Nikelio lydinių lankinis suvirinimas su šerdimi-: produktyvumas ir kokybė

Flux{0}}Šerdies lankinis suvirinimas (FCAW) yra didžiausio-produktyvumo pusiau{2}}automatinis nikelio lydinių suvirinimo procesas. Jis gali nusodinti 3–5 kg suvirinimo metalo per valandą – penkis kartus daugiau nei GTAW (TIG) – gaminant suvirinimo siūles, kurios atitinka tuos pačius tempimo, našumo ir Charpy smūgio reikalavimus kaip ir GTAW.

Flux-Cored Arc Welding FCAW of Nickel Alloys

Tačiau nikelio lydinių FCAW yra negailestingas: aplaistytas lanko režimo parinkimas, netinkamos apsauginės dujos arba laisvos temperatūros reguliavimas tarpe sukelia poringumą ir karštus įtrūkimus, kurių GTAW niekada netoleruotų. Šiame vadove pateikiami duomenys, sprendimo kriterijai ir procedūriniai apsauginiai turėklai, leidžiantys produktyviai naudoti FCAW, neprarandant korozijos ir mechaninių savybių, kurioms būdingi nikelio lydiniai.

Kurį FCAW režimą turėtumėte naudoti nikelio lydiniams?

FCAW veikia dviem skirtingais režimais, o pasirinkimas tarp jų yra pats svarbiausias sprendimas atliekant bet kurią nikelio{0}}lydinio FCAW procedūrą:

Režimas	Ekranavimas	Lanko charakteris	Nikelio lydinio tinkamumas
FCAW-S (savarankiškai-ekranuotas)	Jokių išorinių dujų – srautas suyra, kad susidarytų CO, CO₂, N2 ekranas	Gilus įsiskverbimas; agresyvus; neramus	Ribotas naudojimas; tik lauke / vėjuotai; apribota mažiau{0}}kritinėmis programomis
FCAW-D (dvigubas-skydas)	Išorinės apsauginės dujos (paprastai 75–80 % Ar + balansas CO₂) + srauto šerdis	Lygus lankas; kontroliuojamas; mažiau purslų	Pageidaujamas režimas, kai gaminami kritiniai ir pusiau-kritiniai nikelio lydiniai

FCAW-S sukuria savo ekranavimą skaidydamas srauto užpildą, kuris sukuria azoto{1}}prisotintą atmosferą. Nikelio lydiniai puikiai sugeria azotą --, o suvirinimo baseine esantis azotas sudaro trapius nitridus ir poras. FCAW-S nikelio lydinių suvirinimo siūlėse azoto poringumas paprastai yra 200-–500 ppm, o FCAW-D – 30–80 ppm. FCAW-S nepriimtinas bet kokiam naudojimui, kai suvirintoje siūlėje yra korozinių medžiagų, slėgio ar temperatūros kraštutinumų. FCAW-S retkarčiais naudojamas laikinoms lauko suvirinimui arba montavimui lauke, kai dujų balionai yra nepraktiški, tačiau net ir tada priėmimo kriterijai turi būti gerokai sugriežtinti.

FCAW vs GTAW vs GMAW vs SMAW

FCAW-D nusodina 3–5 kartus daugiau suvirinimo metalo per valandą nei GTAW ir 1,5–2 kartus daugiau nei GMAW ant nikelio lydinių.

FCAW produktyvumo pranašumų skaičiai yra pagrįsti fizika. Vielos padavimo greitis, srovės tankis ir darbo ciklas kartu sukuria nusodinimo greitį, kurio joks rankinis ar pusiau automatinis procesas negali prilygti storo -pjūvio nikelio lydinio gamybai.

Procesas	Nusėdimo greitis (kg/val.)	Kelionės greitis (mm/min)	Efektyvumas (%)	Reikalingas įgūdžių lygis
GTAW (TIG)	0.5 -- 1.5	80 -- 180	55 -- 65%	Aukštas – reikia specialaus degiklio manipuliavimo
GMAW-S (trumpas-lankas)	1.5 -- 2.5	200 -- 350	65 -- 75%	Vidutinis, bet nikelio purškimas ribotas
GMAW-P (impulsinis)	2.0 -- 3.5	250 -- 400	70 -- 80%	Vidutinis{0}}Aukštas – reikia derinti parametrus
SMAW (Stick)	0.8 -- 2.0	100 -- 250	50 -- 60%	Vidutinė – sunki šlako sistema
FCAW-S (savarankiškai-ekranuotas)	2.0 -- 4.0	200 -- 400	70 -- 80%	Žemas-Vidutinis – bet kokybės apribojimai
FCAW-D (dvigubas-skydas)	3.0 -- 6.0	300 -- 600	75 -- 85%	Vidutinis – produktyviausias kritinis procesas

Tikrieji gamintojo numeriai: FCAW-D ant 20 mm Inconel 625 plokštės

Vamzdžių gamybos cechas, kuriame lyginamas GTAW ir FCAW{0}}D, skirtas suvirinti 20 mm 80 plano Inconel 625 vamzdį (6- colių NB) su V formos griovelio sandūrine jungtimi, užregistruotas toks laikas vienoje jungtyje:

Jungtis / procesas	„Root Pass“ (GTAW)	Užpildymas ir dangtelis (FCAW{0}}D)	Bendras suvirinimo laikas	Laiko taupymas
Šaknies praėjimas (V-griovelis, 20 mm)	GTAW: 45 min	GTAW (privaloma šaknis)	Šaknis turi būti GTAW	-
Pildymo leidimai (4 leidimai)	GTAW: 120 min	FCAW-D: 35 min	Sutaupoma: 85 min	85 min (71 %)
Kepurės leidimas	GTAW: 25 min	FCAW-D: 10 min	Sutaupoma: 15 min	15 min (60 %)
Iš viso per sąnarį	Iš viso GTAW: 190 min	Hibridas: 90 min	Bendras sutaupymas: 100 min	53% greičiau

Mišrus metodas (GTAW root + FCAW-D fill/cap) tapo standartine parduotuvės procedūra. Jis užfiksuoja puikų GTAW šaknų įsiskverbimą ir nulinį-poringumą šaknies praėjimą, tada perjungia į FCAW-D užpildo ir dangtelio pralaidumui. Šis metodas dabar yra standartinis daugelyje pagrindinių nikelio lydinių gamybos parduotuvių visame pasaulyje.

FCAW{0}}D pristato keturias išmatuojamas kokybės rizikas, palyginti su GTAW – visas jas galima valdyti taikant tinkamą procedūrą.

Rizika	FCAW-D Tipinis lygis	GTAW tipinis lygis	Sunkumas	Valdomas?
Akytumas (N₂ dėl dujų įsiskverbimo)	50–200 ppm dujų孔 (oro įtraukimas)	<30 ppm	Aukštas – sumažina nuovargio tarnavimo laiką ir sumažina slėgį	Taip (dujų grynumas, srautas, purkštukų atstumas)
Silikatinės salos / Šlako inkliuzai	Retkarčiais tarp praėjimų susidaro plonos silicio dioksido plėvelės	Nulis šlako	Vidutinis – aptinkamas UT/RT	Taip (vielinis šepetys tarp ėjimų)
HAZ grūdų augimas (keli{0}}praėjimai)	Tas pats kaip GTAW (tas pats šilumos įvesties diapazonas)	Tas pats	Žemas -- 625 nėra linkęs į jautrumą-	Dalinai (tarpinės temperatūros valdymas)
Sukibimas purslomis (dujų pašalinimas)	0,5–3 % suvirinimo masės kaip purslai	Beveik nulis	Mažai – purslai ant apdoroto paviršiaus turi įtakos korozijai	Taip (parametrų derinimas, laido tipas)

FCAW-D suvirinimo metalas Inconel 625 nuosekliai atitinka tuos pačius tempimo, našumo ir Charpy reikalavimus kaip ir GTAW – kai procedūra yra tinkamai nurodyta.

Susirūpinimas, kad FCAW gamina prastesnės kokybės-suvirinimo siūles nei GTAW, iš dalies priklauso nuo mito, o iš dalies priklauso nuo procedūros{1}}. Šiuolaikinės FCAW-D procedūros, skirtos nikelio lydiniams, tinkamai atliktos, suvirina metalą, kurio mechaninės savybės yra identiškos arba geresnės kaip lygiavertės GTAW procedūros. Pagrindiniai kintamieji yra: užpildo metalo klasifikacija, apsauginių dujų sudėtis ir šilumos tiekimo valdymas.

Turtas	ASTM B443 netaurieji metalai (atkaitinti)	ERNiCrMo-3 FCAW-D (įprasta)	ERNiCrMo-3 GTAW (įprastas)	Atitinka Spec?
Tempimo stiprumas	827 MPa min	860--1034 MPa	860--1000 MPa	Taip
Išeiga (0,2 %)	414 MPa min	450--620 MPa	450--580 MPa	Taip
Pailgėjimas	30% min	35--55%	35--50%	Taip
Charpy V{0}}įpjova ties -196 laipsniais	Nenurodyta	80--130 J	90--140 J	Viršija
Kietumas (HV)	170--220 HV	180--230 HV	180--220 HV	Taip
Korozijos greitis (ASTM G48 C metodas, 5 % NaCl, 22 val.)	<0.5 mm/yr	<0.05 mm/yr (weld zone)	<0.05 mm/yr	Taip

Pastaba: anksčiau pateikti korozijos greičio skaičiai yra iš 90 -dienų ASTM G48 metodo C panardinimo bandymo. Tiek FCAW-D, tiek GTAW suvirinimas parodė lygiavertį atsparumą korozijai, nes ERNiCrMo-3 užpildo metalas pranoksta netauriųjų metalų kiekį Mo ir Cr, kompensuodamas bet kokius nedidelius mikrostruktūrinius skirtumus tarp dviejų procesų. Šaltinis: Lincoln Electric nikelio lydinio suvirinimo procedūros duomenys, 2023 m.

75--80% argono + 20--25% CO₂ yra optimalus nikelio lydinio FCAW-D balansas – subalansuojamas lanko stabilumas, skverbtis ir mažas poringumas. Tiesūs CO₂ arba didelio CO₂ mišiniai sukelia poringumą; grynas argonas sumažina purslų kiekį, bet blogina drėkinimą.

Shielding Gas The Decisive Variable in FCAW-D Quality

Dujų mišinys	Lanko stabilumas	Skverbtis	Poringumo lygis	Rekomenduojamas naudojimas
100 % CO₂	Vargšas	Puikus (gilus)	Aukštas (CO孔 + N孔)	Nerekomenduojama nikelio lydiniams
80 % Ar / 20 % CO₂	Gerai	Gerai	Žemas – Vidutinis	Bendrosios paskirties-; geriausia kaina / našumas
75 % Ar / 25 % CO₂	Labai geras	Labai geras	Žemas	Pageidautina kritinėms paslaugoms
70% Ar / 30% He / 0--2% CO₂	Puikiai	Gerai	Labai žemas	Geriausia kokybė; priemokos kaina
100% argonas	Sąžininga	Vidutinis (negilus)	Labai žemas	Ribotas – storose dalyse gali trūkti susiliejimo
N₂ added (>5%)	N/A	N/A	AUKŠTAS – azoto poringumas	Niekada nepilkite azoto į nikelio FCAW ekranavimą

Kodėl azoto pridėjimas į nikelio lydinio FCAW ekranavimą yra katastrofiškas

Nuolatinis klaidingas įsitikinimas, kad nikelio lydiniuose yra junginių, kuriuose nėra azoto{0}}, todėl į apsaugines dujas dėti N₂ yra nekenksminga. Tai klaidinga. Lanko atmosferoje esantis azotas absorbuojamas tiesiai į išlydyto nikelio telkinį, kur susidaro trapios nikelio nitrido (Ni₃N) nuosėdos ir azoto poringumas. Vienu dokumentuotu atveju gamintojas į Ar/CO₂ mišinį pridėjo 8 % N2, kad „gerintų lanko stabilumą“, ir pagamino suvirintą metalą, kurio azoto poringumo lygis buvo 1200–2500 ppm – visiškai atmetamas. Nikelio lydinio FCAW arba GTAW ekranuose niekada negalima dėti azoto.

Srauto greitis, purkštukų atstumas ir vėjas: praktiniai valdikliai

Srauto greitis: 25--40 L/min (1--1,5 cfm) 12--20 mm antgaliui; padidinti skersvėjų aplinkoje

Atstumas nuo purkštuko-iki

Vėjo greitis didesnis nei 5 mph (8 km/h): naudokite apsauginį dujų užpakalinį skydą arba persikelkite į apsaugotą vietą; virš 8 mylių per valandą, GTAW arba FCAW-S tik labai atsargiai

Kiekvieną dieną prieš naudodami pirmą kartą išvalykite žarną ir reguliatorių – dėl drėgmės užteršimo suvirinimo siūlėje susidaro vandenilio poringumas

Laikykite šilumos įvestį nuo 0,8 iki 2,5 kJ/mm, o perėjimo temperatūrą žemesnę nei 150 laipsnių (300 laipsnių F) – tokias pačias ribas kaip ir GTAW. Didesnis FCAW nusodinimo greitis neleidžia naudoti didesnio šilumos kiekio.

Heat Input Interpass Temperature Control

Parametras	„Inconel 625“ / „Incoloy 800“.	„Inconel 718“ (PH klasė)	Hastelloy C-276	Loginis pagrindas
Šilumos įvesties diapazonas	0.8 -- 2.5 kJ/mm	0.6 -- 2.0 kJ/mm	0.8 -- 2.2 kJ/mm	Apriboja HAZ grūdų augimą ir iškraipymą
Maksimali perėjimo temperatūra	150 laipsnių (300 laipsnių F)	150 laipsnių (300 laipsnių F)	150 laipsnių (300 laipsnių F)	Neleidžia kauptis grūdėtiesiems{0}}daugialypėse siūlėse
Pageidaujamas karoliuko plotis: aukštis	2.5:1 -- 3.5:1	3:1 mažiausiai	2.5:1 -- 3:1	Platūs karoliukai sumažina praėjimą, tačiau gali trūkti susiliejimo
Praėjimų skaičius	Pageidautina keli ploni perdavimai	Reikalingi keli leidimai	Keli perdavimai	Ploni praėjimai=mažesnis bendras šilumos suvartojimas per praėjimą
Stringer vs weave	Pirmenybė teikiama Stringeriui	Pirmenybė teikiama Stringeriui	Pirmenybė teikiama Stringeriui	Pynimas sukelia šilumos kaupimąsi ir galimą skystėjimą

FCAW šilumos įvesties formulė (su veikiančiu pavyzdžiu)

Šilumos įvestis (kJ/mm)=(įtampa × srovė × 60) ÷ (važiavimo greitis mm/min × 1 000)

Parametras	Simbolis	Tipinė vertė (FCAW-D, 1,2 mm laidas)	Vienetas
Įtampa	V	24 -- 32	voltai (V)
Vielos padavimo greitis	WFS	6 -- 12	m/min
Dabartinis (apytiksliai)	I	160 -- 280	Amperai (A)
Kelionės greitis	TS	300 -- 600	mm/min
Pavyzdys: 26 V × 220 A × 60 ÷ (400 mm/min × 1000)	Sveiki	0.86	kJ/mm

AWS A5.34 (specifinis FCAW-) ir AWS A5.14 (suderinamas su GTAW/GMAW-) apibrėžia pagrindinius nikelio lydinio FCAW užpildus. Visada naudokite FCAW{5}}įvertintus užpildus (Tig- ir Arc-sertifikuotus), kad užtikrintumėte maksimalų suderinamumą.

Užpildas (AWS A5.34)	Ekvivalentas A5.14	Padengti lydiniais	Geriausias	Apsauginės dujos
ERNiCrMo-3	ERNiCrMo-3	Inconel 625, 601, dauguma Ni-Cr-Mo lydinių	Bendrosios paskirties-; labiausiai paplitęs FCAW nikelio užpildas	75–80 % Ar / balansas CO₂
ERNiCrMo-4	ERNiCrMo-4	Hastelloy C-276, C-22	Labai redukuojanti mediaga; HCl, H₂SO₄ paslauga	75–80 % Ar / balansas CO₂
ERNiCrMo-10	ERNiCrMo-10	Hastelloy C-2000, C-22	Oksidacinė aplinka; HNO₃, mišrios rūgštys	75–80 % Ar / balansas CO₂
ERNiCrMo-14	ERNiCrMo-14	625, 718; jūros vandens paslauga	Pagerintas lankstumas; jūrinės programos	75–80 % Ar / balansas CO₂
ERNiCr-3	ERNiCr-3	Inconel 600, 601	Aukštos{0}}temperatūros oksidacija; deranti kompozicija	75–80 % Ar / balansas CO₂
ERNiFeCr-2	ERNiFeCr-2	Incoloy 800, 800H, 825	Atitinkama sudėtis Fe{0}}Ni-Cr lydiniams	75–80 % Ar / balansas CO₂
ERNiCrCoMo-1	ERNiCrCoMo-1	Inconel 617	Itin aukštos{0}}temperatūros (1100 laipsnių +) aviacijos ir kosmoso programos	80 % Ar / 20 % CO₂

FCAW laidų laikymas ir tvarkymas: paslėptas kokybės kintamasis

Laikykite FCAW laidą originalioje sandarioje pakuotėje; drėgmės sugėrimas sukelia vandenilio poringumą (išbandyta pagal AWS A5.34 priedą)

Nenaudokite vielos, kurios išoriniame paviršiuje matosi rūdžių, įdubimų ar spalvos pakitimų – srauto drėgmė pablogina suvirinimo kokybę.

Ritės keitimas: prieš paleisdami iš naujo išvalykite vielos kreiptuvą ir kontaktinį antgalį; ankstesnės ritės nupjauto galo srautas gali būti užterštas

Esant svarbioms paslaugoms (NACE, ASME VIII skyrius, branduolinė): nurodykite srauto{0}}laidą su šerdimi pagal AWS A5.34 su atitikties sertifikatu ir chemijos ataskaita pagal šilumos / partijos numerį.

Defektas	Pirminė Priežastis	Aptikimas	Prevencija / gydymas
1. Poringumas (apvalios dujos孔)	Oro patekimas dėl netinkamos dujų dangos; sraute arba ant netauriųjų metalų esanti drėgmė	RT / UT / vizualinis (paviršius) ant apdirbtų paviršių	Padidinti dujų srautą; patikrinkite, ar nėra nuotėkio; kepti vielą pagal specifikaciją; lauke naudokite skydą nuo vėjo
2. Linijinis-susiliejimo trūkumas-	Nepakankamas šilumos tiekimas; per{0}}greita kelionė; neteisingas elektrodo kampas; sandari jungties geometrija	RT / UT; destruktyvus maketo{0}}bandymas	Padidinti srovę 5--10%; lėta kelionė; teisingas elektrodo kampas iki 70–80 laipsnių; užtikrinti tarpą tarp šaknų 1,5--2,0 mm
3. Karštas krekingas (kietinimas)	Didelis santūrumas; netinkamas užpildas; per didelis šilumos įvedimas; siera/fosforas netauriajame metale	MT / PT / makro-etch; įtrūkimų{1}}patarimų analizė	Naudokite Nb-stabilizuotą užpildą (ERNiCrMo-3); sumažinti šilumos tiekimą; storoms sekcijoms pašildyti iki 50–100 laipsnių; užtikrinti švarų netauriųjų metalų
4. Silikatinės salos (šlakų inkliuzai)	Plonos silicio dioksido plėvelės dėl srauto irimo nepašalinamos tarp važiavimų	UT / RT; VT ant apdirbtų paviršių	Vielinis-šepetys kiekvieną kartą su tam skirtu nerūdijančio plieno šepečiu; naudokite styginius karoliukus, o ne pinkite; tarp važiavimų apžiūrėkite vizualiai
5. Sumažintas	Per didelė srovė; neteisingas elektrodo kampas; važiavimo greitis per didelis parametrams	Vizualinis; MT; UT jei under{0}}cut viršija kodo apribojimus	Sumažinti srovę 5--10%; naudoti galinio deglo techniką; sureguliuokite kampą, kad galėtumėte stumti arba šiek tiek vilkti; pridėkite papildomą dangtelio leidimą, jei reikia

FCAW Procedure Notes by Nickel Alloy Family

Inconel 625: pats atlaidiausias nikelio lydinys FCAW

„Inconel 625“ yra lengviausias FCAW sėkmingai naudojamas nikelio lydinys, nes jame didelis Nb+Mo kiekis užtikrina savaiminį-stabilizavimą nuo karšto įtrūkimo ir įjautrinimo. Tai rekomenduojamas lydinys parduotuvėse, kurios pereina nuo nerūdijančio plieno prie nikelio lydinio gamybos.

ERNiCrMo-3 užpildas yra universalus pasirinkimas – pranoksta netauriųjų metalų stiprumą ir atsparumą korozijai

Nereikia išankstinio pašildymo ar PWHT; tarpsnis temperatūra 150 laipsnių maks

Visiškai{0}}siskverbiamoms sandūrinėms siūlėms vis dar rekomenduojamas GTAW šakninis pralaidumas; FCAW-D užpildymui / dangteliui

625/ERNiCrMo-3 derinys yra patvirtintas pagal NACE MR0175 / ISO 15156, skirtas naudoti suvirintoje būsenoje.

Inconel 718: būkite atsargesni

„Inconel 718“ yra sukietintas nuo kritulių{1}}, o tai reiškia, kad HAZ, esantis šalia FCAW suvirinimo siūlių, iš dalies ištirpsta gama-pirminio stiprinimo fazė. Tai sumažina kietumą ir stiprumą siauroje zonoje 2–5 mm atstumu nuo suvirinimo linijos.

Kad pasiektumėte maksimalų stiprumą, nurodykite po-suvirinimo terminį apdorojimą (PWHT) – tirpalo atkaitinimą 980 laipsnių kampu + dvigubą senėjimą pagal AMS 5666

Kaip{0}}suvirinimo paslauga: naudokite ERNiCrMo-3 užpildą; stiprumas bus pakankamas nekritinėms konstrukcijoms

Venkite FCAW{0}}S ant Inconel 718 -- azoto absorbcijos dar labiau destabilizuoja gama-pagrindinę fazę

Aviacijos erdvėje: FCAW dažnai draudžiamas kritinėje struktūroje; patikrinkite AMS 5666 ir konkrečias variklio OEM specifikacijas

Hastelloy C-276: Stebėkite molibdeną

Didelis Hastelloy C-276 molibdeno kiekis (15–16,5 %) daro jį labai jautrų molibdeno segregacijai suvirinimo baseine, o tai gali sukelti kietėjimo įtrūkimus, jei šilumos tiekimas nekontroliuojamas.

Naudokite ERNiCrMo-4 užpildą su griežta šilumos įvesties kontrole: maksimalus 0,8–1,8 kJ/mm

Išlaikyti 120 laipsnių arba žemesnį tarpinį praėjimą (palyginti su Inconel 625{1}} laipsniu) -– reikia griežtesnio valdymo lydiniams, kuriuose yra daug Mo

Visiškai venkite FCAW-S – srauto irimo atmosfera yra ypač agresyvi C-276 suvirinimo metalo chemijai

ERerniCrMo-4 užpildas neįtrauktas į AWS A5.34 --, naudokite AWS A5.14 suderinamą šerdelės vielos žymėjimą pagal AWS A5.34M

Incoloy 825: Ferronickel iššūkis

Dėl „Incoloy 825“ geležies kiekio (mažiausiai 22 %) ir titano stabilizavimo jis yra gana sudėtingas FCAW – sunkesnis nei „Inconel 625“, lengviau nei „Hastelloy C-276“.

ERNiFeCr-2 (Incoloy) užpildas suteikia atitinkamą sudėtį ir yra tinkamas naudoti aukštoje temperatūroje

ERNiCrMo-3 taip pat gali būti naudojamas ir užtikrina didesnį Cr+Mo nuosėdą – naudinga korozijai svarbiose srityse

Laikyti šilumos įvadą 0,8--2,0 kJ/mm; maksimalus tarpas 150 laipsnių

Didesnis 825 suvirinimo metalo geležies kiekis gali turėti šiek tiek mažesnį valkšnumo stiprumą nei netauriųjų metalų esant aukštesnei nei 550 laipsnių temperatūrai -- nurodykite tinkamą užpildą aukštoje temperatūroje

FCAW-D sumažina bendras suvirinimo išlaidas 35–55 % stambių nikelio lydinių gaminių, nes didesnis nusodinimo greitis, sutrumpėja darbo laikas ir mažesnės sąnaudos vienam kilogramui nusodinto suvirinto metalo – su sąlyga, kad kokybės rizika valdoma kontroliuojant procedūras.

Kaštų faktorius	GTAW (100 % TIG)	FCAW-D (hibridinė šaknis)	FCAW-D (visas procesas)	Pastabos
Nusėdimo greitis	0,5-1,5 kg/val	3,0–5,0 kg/val	3,0–6,0 kg/val	FCAW 4–5 kartus greitesnis užpildymas / dangtelis
Darbo kaina už deponuotą kilogramą	28–42 USD/kg	9-14 USD/kg	6-10 USD/kg	Remiantis 65 USD per valandą visiškai įkeltos kainos
Užpildo vielos kaina	45–75 USD/kg (ERNiCrMo-3)	45–75 USD/kg	45–75 USD/kg	Laido kainos ekvivalentas FCAW ir GTAW
Apsauginių dujų kaina	8–15 USD/kg deponuotas	3–6 USD/kg deponuotas	3–6 USD/kg deponuotas	CO₂ daug pigiau nei Ar FCAW
Bendra kaina už deponuotą kilogramą	81–132 USD/kg	57–95 USD/kg	54–87 USD/kg	Taupymas: 33–53 %, palyginti su GTAW
Numatomas 10 tonų projekto laikas	4000--6000 suvirintojo darbo valandų	2000--3000 suvirintojo darbo valandų	1500--2500 suvirintojo darbo valandų	Sutaupoma 50-70% darbo jėgos
Bendra projekto suvirinimo kaina	$810K--$1.32M	$570K--$950K	$540K--$870K	270 tūkst

Prielaidos: 65 USD/val -visiškai pakrauto suvirintojo kaina; ERNiCrMo-3 laidai po 60 USD/kg; argonas 0,30 USD/l, CO₂ 0,05 USD/l; GTAW efektyvumas 60 %, FCAW-D efektyvumas 80 %; 10 tonų depozito svoris (tipiškas vidutinio dydžio slėginiam indui). Dominuoja darbo jėgos taupymas; laidų ir dujų sąnaudos yra nedidelės.

Case Studies in Chemical Processing Power Generation

1 atvejis: Hastelloy C-276 išmetamųjų dujų desulfuravimo (FGD) kanalas – anglies elektrinė

420 MW anglimi-kūrenamoje jėgainėje buvo modifikuotas šlapio kalkakmenio FGD kanalas (24 mm Hastelloy C-276 plokštė, maždaug 3,5 tonos suvirinimo nuosėdų), naudojant hibridinį FCAW-D metodą. Pradinė specifikacija buvo 100 % GTAW --, tačiau gamintojas pasiūlė FCAW-D užpildymo / viršutinės dalies leidimams su GTAW šaknimi. Nepriklausomas RT ir UT patikrinimas parodė: nulinių atmetamų defektų, vidutinis poringumas 3 孔 100 mm suvirinimo (palyginti su priimtinumo riba 8 孔 per 100 mm ASME VIII skyriuje). Charpy V formos įpjovos bandymas esant -29 laipsniui parodė 85–110 J vidurkį (reikalavimas: mažiausiai 27 J). Gamintojas užbaigė projektą per 14 savaičių, palyginti su 22 savaičių TIG sąmata – 36 % grafiko sutaupymas – iš viso sutaupė 340 000 USD pagal 2,1 mln. USD gamybos sutartį. Ortakiai veikė 8 metus ir C-276 skyriuje nebuvo jokių suvirinimo siūlių gedimų.

2 atvejis: Inconel 625 jūros vandens vamzdynas – SGD nešiklis šilumokaitis

SGD vežėjų laivų statykla pagamino jūros vandens aušintuvo apvalkalą{0}}ir vamzdžių šilumokaitį, naudodama besiūlį vamzdį Inconel 625 (Sch 40, 8- colių NB; 18 tonų suvirinimo siūlės). Laivų statykla naudojo FCAW{13}}D visoms užpildymo ir dangtelio pralaidoms su ERNiCrMo-3 laidu ir 75Ar/25CO₂ ekranavimu. Į kokybės kontrolę įtraukta: 100 % RT (pagal IGC kodą / DNV-GL taisykles), visų purkštukų ir šakų suvirinimo siūlių PT ir visų procedūrų kvalifikacijos bandymo (PQR) mėginių tempimo bandymas. Rezultatai: 99,2% pirmojo praėjimo priėmimo procentas (atmetant defektus RT metu nerasta); Mechaniniai bandymai parodė vidutinį atsparumą tempimui 965 MPa (netauriųjų metalų specifikacija: 827 MPa min.), vidutinį CVN -196 laipsnį 105 J. Laivų statykla mažą defektų lygį priskyrė griežtai tarptakų temperatūros kontrolei (maks. 120 laipsnių, stebima kontaktiniu pirometru tarp kiekvieno praėjimo) ir specialią FCAW įrangą, kuri niekada nebuvo naudojama bekryžminio plieno apdorojimui. šaltinis.

3 atvejis: Incoloy 825 rūgšties neutralizavimo indas – fosforo rūgšties gamykla

Fosforo rūgšties neutralizavimo indas (Incoloy 825, 22 mm sienelė, 6 m³ vidinis tūris) buvo pagamintas naudojant FCAW-D su ERNiFeCr-2 užpildu. Tai buvo pirmasis gamintojo Incoloy FCAW projektas po sėkmingo Inconel 625 darbo. Pagrindinis susirūpinimas dėl kokybės buvo HAZ jautrinimas: 825 sudėtyje yra titano (0,6–1,2%), kuris aukštesnėje nei 540 laipsnių temperatūroje gali sudaryti TiC ir ardyti chromą prie grūdelių ribų. Gamintojas tai išsprendė: (a) apribodamas tarpinį praėjimą iki 120 laipsnių (griežčiau nei standartinis 150 laipsnių), (b) naudodamas tik sruogelius (be pynimo) ir (c) nurodęs terminį apdorojimą po suvirinimo 940 laipsnių 2 valandas per 25 mm (žemiau 540–760 laipsnių jautrinimo diapazono). Į galutinę patikrą įtraukta ASTM A262 praktika C (Huey testas): korozijos greitis 0,18 mm per metus (riba:<0.5 mm/yr). The vessel has operated in 30% H₃PO₄ + 3% HCl at 90 °C for 6 years with no evidence of intergranular attack.

WPS elementas	Reikalinga informacija	Dažna klaida, kurios reikia vengti
Netauriojo metalo specifikacija	UNS numeris (pvz., N06625) + ASTM standartas + būklė (atkaitinta / tirpalas -atkaitintas)	Nurodymas tik pagal prekės pavadinimą – gali būti klaidingas cheminis variantas
Užpildo metalo klasifikacija	AWS A5.34 žymėjimas + ERNiCrMo-3 arba lygiavertis; šilumos / partijos numeris sertifikate	Naudojant GTAW{0}}tik įvertintą užpildą, nepatvirtinus FCAW suderinamumo
Kvalifikuotas storio diapazonas	Užrašykite tikslų išbandytą storį; WPS galioja nuo 1,5 x 0,5 x išbandyto storio pagal ASME IX	Darant prielaidą, kad stora -plokštė WPS dengia plonas{1}}sienos vamzdelį; negalioja be testavimo
Apsauginių dujų mišinys + srautas	Tikslus % Ar / CO₂ / He; srauto greitis L/min; nurodykite dujų tiekėją ir grynumą (4,5 min. klasė)	„Apsauginių dujų“ rašymas be specifikacijos – nikelio lydiniams svarbus CO₂ grynumas
Vielos padavimo greitis + įtampa + srovė	Tikslus WFS m/min; įtampos diapazonas; poliškumas (DCEP FCAW-D)	Nerūdijančio plieno FCAW parametrų kopijavimas; nikeliui reikalingas 5–10 % mažesnis WFS nei lygiavertis SS
Šilumos įvesties diapazonas (apskaičiuotas)	Apskaičiuokite naudojamų parametrų HI kJ/mm; būsenos maks. perėjimo temp	Neatsižvelgiant į šilumos suvartojimo skaičiavimą, procedūra tampa nepatikima
Išankstinio pašildymo / perėjimo temperatūra	State max interpass; atkreipkite dėmesį, ar naudojamas išankstinis pašildymas (retai nikelio atveju) ir kodėl	Nikelio nerūdijančio plieno išankstinio pašildymo (pvz., 100–150 laipsnių) nurodymas – nereikalingas ir potencialiai kenksmingas
Proceso režimas	Aiškiai nurodykite FCAW{0}}D (dvigubas-skydas); niekada nenaudokite FCAW-S svarbioms paslaugoms be kvalifikacijos	Darant prielaidą, kad FCAW-S ir FCAW-D WPS yra keičiami
Po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas	Jei reikalingas PWHT: nurodykite temperatūrą, laiką, aušinimo greitį; jei nereikalaujama: nurodykite pagrindimą	Rašymas „nereikia PWHT“ nenurodant metalurginės priežasties – apžvalgininkai gali tai atmesti
Priėmimo kriterijai	RT/UT/MT/PT pagal kurį kodą; defektų dydžio/ilgio ribos; tempimo ir CVN reikalavimai	Nerūdijančio plieno priėmimo kriterijų (pvz., API 660) naudojimas nikelio lydinio aptarnavimui – neteisingas kodas

Kl.: Ar FCAW gali gaminti suvirinimo siūles, kurios atitinka NACE MR0175 (rūgščiųjų paslaugų) priėmimo kriterijus?

Taip -- FCAW-D suvirinimo siūlės, kuriose naudojamas ERNiCrMo-3 užpildas, yra visiškai įtrauktos į NACE MR0175 / ISO 15156-3, kaip tinkamos H₂S turinčiai aplinkai suvirintoje būsenoje, su sąlyga, kad procedūros kvalifikacinis testas ir metalo kietumas atitinka visus mechaninius reikalavimus (PQR) 40 už rūgščią paslaugą). Svarbiausia yra naudoti tinkamą užpildo metalo klasifikaciją ir užtikrinti, kad suvirinimo metalo chemija atitiktų atitikties sertifikate nurodytą A5.34/A5.14 žymėjimą. Hastelloy C-276 FCAW suvirinimo siūlės, kuriose naudojamas ERNiCrMo-4, taip pat yra patvirtintos NACE.

Kl .: Kodėl GTAW šakninis leidimas vis dar rekomenduojamas naudojant FCAW užpildymo ir dangtelio leidimams?

GTAW šakninis leidimas užtikrina puikų įsiskverbimą (gilesnį susiliejimą į netauriųjų metalų), nulinį-defektų pradžios tašką ir galimybę pamatyti ir ištaisyti bet kokį -susiliejimo-trūkumą šaknyje. FCAW turi didesnį lankinį kūgį ir audringesnį lašelių perdavimą, dėl kurio gali trūkti-susiliejimo-sunkios šaknų geometrijos, jei parametrai nėra tiksliai nustatyti. Pradedant nuo patikimo GTAW šaknies praėjimo garantuojama, kad šaknis yra sandari- ir visiškai prasiskverbta - – didžiausios rizikos zona bet kuriame sandūriniame suvirinimo siūle – tada FCAW efektyviai užpildo jungtį. Šis hibridinis metodas yra pramonės standartas vamzdžių ir indų gamybai Inconel 625, C-276 ir Incoloy 825.

Kl.: Kaip išvengti silikatinių salelių defektų tarp FCAW perėjimų ant nikelio lydinių?

Silikato salelės susidaro, nes FCAW vielos srautas suyra ir susidaro silicio dioksido (SiO₂) plėvelės ant suvirinimo baseino paviršiaus. Jei šios plėvelės nepašalinamos prieš kitą praėjimą, jos įstringa kaip šlako intarpai. Prevencija yra nesudėtinga, bet reikalauja daug darbo: naudokite tam skirtą nerūdijančio plieno vielinį šepetėlį, kad nušveistumėte kiekvieną ėjimą prieš kitą. Naudokite atskirą šepetį tik nikelio lydiniams -- niekada nenaudokite to paties šepečio anglinio plieno ar nerūdijančio plieno valymui. Prieš kiekvieną praėjimą apžiūrėkite suvirinimo paviršių; bet kokia pilkai balta silicio dioksido plėvelė turi būti visiškai pašalinta. Stringer karoliukų technika sumažina silicio dioksido kaupimąsi, palyginti su pynimo technika.

Kl.: ar FCAW{0}}S kada nors priimtinas nikelio lydiniams?

Tik ribotomis, ne{0}}kritinėmis situacijomis. FCAW-S gamina azoto- turtingą apsaugą nuo srauto skilimo, dėl kurio nikelio lydiniuose atsiranda azoto poringumas. Priimtinas pritaikymas yra: statyba lauke, kai dėl vėjo dujų apsauga yra nepraktiška, o kokybės reikalavimai yra ne-kritiniai (pvz., laikinos atramos, lauko modifikacijos su mažesniais tikrinimo reikalavimais). Priėmimo kriterijai turi būti sugriežtinti: didžiausias porų dydis sumažintas iki pusės standartinės ribos, o radiografinis priėmimas neturi rodyti porų sankaupų. FCAW-S neleidžiama naudoti bet kokiam slėgiui, rūgščioms{11}}paslaugoms ar korozijai svarbioms programoms.

K: Kuo FCAW lyginamas su nikelio lydinių GMAW (MIG)?

FCAW-D sukuria 50--100 % didesnį nusodinimo greitį nei GMAW-P (impulsinis MIG) ant nikelio lydinių, visų pirma todėl, kad FCAW vielos srovės tankis didesnis (mažesnis skersmuo, greitesnis padavimo greitis), o srauto pridėjimas padidina lanko temperatūrą ir metalo perdavimo efektyvumą. FCAW-D taip pat labiau toleruoja nedidelius jungties prigludimo-svyravimus ir paviršiaus švarumą, nes srauto sistema šiek tiek apsaugo nuo paviršiaus užteršimo. Kompromisas-yra tas, kad FCAW reikalauja kruopštesnio tarpinio valymo (silicio dioksido pašalinimo) ir sukuria šiurkštesnį suvirinto paviršiaus profilį. GMAW-P sukuria lygesnį rutuliuką, mažiau valant po{15}}suvirinimo siūlės, bet mažesniu našumu. Pramonės sutarimas dėl nikelio lydinio gamybos: naudokite GMAW-P plonoms pjūviams (mažiau 6 mm), kur išvaizda ir tvirtumo{17}}kontrolė yra puiki; naudokite FCAW-D vidutinio ir storio pjūviams (daugiau nei 6 mm), kur nusėdimo greitis yra svarbus.

Sprendimo klausimas	Taip (naudokite FCAW-D)	Ne (naudokite GTAW arba GMAW-P)
Ar sekcijos storis didesnis nei 6 mm?	Storas=didelis užpildo tūris=FCAW nusodinimo pranašumas maksimaliai padidintas	Mažiau 6 mm: GTAW šaknis + plonas FCAW užpildas galimas, bet GMAW-P dažnai švaresnis
Ar tai užpildymo{0}}ir-viršelio ar padėties suvirintojo užduotis (ne šakninė)?	Užpildykite/užpildykite=FCAW optimalią zoną; root visada GTAW	Vamzdžio šaknis: GTAW reikalingas prasiskverbimui ir{0}}sandarumui užtikrinti
Ar gamyba lauke / vėjuota neišvengiama?	FCAW{0}}D su užpakaliniu skydu gali toleruoti didesnį vėją nei GTAW	GTAW itin jautrus vėjui{0}}; FCAW-S tik sušvelninus kokybės reikalavimus
Ar lydinys yra Inconel 625 arba Incoloy 825 (ne C-276 ar 718)?	625 ir 825 yra labiausiai FCAW-atlaidūs nikelio lydiniai	C-276 reikia griežtesnio šilumos tiekimo; 718 gali prireikti PWHT – skaitykite skyrių apie lydinį
Ar reikalinga NACE sour paslauga?	ERNiCrMo-3 ir ERNiCrMo-4 yra suvirintos būklės patvirtinti pagal NACE	Patikrinkite konkretų projektą NACE MRO175 red./lentelę; kai kuriems senesniems projektams gali prireikti PWHT
Ar leidžiamas terminis apdorojimas po-suvirinimo?	Standartinei 625/825 paslaugai PWHT nereikia; supaprastina FCAW darbo eigą	Jei reikalingas PWHT: FCAW ir GTAW yra lygiaverčiai; pasirinkti produktyvumo pagrindu
Ar gamintojas turi patirties dirbant su nikelio lydinio FCAW?	Patyręs=99%+ pirmojo leidimo-priėmimas; produktyvumo padidėjimas garantuotas	Pirmą kartą-FCAW ant nikelio: skirkite papildomo laiko kvalifikacijai ir mokymosi kreivei

JN Alloy tiekia nikelio lydinio FCAW suvirinimo vielą (ERNiCrMo-3, ERNiCrMo-4, ERNiFeCr-2), besiūlius vamzdžius, vamzdelius, plokštes ir strypus pagal ASTM/ASME/AWS/NACE standartus – su pilnomis malūno bandymų ataskaitomis ir EN 10204 3.1 sertifikatu. Susisiekite su mumis: Info@jnalloy.com|+86 19339900211|www.jnalloy.com