sama jõudlusega tooteid, kuid neid saab kasutada ainult omaniku nõusolekul.
2) Keevitusprotsess
Üksikasjalikud keevitusmeetodid leiate keevitusprotsessi juhistest või WPS-ist. Keevitamisel kasutatakse alla 76,2 mm läbimõõduga torude puhul I-tüüpi põkkühendust ja täisargooni kaarkeevitust; torudele, mille läbimõõt on suurem kui 76,2 mm, tehakse V-kujulised sooned ning kasutatakse argoon-elektrilise kombineeritud keevitamise meetodit argoonkaare kruntimise ja mitmekihilise täitmisega või Täieliku argoonkaarega keevitamise meetodit. Spetsiifiline meetod on valida vastav keevitusmeetod vastavalt toru läbimõõdu ja toru seina paksuse erinevusele omaniku poolt kinnitatud WPS-is.
3) Kuumtöötlusprotsess
(1) Eelsoojendus enne keevitamist
Kui ümbritseva õhu temperatuur on madalam kui 5 °C, tuleb keevisõmblust eelkuumutada ja eelsoojendustemperatuur on 100–150 °C; eelsoojendusvahemik on 100 mm mõlemal pool keevisõmblust; seda kuumutatakse oksüatsetüleeni leegiga (neutraalne leek) ja temperatuuri mõõdetakse Pliiats mõõdab temperatuuri 50-100 mm kaugusel keevisõmbluse keskpunktist ja temperatuuri mõõtmise punktid on ühtlaselt jaotatud, et temperatuuri paremini juhtida. .
(2) Keevitusjärgne kuumtöötlus
Madaltemperatuurilise terase sälkude sitkuse parandamiseks on üldiselt kasutatavad materjalid karastatud ja karastatud. Vale keevitusjärgne kuumtöötlemine halvendab sageli selle toimivust madalal temperatuuril, millele tuleks pöörata piisavalt tähelepanu. Seetõttu ei teostata madala temperatuuriga terase keevitusjärgset kuumtöötlemist, välja arvatud suure keevise paksuse või väga raskete piiramistingimuste korral. Näiteks uute LPG torustike keevitamine CSPC-s ei vaja keevitusjärgset kuumtöötlust. Kui mõne projekti puhul on keevitusjärgne kuumtöötlemine tõepoolest nõutav, peavad keevitusjärgse kuumtöötluse kuumutuskiirus, püsitemperatuuri aeg ja jahutuskiirus olema rangelt kooskõlas järgmiste eeskirjadega:
Kui temperatuur tõuseb üle 400 ℃, ei tohi kuumutuskiirus ületada 205 × 25/δ ℃/h ega ületada 330 ℃/h. Konstantse temperatuuri aeg peaks olema 1 tund 25 mm seinapaksuse kohta ja mitte vähem kui 15 minutit. Konstantse temperatuuri perioodil peaks temperatuuride erinevus kõrgeima ja madalaima temperatuuri vahel olema väiksem kui 65 ℃.
Pärast konstantset temperatuuri ei tohiks jahutuskiirus olla suurem kui 65 × 25/δ ℃/h ega tohi olla suurem kui 260 ℃/h. Loomulik jahutamine on lubatud alla 400 ℃. TS-1 tüüpi kuumtöötlusseadmed, mida juhib arvuti.
4) Ettevaatusabinõud
(1) Eelsoojendage rangelt vastavalt eeskirjadele ja kontrollige vahekihi temperatuuri ning vahekihi temperatuuri reguleeritakse vahemikus 100–200 ℃. Iga keevisõmblus keevitatakse korraga ja kui see katkeb, tuleb rakendada aeglaseid jahutusmeetmeid.
(2) Keevisõmbluse pinna kriimustamine kaare poolt on rangelt keelatud. Kaarkraater tuleks täita ja defektid lihvkettaga lihvida, kui kaar on suletud. Mitmekihilise keevitamise kihtide vahelised ühendused peaksid olema astmelised.
(3) Kontrollige rangelt liini energiat, kasutage väikest voolu, madalpinget ja kiiret keevitamist. Iga 3,2 mm läbimõõduga W707Ni elektroodi keevituspikkus peab olema suurem kui 8 cm.
(4) Kasutada tuleb lühikaare ja õõtsumiseta töörežiimi.
(5) Täielik läbitungimisprotsess tuleb vastu võtta ja see peab toimuma rangelt kooskõlas keevitusprotsessi spetsifikatsiooni ja keevitusprotsessi kaardi nõuetega.
(6) Keevisõmbluse tugevdus on 0–2 mm ja keevisõmbluse mõlema külje laius on ≤ 2 mm.
(7) Mittepurustavat katset saab läbi viia vähemalt 24 tundi pärast keevisõmbluse visuaalse kontrolli kvalifitseerimist. Torujuhtme põkk-keevisõmblustele kohaldatakse JB 4730-94.
(8) Standard „Surveanumad: surveanumate mittepurustav katsetamine” II klassi kvalifitseeritud standard.
(9) Keevisõmbluse remont tuleks läbi viia enne keevitusjärgset kuumtöötlust. Kui pärast kuumtöötlemist on vaja remonti, tuleks keevisõmblust pärast parandamist uuesti soojendada.
(10) Kui keevispinna geomeetriline mõõde ületab normi, on lihvimine lubatud ja lihvimisjärgne paksus ei tohi olla väiksem projekteerimisnõudest.
(11) Üldiste keevitusdefektide korral on lubatud maksimaalselt kaks remonti. Kui kaks parandustööd on endiselt ebakvalifitseeritud, tuleb keevisõmblus ära lõigata ja uuesti keevitada vastavalt kogu keevitusprotsessile.
Postitusaeg: 21. juuni 2023
