Skirtingų nikelio lydinių siūlių suvirinimo medžiagos: užpildo metalo pasirinkimo matrica

Daugeliui skirtingų nikelio lydinių siūlių ERNiCrMo-3 (AWS A5.14, parduodamas kaip Inconel 625 užpildas) yra numatytasis užpildas, nes jame yra daug nikelio, chromo ir molibdeno, todėl jį galima atskiesti iš anglinio plieno,nerūdijančio plienoarba dvipusis netauriųjų metalų neprarandant atsparumo įtrūkimams ar korozijai.

Aukštesnio -lydinio užpildai, tokie kaip ERNiCrMo-4 arba ERNiCrMo-14, skirti siūlėms, kuriose yra daug molibdeno lydinių, tokių kaip Hastelloy C-276 arba C-22, kur reikalingas atitinkamas atsparumas korozijai, o ne tik atsparumas įtrūkimams. Teisingas pasirinkimas visada priklauso nuo skiedimo skaičiavimo naudojant Schaeffler arba WRC-1992 diagramą, o ne nuo brangesnio netauriojo metalo atitikimo vien pagal pavadinimą.

Kokį užpildo metalą turėtumėte naudoti skirtingoms nikelio lydinio jungtims?

ERNiCrMo-3 (Inconel 625-tipo užpildas) yra saugus numatytasis daugelio skirtingų nikelio lydinių siūlių pasirinkimas, nes jis grakščiai skiedžiamas angliniu plienu, nerūdijančiu plienu, dvipusiu ir daugeliu kitų nikelio lydinių, išlaikant įtrūkimams ir korozijai atsparų sluoksnį.

Skirtingas metalo suvirinimas, sujungiantis du skirtingus lydinius vienoje jungtyje, yra įprastas nikelio lydinio gamyboje: 625 -dengtas reaktoriaus antgalis, suvirintas prie anglinio plieno apvalkalo, Hastelloy vamzdis, suvirintas į nerūdijančio plieno lakštą, arba Monel vožtuvo korpusas, privirintas prie vario ir nikelio vamzdžio. Kiekvienu atveju užpildo metalas parenkamas taip, kad atitiktų suvirinimo baseino chemiją, susidariusią sumaišius abu netauriuosius metalus, o ne tik tam, kad atitiktų vieną iš jų.

ERNiCrMo-3 tapo numatytuoju, nes jo pagrindinė chemija, maždaug 62 % nikelio, 21,5 % chromo, 9 % molibdeno ir 3,6 % niobio, turi pakankamai nikelio, kad išliktų plastiškas ir atsparus įtrūkimams net tada, kai jis paima pakankamai geležies iš anglinio netauriojo plieno arba nerūdijančio plieno, o tai reiškia nerūdijantį metalą ir nerūdijantį plieną. atsparumas po praskiedimo. Niobis papildomai slopina karštą įtrūkimą kietėjimo metu, o tai labai svarbu suvirinant labai suvaržytas skirtingas jungtis.

Kodėl skiedimo kontrolė yra svarbesnė skirtinguose nikelio lydinio suvirintuose siūluose?

Skiedimas lemia galutinę suvirinimo metalo chemiją, o skirtingose ​​jungtyse jis gali ištraukti nuosėdas už saugios sudėties diapazono ribų, sukeldamas karštą įtrūkimą arba martensito susidarymą, nebent užpildo metalas pasirinktas buferiui nuo to poslinkio.

Skiedimas yra gatavo suvirinimo metalo procentas, gaunamas iš išlydyto netauriojo metalo, o ne iš užpildo vielos ar elektrodo. Panašioje -metalinėje jungtyje praskiedimas beveik nepakeičia rezultato, nes abiejų pusių cheminė sudėtis yra tokia pati. Esant skirtingoms jungtims, praskiedimas gali ištraukti suvirinimo metalą dideliu atstumu fazės diagramoje.

Nikelio lydinio suvirinimas į anglinį plieną:Geležies paėmimas iš anglinio plieno pusės atskiedžia nikelio kiekį suvirinimo baseine. Jei užpilde nėra pakankamai nikelio, kad jį kompensuotų, susidariusios nuosėdos gali sudaryti trapus martensito lydymosi zonoje.

Nikelio lydinio suvirinimas su austenitiniu nerūdijančiu plienu:Skiedimas yra švelnesnis, tačiau chromo ir molibdeno kiekis vis tiek gali nukristi žemiau slenksčio, reikalingo visiškam atsparumui korozijai aptarnavimo aplinkoje.

Nikelio lydinio suvirinimas priedvipusis nerūdijantis plienas: Skiedimas gali sutrikdyti ferito{0}}austenito pusiausvyrą lydymosi zonoje, todėl pasirenkant užpildą reikia atsižvelgti ir į skiedimo chemiją, ir į fazių balansą, o ne į atsparumą korozijai.

Suvirinimo inžinieriai prognozuoja šį rezultatą naudodamiesi Schaeffler diagrama arba, tiksliau, jei yra daug -nikelio užpildų, WRC-1992 diagramą, kurioje chromo ekvivalentas pavaizduotas nikelio ekvivalentu, siekiant patvirtinti, kad prieš pradedant suvirinimą praskiestos suvirinimo nuosėdos patenka į įtrūkimams atsparią, plastišką sritį.

Kas yra užpildo metalo parinkimo matrica įprastoms skirtingoms jungtims?

ERNiCrMo-3 apima daugumą skirtingų jungčių, susijusių su Inconel 625, 718 arba 825; ERNiCrMo-4 arba ERNiCrMo-14 reikalingi, kai Hastelloy C-276 arba C-22 netaurieji metalai turi išlaikyti visą savo atsparumą korozijai visoje jungtyje.

Ši matrica yra pradinis taškas, o ne kvalifikuoto WPS/PQR pakaitalas. Faktinis užpildo pasirinkimas visada turi būti patvirtintas atsižvelgiant į ASME IX skyriaus kvalifikaciją, konkrečius netauriųjų metalų storius ir aptarnavimo aplinką, nes tokie veiksniai kaip rūgščių dujų kiekis arba kriogeninis poveikis gali viršyti bendrosios rekomendacijos.

Kodėl ERNiCrMo-3 yra numatytasis daugelio skirtingų nikelio jungčių pasirinkimas?

ERNiCrMo-3 toleruoja platesnį skiedimo diapazoną nei beveik bet kuris kitas nikelio užpildas, tačiau vis tiek patenka į WRC-1992 diagramos -atsparią korozijai- zoną, todėl tai yra mažiausios rizikos numatytasis anglies plieno, nerūdijančio plieno ir dvipusio derinio derinys.

Trys savybės paaiškina jo dominavimą skirtingose ​​jungtyse:

Plati skiedimo tolerancija:Kadangi jo pagrindinėje sudėtyje jau yra daug nikelio ir vidutinio chromo bei molibdeno, jis gali sugerti 20–30 procentų praskiedimo iš geležies -pagrįstų metalų ir vis tiek išlaikyti priimtiną plastiškumą ir atsparumą korozijai.

Atsparumas karštiems-įtrūkimams iš niobio:Niobis sudaro stabilius karbidus ir Laves fazę, kuri nutraukia įtrūkimų kelią kietėjimo metu, o tai svarbiausia labai suvaržytose skirtingose ​​jungtyse, kur liekamasis įtempis yra padidėjęs.

Platus kodo priėmimas:ERNiCrMo-3 (GTAW/GMAW) ir ENiCrMo-3 (SMAW) yra kvalifikuoti pagal ASME IX skyrių, AWS A5.14 ir A5.11, ir yra plačiai iš anksto patvirtinti EPC suvirinimo specifikacijose, todėl sutrumpėja procedūros kvalifikavimo ir pirkimo laikas.

Kada turėtumėte naudoti ERNiCrMo-4 arba ERNiCrMo-14 vietoj ERNiCrMo-3?

Naudokite ERNiCrMo-4 arba ERNiCrMo-14, kai jungtyje yra Hastelloy C-276 arba C-22 netauriųjų metalų, o aptarnavimo aplinka reikalauja, kad suvirinimo metalas atitiktų didesnį netauriojo metalo atsparumą įdubimams, plyšinei korozijai arba mišrioms oksiduojančioms / redukuojančioms rūgštims, nes ERNiCrMo-3 po to neatskieda tų molibų.

ERNiCrMo-4 (Hastelloy C-276 užpildas):Pasirinkta, kai netaurieji metalai yra C-276, o paslaugai, pvz., rūgščioms dujoms, kuriose yra daug chlorido, reikalingas visas pirminio lydinio atsparumo įdubimams ekvivalentinis skaičius (PREN), o ne mažesnis atskiesto 625 tipo nuosėdų PREN.

ERNiCrMo-14 (Hastelloy C-22 užpildas):Pasirinktas netauriajam metalui C-22 mišriose rūgščių aplinkose (azoto, druskos, sieros deriniuose), kur suvirinimo siūlėje turi būti išlaikytas subalansuotas C-22 atsparumas tiek oksidacinėms, tiek redukuojančioms sąlygoms.

Praktiškai ERNiCrMo-3 naudojimas sujungimui C-276 yra dažna ir brangiai kainuojanti specifikacijos klaida: jungtis dažnai praeina standartinius mechaninius bandymus, tačiau ji gali per anksti sugesti, jei aplinka yra pakankamai agresyvi, kad būtų panaudotas mažesnis atskiesto suvirinimo metalo molibdeno kiekis. Užpildo pasirinkimą visada turėtų lemti korozinė aplinka, o ne tik suvirinamumas ar kaina.

Kaip suvirinti nikelio lydinius su anglies ar{0}}mažo legiruoto plieno?

Nikelio{0}}–-plieno sandūroms prieš galutinį surinkimą reikia padengti nikelio lydinio užpildo sluoksnį plieno pusėje arba didelio-nikelio užpildo, naudojamo kontroliuojamo, mažo-skiedimo metodu, kad susiliejimo zonoje nesusidarytų trapus martensitas.

Anglies ir -mažai legiruoto plieno, palyginti su jų storiu, į suvirinimo baseiną patenka daug geležies, ir, skirtingai nei nerūdijantis plienas, juose nėra chromo ar nikelio, kuris sušvelnintų šį efektą. Rezultatą kontroliuoja dvi praktikos:

Sviestas:ERNiCrMo-3 (arba atitinkamo lydinio) sluoksnis nusodinamas ant plieno paviršiaus ir leidžiamas atvėsti, tada sumalamas. Tada galutinė jungtis suvirinama tarp dviejų nikelio{3}} turtingų paviršių, iš esmės nepanaši jungtis paverčiama beveik panašia ir smarkiai sumažinama skiedimo rizika.

Mažas šilumos įvedimas, stringer{0}}karoliukų technika:Kai tepti sviestu nėra praktiška, sumažinus šilumos sąnaudas ir naudojant kelis stringerinius praėjimus, o ne vieną didelį pynimą, apribojama, kaip giliai plienas išsilydo ir kiek geležies patenka į suvirinimo vonelę.

Sviestas yra labai pageidautinas storos-pjūvio, aukšto-slėgio arba ciklinėms-aptarnavimo jungtims, pvz., reaktoriaus purkštuko-su -apvalkalo suvirinimui, nes tai suteikia nuspėjamą, kodą-atitinkamą skiedimą, neatsižvelgiant į tai, kas atlieka galutinį lauko suvirinimą.

Kaip suvirinti nikelio lydinius į dvipusį arba super dvipusį nerūdijantį plieną?

ERNiCrMo-3 taip pat yra standartinis nikelio-lydinio-to-dvipusių jungčių užpildas, nes jis nepažeidžia ferito ir austenito fazių balanso, nuo kurio priklauso dvipusio nerūdijančio plieno stiprumas ir atsparumas korozijai.

Dvipusis ir itin dvipusis nerūdijantis plienas priklauso nuo maždaug 50/50 ferito-austenito mikrostruktūros. Suvirinant juos prie nikelio lydinių su dvipusiu-atitinkančiu užpildu, lydymosi zona gali būti nukreipta link ferito pertekliaus, nes nikelio -lydinio skiedimas nenuspėjamai keičia pusiausvyrą. Naudojant visiškai austenitinį, daug -nikelio turintį užpildą, pvz., ERNiCrMo-3, šios problemos išvengiama: gautas suvirinimo metalas yra austenitinis abiejose lydymosi ribos pusėse, visiškai aplenkdamas ferito kontrolės klausimą, o daugumoje paslaugų užtikrina atsparumą korozijai, viršijantį dvipusį netauriųjų metalų.

Kokį vaidmenį sviestas atlieka skirtinguose metalo suvirinimo siūlėse?

Sviestas atskiria galutinį gamybinį suvirinimo siūlę nuo tiesioginio sąlyčio su labiau skiesti{0}}netauriuoju metalu, todėl jungtį galima kvalifikuoti ir suvirinti naudojant nuspėjamą, mažo skiedimo chemiją, neatsižvelgiant į pjūvio storį ar lauko sąlygas.

Sviestas yra ypač vertingas trimis scenarijais: storos anglinio plieno dalys, kur kitu atveju būtų labai praskiestas, jungtys nuo lauko -to{1}}, kur sviestas gali būti atliekamas kontroliuojamomis cecho sąlygomis, o galutinis lauko suvirinimas sujungiami tik su panašiais nikelio -turtingais paviršiais, ir taisomasis suvirinimas, kai neaiški originali netauriųjų metalų sudėtis. Sviestą jungtį taip pat lengviau priskirti ASME IX skyriui, nes PQR gali būti pagrįstas gerai -apibūdintu nikelio-į-nikeliniu galu, o ne labiau kintamu tiesioginiu ir nepanašiu suvirinimu.

Kokie kodeksai ir standartai reglamentuoja užpildo metalo pasirinkimą skirtingoms nikelio jungtims?

AWS A5.11 ir A5.14 klasifikuoja pačius užpildo metalus, ASME IX skyrius reglamentuoja siūlės kvalifikavimo procedūrą, o NACE MR0175/ISO 15156 prideda kietumo ir korozijos tikrinimo reikalavimus, kai paslauga susijusi su rūgštumo (H2S) sąlygomis.

AWS A5.14 (nikelio ir nikelio lydinio plikieji suvirinimo strypai ir elektrodai):Klasifikuoja GTAW ir GMAW užpildų laidus, įskaitant ERNiCrMo-3, ERNiCrMo-4 ir ERNiCrMo-14, pagal cheminę sudėtį.

AWS A5.11 (nikeliu ir nikelio lydiniu padengti elektrodai):Klasifikuoja SMAW elektrodus, tokius kaip ENiCrMo-3 ir ENiCrMo-4, toms pačioms lydinių šeimoms.

ASME IX skyrius:Reguliuoja WPS/PQR kvalifikaciją, skirtą skirtingoms jungtims, o užpildo metalo F-numerio arba A-numerio pasikeitimą arba bet kurio netauriojo metalo P-numerio pasikeitimą traktuoja kaip esminį kintamąjį, kurį reikia perkvalifikuoti.

NACE MR0175 / ISO 15156:Pridedamos kietumo ribos ir korozijos{0}}bandymo reikalavimai (pvz., ASTM G48), taikomi skirtingiems nikelio lydinio suvirinimams, naudojamiems rūgščiosios alyvos ir dujų tiekimui.

Dažnai užduodami klausimai

Ar galiu naudoti 309L nerūdijančio plieno užpildą Inconel 625 sujungti su angliniu plienu?

Nerekomenduojama, kad. 309L trūktų nikelio, kad būtų patikimai apsaugotas nuo geležies skiedimo iš storų anglinio plieno sekcijų, ir jame nėra molibdeno ar niobio, reikalingo 625 atsparumui korozijai arba karščiui{2}}atsparumui užtikrinti. ERNiCrMo-3, idealiai tinka su sviestu ištepta jungtimi, yra teisingas pasirinkimas.

Ar užpildas ERNiCrMo-3 yra tas pats kaip Inconel 625 netauriųjų metalų?

Tai glaudžiai susiję, bet ne identiški. ERNiCrMo-3 užpildo viela yra sudaryta su šiek tiek didesniu niobio kiekiu nei standartiniame 625 netauriajame metale, kad būtų atspari karštam įtrūkimui kietėjimo metu, nes suvirintas metalas vėsta ir kietėja kitaip nei kaltas ar liejamas netauriųjų metalų.

Ar man reikia sviestu ištepti abi skirtingos jungties puses, ar tik plieninę?

Paprastai sviestu patepti reikia tik anglies arba mažai{0}}legiruoto plieno pusę. Nikelio lydinio arba nerūdijančio plieno pusė jau turi suderinamą chemiją ir labai neatskiedžia suvirinimo baseino kenksmingais elementais.

Kas atsitiks, jei ant skirtingos nikelio jungties bus naudojamas netinkamas užpildas?

Jungtis gali išlaikyti pradinį mechaninį bandymą, tačiau per anksti nepavyksta eksploatuoti dėl karšto įtrūkimo, martensito arba vietinės korozijos, nes standartiniai tempimo ir lenkimo bandymai ne visada atskleidžia ribinio skiedimo chemiją arba ilgalaikį -atsparumą korozijai.

Ar užpildo metalo pasirinkimas laikomas esminiu kintamuoju pagal ASME IX skyrių?

Taip. Užpildo metalo F-numerio arba A-numerio pakeitimas yra esminis kintamasis, o tai reiškia, kad bet koks pakeitimas reikalauja, kad WPS būtų perkvalifikuotas į naują PQR, kad jį būtų galima naudoti gamyboje.

Išvada

Tinkamo užpildo metalo pasirinkimas skirtingoms nikelio lydinio jungtims reiškia praskiestos suvirinimo chemijos numatymą ir suderinimą su eksploatavimo aplinka, o ne tiesiog užpildo, kurio pavadinimas yra vienodas su vienu iš netauriųjų metalų, išrinkimą.

Skirtingos nikelio lydinio jungtys yra metalurgijos ir korozijos inžinerijos sankirtoje: užpildo metalas turi sėkmingai suvirinti, būti atsparus įtrūkimams skiedžiant ir užtikrinti tinkamas korozijos savybes, atitinkančias faktinę eksploatavimo aplinką, kartais reiklesnėms iš dviejų netauriųjų metalų.

Gamintojai, apskaičiuojantys skiedimą naudodami Schaeffler arba WRC{2}}1992 diagramas, prireikus nurodo sviestą ir kvalifikuoja procedūras pagal ASME IX skyrių, nuosekliai išvengia ankstyvų gedimų, atsirandančių dėl užpildo metalo pasirinkimo kaip paprastos paieškos. Esant kritinėms skirtingoms jungtims Inconel, Hastelloy arba Monel sistemose, dirbant su tiekėju, kuris turi visą atitinkamų užpildų metalų asortimentą ir gali palaikyti WPS/PQR plėtrą, žymiai sumažina gamybos riziką ir ilgalaikes priežiūros išlaidas.