1. A kriogén acél áttekintése
1) Az alacsony hőmérsékletű acél műszaki követelményei általában a következők: elegendő szilárdság és kellő szívósság alacsony hőmérsékletű környezetben, jó hegesztési teljesítmény, feldolgozási teljesítmény és korrózióállóság stb. Ezek közül kiemelendő az alacsony hőmérsékletű szívósság, azaz a képesség a rideg törések kialakulásának és kiterjedésének megakadályozása alacsony hőmérsékleten a legfontosabb tényező.Ezért az országok általában a legalacsonyabb hőmérsékleten írnak elő egy bizonyos ütésállósági értéket.
2) Az alacsony hőmérsékletű acél összetevői közül általánosan úgy gondolják, hogy az olyan elemek, mint a szén, a szilícium, a foszfor, a kén és a nitrogén rontják az alacsony hőmérsékletű szívósságot, és a foszfor a legkárosabb, ezért korai alacsony hőmérsékletű foszformentesítést kell végezni. olvasztása során végezzük.Az olyan elemek, mint a mangán és a nikkel, javíthatják az alacsony hőmérsékleti szívósságot.A nikkeltartalom minden 1%-os növelésével a rideg kritikus átmeneti hőmérséklet körülbelül 20°C-kal csökkenthető.
3) A hőkezelési eljárás döntően befolyásolja az alacsony hőmérsékletű acél metallográfiai szerkezetét és szemcseméretét, ami az acél alacsony hőmérsékletű szívósságát is befolyásolja.Edzés és temperálás után az alacsony hőmérsékletű szívósság nyilvánvalóan javul.
4) A különböző melegalakítási módszerek szerint az alacsony hőmérsékletű acél öntött acélra és hengerelt acélra osztható.Az összetétel és a metallográfiai szerkezet különbsége szerint az alacsony hőmérsékletű acél a következőkre osztható: gyengén ötvözött acél, 6% nikkel acél, 9% nikkel acél, króm-mangán vagy króm-mangán-nikkel ausztenites acél és króm-nikkel ausztenites rozsdamentes acél várjon.A gyengén ötvözött acélt általában körülbelül -100°C hőmérséklet-tartományban használják hűtőberendezések, szállítóberendezések, viniltároló helyiségek és petrolkémiai berendezések gyártásához.Az Egyesült Államokban, az Egyesült Királyságban, Japánban és más országokban a 9%-os nikkelacélt széles körben használják alacsony hőmérsékletű, 196°C-os szerkezetekben, például cseppfolyósított biogáz és metán tárolására és szállítására szolgáló tárolótartályokban, folyékony oxigén tárolására szolgáló berendezésekben. , valamint folyékony oxigén és folyékony nitrogén gyártása.Az ausztenites rozsdamentes acél nagyon jó alacsony hőmérsékletű szerkezeti anyag.Jó alacsony hőmérsékleti szívóssággal, kiváló hegesztési teljesítménnyel és alacsony hővezető képességgel rendelkezik.Széles körben használják alacsony hőmérsékletű területeken, például szállítótartálykocsikban és folyékony hidrogén és folyékony oxigén tárolására szolgáló tartályokban.Mivel azonban több krómot és nikkelt tartalmaz, drágább.
2. Az alacsony hőmérsékletű acélhegesztő szerkezet áttekintése
Az alacsony hőmérsékletű acél hegesztési konstrukciós módjának és építési körülményeinek kiválasztásakor a probléma fókuszában a következő két szempont áll: a hegesztett kötés alacsony hőmérsékleti szívóssága romlásának megakadályozása, valamint a hegesztési repedések kialakulásának megelőzése.
1) Ferde feldolgozás
Az alacsony hőmérsékletű acél hegesztett kötések horonyformája elvileg nem különbözik a közönséges szénacél, gyengén ötvözött acél vagy rozsdamentes acél horonyformájától, és a szokásos módon kezelhető.A 9Ni Gang esetében azonban a horony nyitási szöge előnyösen legalább 70 fok, a tompa él pedig lehetőleg legalább 3 mm.
Minden alacsony hőmérsékletű acél vágható oxiacetilén égővel.Csak arról van szó, hogy a vágási sebesség valamivel lassabb a 9Ni acél gázvágásánál, mint a hagyományos szénszerkezeti acél gázvágásánál.Ha az acél vastagsága meghaladja a 100 mm-t, a vágóél gázvágás előtt 150-200°C-ra előmelegíthető, de legfeljebb 200°C.
A gázvágásnak nincs káros hatása a hegesztési hő által érintett területekre.A nikkeltartalmú acél önkeményedési tulajdonságai miatt azonban a vágott felület megkeményedik.A hegesztett kötés kielégítő teljesítményének biztosítása érdekében a legjobb, ha csiszolókoronggal csiszoljuk tisztára a vágási felület felületét a hegesztés előtt.
Ívmarás akkor használható, ha a hegesztési konstrukció során el kell távolítani a varratperemet vagy a nemesfémet.A bevágás felületét azonban az újbóli felhordás előtt tisztára kell csiszolni.
Az oxi-acetilén lángmarást nem szabad használni az acél túlmelegedésének veszélye miatt.
2) A hegesztési módszer kiválasztása
Az alacsony hőmérsékletű acélok tipikus hegesztési módszerei közé tartozik az ívhegesztés, a merülőíves hegesztés és az olvadt elektródával végzett argon ívhegesztés.
Az ívhegesztés a leggyakrabban használt hegesztési módszer alacsony hőmérsékletű acélokhoz, és különféle hegesztési pozíciókban hegeszthető.A hegesztési hőbevitel kb. 18-30KJ/cm.Ha alacsony hidrogéntartalmú típusú elektródát használunk, akkor teljesen kielégítő hegesztési kötés érhető el.Nemcsak a mechanikai tulajdonságok jók, hanem a bevágásállóság is elég jó.Emellett az ívhegesztőgép egyszerű és olcsó, a berendezés-beruházás kicsi, és nem befolyásolja a helyzet és az irány.előnyök, például korlátok.
Az alacsony hőmérsékletű acél merülőíves hegesztésének hőbevitele körülbelül 10-22 KJ/cm.Egyszerű berendezése, nagy hegesztési hatékonysága és kényelmes működése miatt széles körben használják.A fluxus hőszigetelő hatása miatt azonban a lehűlési sebesség lelassul, így nagyobb a hajlam a forró repedések kialakulására.Ezenkívül szennyeződések és Si gyakran bejuthat a hegesztett fémbe a fluxusból, ami tovább erősíti ezt a tendenciát.Ezért a merülőíves hegesztés során ügyeljen a hegesztőhuzal és folyasztószer kiválasztására, és óvatosan működjön.
A CO2-gázos védőhegesztéssel hegesztett kötések szilárdsága alacsony, ezért alacsony hőmérsékletű acélhegesztésnél nem használják őket.
A wolfram argon ívhegesztés (TIG hegesztés) általában manuálisan történik, hegesztési hőbevitele 9-15 KJ/cm-re korlátozódik.Ezért, bár a hegesztett kötések teljesen kielégítő tulajdonságokkal rendelkeznek, teljesen alkalmatlanok, ha az acél vastagsága meghaladja a 12 mm-t.
A MIG hegesztés a legszélesebb körben használt automatikus vagy félautomata hegesztési módszer az alacsony hőmérsékletű acélhegesztésben.Hegesztési hőbevitele 23-40KJ/cm.A cseppátviteli módszer szerint három típusra osztható: rövidzárlatos átviteli folyamat (kisebb hőbevitel), sugárátviteli folyamat (nagyobb hőbevitel) és impulzussugárátviteli folyamat (legmagasabb hőbevitel).Rövidzárlati átmenet A MIG hegesztésnél az elégtelen behatolás problémája van, és előfordulhat a rossz olvadás.Hasonló problémák vannak más MIG fluxusokkal is, de eltérő mértékben.Annak érdekében, hogy az ív koncentráltabb legyen a kielégítő behatolás elérése érdekében, több százaléktól több tíz százalékig terjedő mennyiségű CO2 vagy O2 szivároghat be tiszta argonba, mint védőgázba.A megfelelő százalékokat az adott hegesztendő acél vizsgálatával kell meghatározni.
3) Hegesztési anyagok kiválasztása
A hegesztőanyagokat (beleértve a hegesztőrudat, hegesztőhuzalt és folyasztószert stb.) általában az alkalmazott hegesztési módszeren kell alapul venni.Az illesztési forma és a horony alakja és egyéb szükséges jellemzők kiválasztása.Alacsony hőmérsékletű acélok esetében a legfontosabb, hogy a hegesztési varrat alacsony hőmérsékletű szívóssága olyan legyen, hogy megfeleljen az alapfémnek, és minimálisra csökkentsük benne a diffundálható hidrogén tartalmát.
A Xinfa hegesztés kiváló minőséggel és erős tartóssággal rendelkezik, a részletekért kérjük, ellenőrizze:https://www.xinfatools.com/welding-cutting/
(1) Deoxidált alumínium acél
Az alumínium deoxidált acél olyan acélminőség, amely nagyon érzékeny a hegesztés utáni hűtési sebességre.Az alumínium deoxidált acél kézi ívhegesztésénél használt elektródák többsége alacsony hidrogéntartalmú Si-Mn vagy 1,5% Ni és 2,0% Ni elektródák.
A hegesztési hőbevitel csökkentése érdekében az oxidált alumínium acél általában csak többrétegű hegesztést alkalmaz ≤¢3-3,2 mm vékony elektródákkal, így a felső hegesztési réteg másodlagos hőciklusa felhasználható a szemcsék finomításához.
A Si-Mn sorozatú elektródával hegesztett hegesztett fém ütésállósága 50 ℃-on meredeken csökken a hőbevitel növekedésével.Például, ha a hőbevitel 18 KJ/cm-ről 30 KJ/cm-re nő, a szívósság több mint 60%-ot veszít.Az 1,5%Ni sorozatú és a 2,5%Ni sorozatú hegesztőelektródák erre nem túl érzékenyek, ezért a legjobb ezt az elektródát választani hegesztéshez.
A merülőíves hegesztés egy általánosan használt automatikus hegesztési módszer deoxidált alumínium acélhoz.A merülőíves hegesztéshez használt hegesztőhuzal előnyösen 1,5-3,5% nikkelt és 0,5-1,0% molibdént tartalmaz.
A szakirodalom szerint 2,5%Ni–0,8%Cr–0,5%Mo vagy 2%Ni hegesztőhuzal esetén, megfelelő fluxussal párosítva, a hegesztett fém átlagos Charpy-szívóssága -55°C-on elérheti az 56-70J (5,7) értéket. ~7,1 kgf.m).Még 0,5%-os Mo hegesztőhuzal és mangánötvözet alapfolyasztószer használata esetén is előállítható ν∑-55=55J (5,6Kgf.m) hegesztési fém mindaddig, amíg a hőbevitelt 26KJ/cm alá szabályozzák.
A fluxus kiválasztásakor ügyelni kell a Si és Mn illeszkedésére a hegesztési fémben.Teszt bizonyíték.A hegesztett fém különböző Si- és Mn-tartalma nagymértékben megváltoztatja a Charpy szívósság értékét.A legjobb szilárdsági értékű Si- és Mn-tartalom 0,1-0,2% Si és 0,7-1,1% Mn.A hegesztőhuzal kiválasztásakor és forrasztáskor ügyeljen erre.
A volfrám argon ívhegesztést és a fém argon ívhegesztést kevésbé használják az alumínium deoxidált acélban.A fenti hegesztőhuzalok merülőíves hegesztéshez argon ívhegesztéshez is használhatók.
(2) 2,5Ni acél és 3,5Ni
A 2,5Ni-es acél és a 3,5Ni-es acél merülőíves hegesztése vagy MIG-hegesztése általában ugyanazzal a hegesztőhuzallal hegeszthető, mint az alapanyag.De ahogy az (5) Wilkinson-képlet is mutatja, a Mn egy forró repedésgátló elem az alacsony nikkeltartalmú alacsony hőmérsékletű acélokhoz.A hegesztett fém mangántartalmának 1,2%-on tartása nagyon előnyös a forró repedések, például az ívkráterrepedések megelőzésében.Ezt figyelembe kell venni a hegesztőhuzal és a fluxus kombinációjának kiválasztásakor.
A 3,5Ni-acél hajlamos megedzett és rideg, így a hegesztés utáni hőkezelés (például 620°C × 1 óra, majd kemencehűtés) után a maradékfeszültség kiküszöbölése érdekében a ν∑-100 meredeken csökken 3,8 Kgf.m-ről 2,1 Kgf.m már nem felel meg a követelményeknek.A 4,5% Ni-0,2% Mo sorozatú hegesztőhuzallal hegesztéssel előállított hegesztési fém sokkal kisebb mértékben hajlamos a ridegedésre.Ezzel a hegesztőhuzallal elkerülhetők a fenti nehézségek.
(3) 9Ni acél
A 9Ni acélt általában hűtéssel és temperálással vagy kétszeres normalizálással és temperálással hőkezelik, hogy maximalizálják alacsony hőmérsékletű szívósságát.Ennek az acélnak a hegesztési féme azonban nem hőkezelhető a fentiek szerint.Ezért nehéz olyan hegesztési fémet előállítani, amelynek szívóssága alacsony hőmérsékleten összehasonlítható az alapfémmel, ha vasalapú hegesztőanyagokat használnak.Jelenleg elsősorban magas nikkeltartalmú hegesztőanyagokat használnak.Az ilyen hegesztőanyagok által felvitt varratok teljesen ausztenitesek lesznek.Bár hátránya a 9Ni acél alapanyagnál kisebb szilárdság és a nagyon drága árak, a rideg törés már nem jelent komoly problémát számára.
A fentiekből tudható, hogy mivel a varrat teljesen ausztenites, az elektródákkal és huzalokkal történő hegesztéshez használt hegesztési fém alacsony hőmérsékleti szívóssága teljesen összemérhető az alapfémmel, de a szakítószilárdsága és a folyáshatár alacsonyabb, mint az alapfém.A nikkeltartalmú acél önkeményedő, ezért a legtöbb elektróda és huzal a jó hegeszthetőség érdekében odafigyel a széntartalom korlátozására.
A Mo a hegesztőanyagok fontos erősítő eleme, míg az Nb, Ta, Ti és W fontos edzőelemek, amelyekre a hegesztőanyagok kiválasztásánál teljes figyelmet fordítottak.
Ha ugyanazt a hegesztőhuzalt használják a hegesztéshez, a merülőíves hegesztésnél a varrat fém szilárdsága és szívóssága rosszabb, mint a MIG hegesztésé, amit a hegesztési varrat hűtési sebességének lassulása, valamint a szennyeződések vagy Si esetleges beszivárgása okozhat. a fluxustól.
3. A333-GR6 alacsony hőmérsékletű acélcsőhegesztés
1) A333-GR6 acél hegeszthetőségi elemzése
Az A333-GR6 acél az alacsony hőmérsékletű acélok közé tartozik, a minimális üzemi hőmérséklet -70 ℃, és általában normalizált vagy normalizált és temperált állapotban szállítják.Az A333-GR6 acél alacsony széntartalmú, ezért a keményedési hajlam és a hidegrepedési hajlam viszonylag kicsi, az anyag jó szívóssággal és plaszticitással rendelkezik, általában nem könnyű edzési és repedési hibákat előállítani, és jó a hegeszthetősége.Az ER80S-Ni1 argon ívhegesztőhuzal használható W707Ni elektródával, használjon argon-elektromos kötéshegesztést, vagy használjon ER80S-Ni1 argon ívhegesztőhuzalt, és teljes argon ívhegesztéssel biztosítsa a hegesztett kötések jó szívósságát.Az argon ívhegesztő huzal és elektróda márkája is választhat azonos teljesítményű termékeket, de ezek csak a tulajdonos hozzájárulásával használhatók.
2) Hegesztési folyamat
A hegesztési eljárások részletes leírását a hegesztési folyamat útmutatójában vagy a WPS-ben találja.A hegesztés során a 76,2 mm-nél kisebb átmérőjű csövek esetében I-típusú tompakötést és teljes argon ívhegesztést alkalmaznak;a 76,2 mm-nél nagyobb átmérőjű csöveknél V-alakú hornyokat készítenek, és az argon-elektromos kombinációs hegesztés módszerét alkalmazzák argon ív alapozással és többrétegű kitöltéssel vagy A teljes argon ívhegesztés módszere.A konkrét módszer a megfelelő hegesztési módszer kiválasztása a tulajdonos által jóváhagyott WPS-ben a csőátmérő és a csőfalvastagság különbségének megfelelően.
3) Hőkezelési folyamat
(1) Hegesztés előtti előmelegítés
Ha a környezeti hőmérséklet 5 °C-nál alacsonyabb, a hegesztést elő kell melegíteni, és az előmelegítési hőmérséklet 100-150 °C;az előmelegítési tartomány 100 mm a varrat mindkét oldalán;oxiacetilén lánggal (semleges lánggal) melegítjük, és a hőmérsékletet mérjük. A toll a hegesztési varrat középpontjától 50-100 mm távolságra méri a hőmérsékletet, és a hőmérséklet mérési pontjai egyenletesen vannak elosztva a hőmérséklet jobb szabályozása érdekében .
(2) Hegesztés utáni hőkezelés
Az alacsony hőmérsékletű acél hornyos szilárdságának javítása érdekében az általában használt anyagokat hűtötték és megeresztették.A nem megfelelő hegesztés utáni hőkezelés gyakran rontja annak alacsony hőmérsékletű teljesítményét, amire kellő figyelmet kell fordítani.Ezért a nagy hegesztési vastagság vagy a nagyon szigorú korlátozási feltételek kivételével a hegesztés utáni hőkezelést általában nem végzik el az alacsony hőmérsékletű acéloknál.Például a CSPC-ben új PB-csővezetékek hegesztése nem igényel hegesztés utáni hőkezelést.Ha egyes projektekben valóban szükség van a hegesztés utáni hőkezelésre, akkor a hegesztés utáni hőkezelés fűtési sebességének, állandó hőmérsékletének és hűtési sebességének szigorúan be kell tartania az alábbi előírásokat:
Ha a hőmérséklet 400 ℃ fölé emelkedik, a fűtési sebesség nem haladhatja meg a 205 × 25/δ ℃/h értéket, és nem haladhatja meg a 330 ℃/h értéket. Az állandó hőmérsékleti idő 1 óra 25 mm falvastagságonként, de legalább 15 perc.Az állandó hőmérsékletű időszakban a legmagasabb és a legalacsonyabb hőmérséklet közötti hőmérséklet-különbségnek 65 ℃-nál kisebbnek kell lennie.
Állandó hőmérséklet után a hűtési sebesség nem lehet nagyobb, mint 65 × 25/δ ℃/h, és nem lehet nagyobb 260 ℃/h-nál.A természetes hűtés 400 ℃ alatt megengedett.TS-1 típusú számítógéppel vezérelt hőkezelő berendezés.
4) Óvintézkedések
(1) Szigorúan előmelegítjük az előírásoknak megfelelően, és szabályozzuk a rétegközi hőmérsékletet, és a rétegközi hőmérsékletet 100-200 ℃ között szabályozzák.Minden hegesztési varratot egyszerre kell hegeszteni, és ha megszakad, lassú hűtési intézkedéseket kell tenni.
(2) A varrat felületét szigorúan tilos az ív által megkarcolni.Az ívkrátert fel kell tölteni, és a hibákat csiszolókoronggal le kell köszörülni, amikor az ív zárva van.A többrétegű hegesztés rétegei közötti csatlakozásokat lépcsőzetesen kell kialakítani.
(3) Szigorúan szabályozza a vonal energiáját, alkalmazzon kis áramerősséget, alacsony feszültséget és gyors hegesztést.Minden 3,2 mm átmérőjű W707Ni elektróda hegesztési hosszának 8 cm-nél nagyobbnak kell lennie.
(4) A rövid ívű és lengésmentes üzemmódot kell alkalmazni.
(5) A teljes behatolási eljárást el kell fogadni, és azt szigorúan a hegesztési eljárási specifikáció és a hegesztési folyamatkártya követelményeinek megfelelően kell végrehajtani.
(6) A hegesztési varrat megerősítése 0 ~ 2 mm, és a varrat mindkét oldalának szélessége ≤ 2 mm.
(7) A roncsolásmentes vizsgálat legalább 24 órával a hegesztési varrat szemrevételezéses ellenőrzése után elvégezhető.A csővezeték tompahegesztéseire a JB 4730-94 szabvány vonatkozik.
(8) „Nyomástartó edények: Nyomástartó edények roncsolásmentes vizsgálata” szabvány, II. osztályú minősítéssel.
(9) A hegesztési varrat javítását a hegesztés utáni hőkezelés előtt kell elvégezni.Ha a hőkezelés után javításra van szükség, a javítás után a hegesztést újra fel kell melegíteni.
(10) Ha a hegesztési felület geometriai mérete meghaladja a szabványt, akkor a köszörülés megengedett, és a köszörülés utáni vastagság nem lehet kisebb, mint a tervezési követelmény.
(11) Általános hegesztési hibák esetén legfeljebb két javítás megengedett.Ha a két javítás még mindig nem minősíthető, a hegesztési varratot le kell vágni, és a teljes hegesztési folyamatnak megfelelően újra kell hegeszteni.
Feladás időpontja: 2023. június 21
