​Διαδικασία συγκόλλησης σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα και ζητήματα

Διαδικασία συγκόλλησης σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα και ζητήματα

Οσωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβαχαρακτηρίζεται από εξαιρετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, χαμηλό άζωτο, μια τυπική σύνθεση Cr 17%, Ni 5% και υψηλότερη περιεκτικότητα σε άζωτο σε σύγκριση με τους σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης πρώτης γενιάς. Αυτό ενισχύει την αντοχή σε ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης και διάβρωση διάτρησης σε όξινα μέσα με υψηλές συγκεντρώσεις ιόντων χλωρίου. Το άζωτο είναι ένα ισχυρό στοιχείο που σχηματίζει ωστενίτη. Η προσθήκη του σε διπλό ανοξείδωτο χάλυβα όχι μόνο βελτιώνει την αντοχή χωρίς να βλάπτει σημαντικά την πλαστικότητα και την σκληρότητα του χάλυβα, αλλά επίσης εμποδίζει την καθίζηση καρβιδίων και καθυστερεί τις σχετικές διεργασίες.

Μικροδομή και ιδιότητες: Σε θερμοκρασία δωματίου, η μικροδομή αποτελείται από περίπου ίσες αναλογίες ωστενίτη και φερρίτη, παρουσιάζοντας τα χαρακτηριστικά μιας δομής διπλής φάσης. Διατηρεί τα πλεονεκτήματα των φερριτικών σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα, όπως υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα, αντίσταση σε διάβρωση, διάβρωση ρωγμών και ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης χλωρίου, ενώ διαθέτει επίσης καλή σκληρότητα, χαμηλή θερμοκρασία μετάπτωσης από όλκιμο σε εύθραυστο, αντίσταση στη διακοκκώδη διάβρωση και ευνοϊκές μηχανικές ιδιότητες και συγκολλήσεις.

Το υλικό μπορεί να εξοικονομηθεί υπό τις ίδιες συνθήκες ονομαστικής πίεσης. Η αντοχή διαρροής και η αντοχή στη διάβρωση των διπλών σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα είναι σχεδόν διπλάσια από αυτή των ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβων. Ο συντελεστής γραμμικής διαστολής είναι χαμηλότερος από αυτόν των ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβων και είναι πιο κοντά σε αυτόν του ανθρακούχου χάλυβα. Ωστόσο, οι ιδιότητες ψυχρής σφυρηλάτησης είναι κατώτερες από τους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες.

Συγκολλησιμότητα: Ο σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα γενικά παρουσιάζει καλή συγκολλησιμότητα, με χαμηλή ευαισθησία τόσο στο κρύο όσο και στο ζεστό ράγισμα. Συνήθως, δεν απαιτείται προθέρμανση πριν από τη συγκόλληση και δεν είναι απαραίτητη η θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση. Λόγω της χαμηλής τάσης για σχηματισμό μονοφασικού φερρίτη στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) και της υψηλής περιεκτικότητας σε άζωτο, μπορούν να επιτευχθούν καλές περιεκτικές ιδιότητες επιλέγοντας κατάλληλα υλικά συγκόλλησης και ελέγχοντας την εισροή θερμότητας.

Hot Cracking: Η ευαισθησία σε θερμή πυρόλυση είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβων. Αυτό οφείλεται στο ότι η περιεκτικότητα σε νικέλιο δεν είναι υπερβολικά υψηλή, το επίπεδο ακαθαρσιών που σχηματίζουν ευτητικές χαμηλού σημείου τήξης είναι πολύ χαμηλό, καθιστώντας λιγότερο πιθανό τον σχηματισμό υγρών μεμβρανών χαμηλού σημείου τήξης. Επιπλέον, ο κίνδυνος ταχείας ανάπτυξης των κόκκων δεν είναι διαδεδομένος σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ευθραυστότητα της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ): Ένα πρωταρχικό μέλημα στη συγκόλληση διπλών σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα είναι το HAZ. Λόγω της ταχείας επίδρασης ψύξης του θερμικού κύκλου συγκόλλησης, το HAZ, που βρίσκεται σε κατάσταση μη ισορροπίας, συχνά διατηρεί υπερβολική ποσότητα φερρίτη κατά την ψύξη. Αυτό μπορεί να αυξήσει την ευαισθησία στη διάβρωση και τη ρηγμάτωση που προκαλείται από το υδρογόνο.

Μεταλλουργία Συγκόλλησης: Κατά τη συγκόλληση διπλού ανοξείδωτου χάλυβα, η μικροδομή του μετάλλου συγκόλλησης και του HAZ υφίσταται μια σειρά αλλαγών υπό την επίδραση του θερμικού κύκλου. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η μικροδομή τουσωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβαείναι κυρίως φερριτικό, με ωστενίτη να κατακρημνίζεται κατά τη διαδικασία ψύξης. Η ποσότητα του ωστενίτη που κατακρημνίζεται επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες.