Mihin tulee kiinnittää huomiota lämpöä kestävien teräsputkien hitsausprosessin aikana

Lämmönkestävän teräsputkien hitsauksen perusominaisuudet
Lämmönkestävät teräsputket käytetään laajalti korkeissa lämpötiloissa, kuten kattiloissa, lämmönvaihtimissa ja kemiallisissa laitteissa. Niiden hitsausvaatimukset eroavat tavallisen hiiliteräksen vaatimuksista. Lämmönkestävät teräsputket sisältävät tyypillisesti suuria määriä seosaineita, kuten kromia, nikkeliä ja molybdeeniä. Nämä elementit parantavat niiden lujuutta ja hapettumiskestävyyttä korkeissa lämpötiloissa, mutta ne vaikuttavat myös niiden kuumahalkeamisherkkyyteen, mikrorakenteen vakauteen ja prosessiikkunaan hitsauksen aikana. Siksi hitsauksen aikana materiaalin mikrorakenteen ja jännitysdynamiikan perusteellinen ymmärtäminen on välttämätöntä, jotta vältetään liitosvaurio tai lämmönkestävyyden heikkeneminen väärän käsittelyn seurauksena.

Esihitsauksen valmistelua ja esilämmitystä koskevat vaatimukset
Ennen lämpöä kestävien teräsputkien hitsaamista on välttämätöntä puhdistaa huolellisesti, jotta hitsausura ja sitä ympäröivät alueet ovat puhtaat öljystä, ruosteesta ja epäpuhtauksista, mikä estää huokosten ja kuonan muodostumisen hitsauksen aikana. Esikuumennus on erityisen tärkeää hitsattaessa kuumuutta kestäviä teräksiä, erityisesti sellaisia, jotka sisältävät runsaasti seosaineita. Esilämmitys hidastaa jäähtymisnopeutta, vähentää kovettumistaipumusta hitsauskohdassa ja minimoi halkeiluriskin. Teräslaadusta ja seinämän paksuudesta riippuen esilämmityslämpötila on yleensä 150°C - 350°C. Ennen hitsaamista lämpötilan mittaustyökalulla on varmistettava, että esilämmityslämpötila vastaa määritettyjä standardeja.

Hitsausmateriaalin valinta ja sovitus
Oikean hitsausmateriaalin valinta on erittäin tärkeää hitsauksen laadun varmistamiseksi. Lämmönkestävän teräsputkien hitsauksessa käytetään tyypillisesti elektrodeja tai lankoja, jotka vastaavat perusmateriaalin koostumusta, jotta liitoksen lujuus ja korroosionkestävyys säilyvät korkeissa lämpötiloissa. Esimerkiksi Cr-Mo-lämmönkestävä teräs vaatii vähävetyisiä elektrodeja, kun taas austeniittinen lämmönkestävä teräs vaatii lämmönkestäviä nikkeliä ja kromia sisältäviä kulutusosia. Myös kulutushyödykkeiden diffundoituva vetypitoisuus on otettava huomioon. Vähävetyiset elektrodit tulee kuivata ennen käyttöä vedyn aiheuttaman halkeilun estämiseksi.

Hitsausprosessin parametrien hallinta
Lämmönkestävän teräsputken hitsauksen lämmöntuottoa on valvottava kunnolla. Liiallinen lämmöntuotto voi johtaa rakeiden karkeutumiseen ja lisääntyneeseen hitsausjännitykseen, mikä heikentää liitoksen sitkeyttä ja lämmönkestävyyttä. Liiallinen lämmöntuotto voi johtaa epätäydellisiin sulamis- tai hitsausvirheisiin. Monivaihehitsausta käytetään tyypillisesti minimoimaan yksittäisen hitsin lämpövaikutukset. Parametrit, kuten hitsausvirta, jännite ja nopeus, on säädettävä putken materiaalin, paksuuden ja hitsausasennon mukaan jännityksen keskittymisen ja mahdollisen halkeilun välttämiseksi.

Muodonmuutos ja jännityksen hallinta hitsauksen aikana
Lämmönkestävä teräs synnyttää huomattavan hitsausjännityksen hitsauksen aikana. Väärä ohjaus voi johtaa muodonmuutokseen tai jopa halkeamiin. Siksi symmetristä hitsausta tai välihitsausta käytetään usein jännityksen jakamiseen hitsauksen aikana. Sopivia kiinnikkeitä ja kiinnikkeitä käytetään myös estämään hitsattujen komponenttien liiallinen siirtyminen. Paksumpien teräsputkien kohdalla voidaan hitsauksen aikana soveltaa kohdistettua lämmitystä jännityskeskittymien lievittämiseksi ja mittapysyvyyden varmistamiseksi hitsauksen jälkeen.

Hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn merkitys
Lämmönkestävät teräsputkien hitsausliitokset aiheuttavat huomattavaa jäännösjännitystä jäähtyessään, ja joihinkin teräslajeihin voi muodostua jopa hauras mikrorakenne, mikä on haitallista putkille, jotka ovat alttiita pitkäaikaiselle korkean lämpötilan käytölle. Siksi hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely on välttämätöntä. Karkaisu tai normalisointi voi vähentää jäännösjännitystä, jalostaa mikrorakennetta ja parantaa nivelen yleistä suorituskykyä. Lämpökäsittelyn lämpötila ja pitoaika tulee räätälöidä putkimateriaalin ja seinämän paksuuden mukaan, jotta hitsausliitoksen hyvä suorituskyky korkeassa lämpötilassa voidaan varmistaa.

Hitsausvirheiden tarkastus ja korjaus
Hitsauksen jälkeen hitsin laatu tulee arvioida perusteellisesti silmämääräisellä tarkastuksella, radiografisella testauksella, ultraäänitestauksella ja muilla menetelmillä, jotta voidaan varmistaa, ettei siinä ole vikoja, kuten halkeamia, huokosia ja kuonasulkeumia. Kun viat on havaittu, ne tulee korjata prosessivaatimusten mukaisesti. Esilämmitys ja jälkilämpökäsittely tulee tehdä myös hitsattujen alueiden korjauksessa uusien vikojen estämiseksi. Kaikki korjausprosessit tulee dokumentoida myöhempää laadun jäljitettävyyttä varten.

Eri tyyppisten lämmönkestävien teräsputkien hitsausvarotoimien vertailu
Hitsauksen varotoimet vaihtelevat lämmönkestävän teräksen tyypin mukaan. Esimerkiksi esilämmitys, hitsausmateriaalin valinta ja jälkikäsittely ovat erilaisia ​​martensiittisten, austeniittisten ja duplex-lämmönkestäviä teräksiä varten. Seuraavassa taulukossa verrataan keskeisiä varotoimia useiden yleisten lämmönkestävän terästyyppien hitsauksessa:

Hitsausympäristö ja turvallisuustoimenpiteet
Lämmönkestävän teräksen hitsaus tapahtuu tyypillisesti korkeissa lämpötiloissa ja korkean intensiteetin työoloissa, joten turvatoimia on noudatettava. Rakennustyömaalla tulee olla hyvä ilmanvaihto, jotta hitsaushöyryt ja haitalliset kaasut eivät pääse vaikuttamaan käyttäjiin. Hitsaajien tulee käyttää suojavaatetusta, naamioita ja korkeita lämpötiloja kestäviä käsineitä hitsausroiskeiden aiheuttamien vammojen välttämiseksi. Käytettävissä tulee olla myös sopivat sammutusvälineet hitsauskipinöiden aiheuttamien tulipalojen estämiseksi.