Горячее растрескивание,Это явление приводит к образованию трещин в металле шва или зоне термического влияния (HAZ) до того, как соединение достигнет комнатной температуры. Если вы проигнорируете опасность горячего растрескивания, вы столкнетесь с опасностью внезапных утечек в линиях высокого давления.
Механизм горячего растрескивания
Горячее растрескивание происходит, когда примеси с низкой температурой плавления концентрируются на границах зерен остывающего сварного шва. Когда металл шва сжимается во время охлаждения, он создает растягивающее напряжение по границам зерен. Если жидкая пленка примесей еще существует, металл не может сопротивляться напряжению. В результате зерна раздвигаются, оставляя микроскопическую или видимую трещину. Это часто происходит в центре сварной шайбы, где происходит окончательное затвердевание.
Что мы делаем
- Пластина
- Лист
- Поковки
- Круглый прут
- Фланец
- Трубы
- Арматура
- На заказ
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации
Горячее растрескивание в аустенитных нержавеющих сталях
Стандартные аустенитные нержавеющие стали, такие как 304L и 316L, широко используются для фитинги.Однако эти сплавы подвержены проблемам затвердевания из-за их высокого теплового расширения.
Чтобы этого не произошло, профессиональные Поставщики труб SS Строго контролируйте содержание феррита в сварных швах. Небольшое количество первичного феррита (обычно от 3% до 8%) действует как растворитель для таких примесей, как сера и фосфор. Это предотвращает образование опасных жидких пленок, о которых говорилось ранее. Если содержание феррита слишком мало, риск образования горячих трещин в трубном соединении значительно возрастает.
Уязвимость сплавов на основе никеля
В отличие от нержавеющей стали, эти сплавы затвердевают полностью в виде аустенита (полностью аустенитные). Они не нуждаются во вторичной ферритной фазе для “очистки” границ зерен.
- Инконель (например, 625, 718):
Эти сплавы содержат ниобий и кремний, которые могут образовывать низкоплавкие эвтектические фазы. - Инколой (например, 825):
Высокое содержание никеля и железа требует точного контроля температуры во избежание термического напряжения. - Хастеллой (например, C276):
Разработанный для кислотных сред, этот сплав требует низкого нагрева для предотвращения микротрещин во фланцевом соединении.
Сравнение чувствительности к горячему растрескиванию по группам металлов
| Группа металлов | Уровень чувствительности | Основная причина | Стратегия смягчения последствий |
|---|---|---|---|
| Нержавеющая аустенитная сталь | Умеренный | Высокое тепловое расширение | Главное 3-8% Дельта феррит |
| Никелевые сплавы | Высокий | Полностью аустенитное затвердевание | Используйте низкотемпературные и специфические наполнители |
| Нержавеющий дуплекс | Низкий | Сбалансированная фазовая структура | Контроль скорости охлаждения |
| углеродистая сталь | Очень низкий | Низкий уровень примесей | Стандартный предварительный нагрев |
Факторы, повышающие риск образования трещин в компонентах трубопроводов
- Сдерживающий стресс:
Толстостенные фланцы обеспечивают высокую механическую прочность, препятствуя естественной усадке сварных швов и тем самым увеличивая растягивающее напряжение. - Уровни примесей:
Следовые количества серы, фосфора, свинца или цинка значительно повышают риск горячего растрескивания. - Форма сварочной шайбы:
Глубокие, узкие сварные швы (с высоким аспектным отношением) склонны к образованию осевых трещин. - Тепловая мощность:
Чрезмерный нагрев приводит к чрезмерному расширению металла, создавая повышенные напряжения при последующем охлаждении.
Лучшие методы предотвращения горячего растрескивания
Правильный выбор присадочного металла
Всегда используйте присадочные металлы высокой чистоты. Для никелевых сплавов выбирайте присадки, содержащие такие элементы, как марганец. Марганец реагирует с серой, образуя стабильные соединения, уменьшающие жидкую пленку на границах зерен.
Управление подачей тепла
Для фитингов из нержавеющей стали используйте технику “бусина-стрингер”, а не широкое плетение. Благодаря этому сварочная ванна будет небольшой и управляемой.
Чистота поверхности
Перед сваркой труб из нержавеющей стали тщательно очистите поверхность, удалите все масла, жиры и маркировочные краски. Эти вещества часто содержат серу или свинец, которые действуют как катализаторы горячего растрескивания.
Выявление кратерных трещин в местах сварки
Особой и опасной формой горячего растрескивания является “кратерная трещина”. Она возникает на конце сварочной бусины, когда сварщик внезапно обрывает дугу. Поскольку расплавленная ванна быстро сжимается без достаточного количества присадочного металла, в центре образуется трещина в форме звезды.
В фланцевом соединении высокого давления кратерная трещина может служить концентратором напряжения. Со временем этот небольшой дефект может распространиться по всей стенке трубы из нержавеющей стали.
Чтобы предотвратить это, специалисты Kaysuns используют функцию ’заполнение кратера“ на современных сварочных аппаратах. Эта функция постепенно снижает силу тока, позволяя сварочной ванне застывать медленно и полностью.
Химия ликвационного растрескивания никелевых сплавов
Помимо стандартных проблем с затвердеванием, сплавы на никелевой основе, такие как Inconel 718, сталкиваются с угрозой, называемой “ликвационным растрескиванием”. Оно происходит в зоне термического влияния (HAZ), а не в самом металле шва.
Некоторые элементы, такие как ниобий или бор, могут плавиться при более низких температурах, чем окружающий металл. Во время сварки эти границы зерен “разжижаются”, в то время как остальная часть трубы остается твердой. Образующиеся микроскопические трещины часто невидимы невооруженным глазом.
Поэтому инженеры Kaysuns должны проводить испытания с использованием жидкого пенетранта (PT) на всех трубных фитингах из высоконикелевых сплавов, чтобы убедиться в целостности HAZ.
Контроль качества: испытания на горячее растрескивание в полевых условиях
Как можно проверить наличие этих дефектов в трубопроводной системе?
Комплексный план контроля качества (КК) - единственный способ обеспечить безопасность.
| Метод тестирования | Эффективность при горячем растрескивании | заявка |
|---|---|---|
| Визуальное тестирование (VT) | Низкий (только для поверхностных трещин) | Общий осмотр труб |
| Красящий пенетрант (PT) | Высокий (отлично подходит для поверхностных трещин) | Критические показатели для соединений из инколоя/хастеллоя |
| Рентгенографический (RT) | Умеренная (хорошо подходит для внутренних пустот) | Стыковые сварные швы с полным проплавлением |
| Макротравление | Высокий (показывает структуру зерна) | Используется при квалификации сварочных процедур (PQR) |
Устранение неполадок
| Наблюдаемый симптом | Вероятная первопричина | Решение |
|---|---|---|
| Трещины по центру | Неправильная форма бусин | Увеличение ширины сварного шва или уменьшение глубины |
| Трещины в зоне контакта | Чрезмерное тепловыделение | Используйте меньшую силу тока и более быстрый ход |
| Кратер в конце | Быстрая заделка дуги | Используйте функцию “Заполнение кратера” на сварочном аппарате |
| Микрофиссуры | Загрязнение поверхности | Очистка ацетоном перед сваркой |
Связаться с нами
Свяжитесь с нами
- RM901 No.22 Tangjiaqiao Road Wenzhou Китай
- +86 577 8551 1171
- [email protected]
- https://www.kaysuns.com/
Найти нас
