1. Gambaran keseluruhan keluli kriogenik
1) Keperluan teknikal untuk keluli suhu rendah secara amnya: kekuatan yang mencukupi dan keliatan yang mencukupi dalam persekitaran suhu rendah, prestasi kimpalan yang baik, prestasi pemprosesan dan rintangan kakisan, dll. Antaranya, keliatan suhu rendah, iaitu, keupayaan untuk mengelakkan kejadian dan pengembangan patah rapuh pada suhu rendah adalah faktor yang paling penting. Oleh itu, negara biasanya menetapkan nilai keliatan impak tertentu pada suhu terendah.
2) Antara komponen keluli suhu rendah, secara amnya dipercayai bahawa unsur-unsur seperti karbon, silikon, fosforus, sulfur, dan nitrogen merosot keliatan suhu rendah, dan fosforus adalah yang paling berbahaya, jadi penyahfosforasian suhu rendah awal harus dilakukan. dilakukan semasa peleburan. Unsur-unsur seperti mangan dan nikel boleh meningkatkan keliatan suhu rendah. Bagi setiap peningkatan 1% dalam kandungan nikel, suhu peralihan kritikal yang rapuh boleh dikurangkan sebanyak kira-kira 20°C.
3) Proses rawatan haba mempunyai pengaruh yang menentukan pada struktur metalografi dan saiz butiran keluli suhu rendah, yang juga mempengaruhi keliatan suhu rendah keluli. Selepas rawatan pelindapkejutan dan pembajaan, keliatan suhu rendah jelas bertambah baik.
4) Mengikut kaedah pembentukan panas yang berbeza, keluli suhu rendah boleh dibahagikan kepada keluli tuang dan keluli bergulung. Mengikut perbezaan komposisi dan struktur metalografi, keluli suhu rendah boleh dibahagikan kepada: keluli aloi rendah, keluli nikel 6%, keluli nikel 9%, keluli austenit kromium-mangan atau kromium-mangan-nikel dan keluli tahan karat austenit kromium-nikel tunggu. Keluli aloi rendah biasanya digunakan dalam julat suhu kira-kira -100°C untuk pembuatan peralatan penyejukan, peralatan pengangkutan, bilik simpanan vinil dan peralatan petrokimia. Di Amerika Syarikat, United Kingdom, Jepun dan negara-negara lain, keluli nikel 9% digunakan secara meluas dalam struktur suhu rendah pada 196°C, seperti tangki simpanan untuk penyimpanan dan pengangkutan biogas dan metana cecair, peralatan untuk menyimpan oksigen cecair. , dan pembuatan oksigen cecair dan nitrogen cecair. Keluli tahan karat austenit adalah bahan struktur suhu rendah yang sangat baik. Ia mempunyai keliatan suhu rendah yang baik, prestasi kimpalan yang sangat baik, dan kekonduksian terma yang rendah. Ia digunakan secara meluas dalam medan suhu rendah, seperti kapal tangki pengangkutan dan tangki simpanan untuk cecair hidrogen dan oksigen cecair. Walau bagaimanapun, kerana ia mengandungi lebih banyak kromium dan nikel, ia lebih mahal.
2. Gambaran keseluruhan pembinaan kimpalan keluli suhu rendah
Apabila memilih kaedah pembinaan kimpalan dan keadaan pembinaan keluli suhu rendah, tumpuan masalahnya adalah pada dua aspek berikut: mencegah kemerosotan keliatan suhu rendah sambungan dikimpal dan mencegah berlakunya keretakan kimpalan.
1) Pemprosesan serong
Bentuk alur sambungan dikimpal keluli suhu rendah tidak berbeza pada prinsipnya daripada keluli karbon biasa, keluli aloi rendah atau keluli tahan karat, dan boleh dirawat seperti biasa. Tetapi untuk Geng 9Ni, sudut bukaan alur adalah sebaik-baiknya tidak kurang daripada 70 darjah, dan tepi tumpul sebaik-baiknya tidak kurang daripada 3mm.
Semua keluli suhu rendah boleh dipotong dengan obor oksiasetilena. Cuma kelajuan pemotongan adalah lebih perlahan sedikit apabila gas memotong keluli 9Ni berbanding apabila gas memotong keluli struktur karbon biasa. Jika ketebalan keluli melebihi 100mm, kelebihan pemotongan boleh dipanaskan hingga 150-200°C sebelum pemotongan gas, tetapi tidak melebihi 200°C.
Pemotongan gas tidak mempunyai kesan buruk pada kawasan yang terjejas oleh haba kimpalan. Walau bagaimanapun, disebabkan sifat pengerasan diri keluli yang mengandungi nikel, permukaan yang dipotong akan mengeras. Untuk memastikan prestasi sambungan yang dikimpal yang memuaskan, sebaiknya gunakan roda pengisar untuk mengisar permukaan permukaan yang dipotong bersih sebelum mengimpal.
Mencungkil arka boleh digunakan jika manik kimpalan atau logam asas hendak dikeluarkan semasa pembinaan kimpalan. Walau bagaimanapun, permukaan takuk masih perlu diampelas bersih sebelum digunakan semula.
Mencungkil api oksiasetilena tidak boleh digunakan kerana bahaya keluli menjadi terlalu panas.
2) Pemilihan kaedah kimpalan
Kaedah kimpalan biasa yang tersedia untuk keluli suhu rendah termasuk kimpalan arka, kimpalan arka terendam dan kimpalan argon elektrod cair.
Kimpalan arka adalah kaedah kimpalan yang paling biasa digunakan untuk keluli suhu rendah, dan ia boleh dikimpal dalam pelbagai kedudukan kimpalan. Input haba kimpalan adalah kira-kira 18-30KJ/cm. Jika elektrod jenis hidrogen rendah digunakan, sambungan kimpalan yang memuaskan sepenuhnya boleh diperolehi. Bukan sahaja sifat mekanikal yang baik, tetapi keliatan takuk juga agak baik. Di samping itu, mesin kimpalan arka adalah mudah dan murah, dan pelaburan peralatan adalah kecil, dan ia tidak terjejas oleh kedudukan dan arah. kelebihan seperti batasan.
Input haba kimpalan arka terendam keluli suhu rendah adalah kira-kira 10-22KJ/cm. Kerana peralatannya yang ringkas, kecekapan kimpalan yang tinggi dan operasi yang mudah, ia digunakan secara meluas. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kesan penebat haba fluks, kadar penyejukan akan menjadi perlahan, jadi terdapat kecenderungan yang lebih besar untuk menghasilkan retakan panas. Di samping itu, kekotoran dan Si mungkin sering memasuki logam kimpalan daripada fluks, yang akan menggalakkan lagi kecenderungan ini. Oleh itu, Apabila menggunakan kimpalan arka terendam, perhatikan pemilihan dawai dan fluks kimpalan dan beroperasi dengan berhati-hati.
Sambungan yang dikimpal oleh kimpalan terlindung gas CO2 mempunyai keliatan yang rendah, jadi ia tidak digunakan dalam kimpalan keluli suhu rendah.
Kimpalan arka argon tungsten (kimpalan TIG) biasanya dilakukan secara manual, dan input haba kimpalannya terhad kepada 9-15KJ/cm. Oleh itu, walaupun sambungan dikimpal mempunyai sifat yang memuaskan sepenuhnya, ia sama sekali tidak sesuai apabila ketebalan keluli melebihi 12mm.
Kimpalan MIG adalah kaedah kimpalan automatik atau separa automatik yang paling banyak digunakan dalam kimpalan keluli suhu rendah. Input haba kimpalannya ialah 23-40KJ/cm. Mengikut kaedah pemindahan titisan, ia boleh dibahagikan kepada tiga jenis: proses pemindahan litar pintas (input haba yang lebih rendah), proses pemindahan jet (input haba yang lebih tinggi) dan proses pemindahan jet nadi (input haba tertinggi). Kimpalan MIG peralihan litar pintas mempunyai masalah penembusan yang tidak mencukupi, dan kecacatan gabungan yang lemah mungkin berlaku. Masalah yang sama wujud dengan fluks MIG lain, tetapi pada tahap yang berbeza. Untuk menjadikan arka lebih tertumpu untuk mencapai penembusan yang memuaskan, beberapa peratus hingga puluhan peratus CO2 atau O2 boleh diserap ke dalam argon tulen sebagai gas pelindung. Peratusan yang sesuai hendaklah ditentukan dengan menguji bagi keluli tertentu yang dikimpal.
3) Pemilihan bahan kimpalan
Bahan kimpalan (termasuk rod kimpalan, dawai kimpalan dan fluks, dsb.) secara amnya hendaklah berdasarkan kaedah kimpalan yang digunakan. Bentuk sendi dan bentuk alur dan ciri-ciri lain yang perlu untuk dipilih. Untuk keluli suhu rendah, perkara yang paling penting untuk diberi perhatian ialah menjadikan logam kimpalan mempunyai keliatan suhu rendah yang cukup untuk dipadankan dengan logam asas, dan meminimumkan kandungan hidrogen boleh resapan di dalamnya.
Kimpalan Xinfa mempunyai kualiti yang sangat baik dan ketahanan yang kuat, untuk butiran, sila semak:https://www.xinfatools.com/welding-cutting/
(1) Keluli ternyahoksida aluminium
Keluli terdeoksida aluminium adalah gred keluli yang sangat sensitif terhadap pengaruh kadar penyejukan selepas kimpalan. Kebanyakan elektrod yang digunakan dalam kimpalan arka manual keluli terdeoksida aluminium ialah elektrod hidrogen rendah Si-Mn atau 1.5% Ni dan 2.0% elektrod Ni.
Untuk mengurangkan input haba kimpalan, keluli ternyahoksida aluminium secara amnya hanya menggunakan kimpalan berbilang lapisan dengan elektrod nipis ≤¢3~3.2mm, supaya kitaran haba sekunder lapisan atas kimpalan boleh digunakan untuk menapis butiran.
Keliatan hentaman logam kimpalan yang dikimpal dengan elektrod siri Si-Mn akan berkurangan secara mendadak pada 50 ℃ dengan peningkatan input haba. Sebagai contoh, apabila input haba meningkat daripada 18KJ/cm kepada 30KJ/cm, keliatan akan kehilangan lebih daripada 60%. Elektrod kimpalan siri 1.5% Ni dan siri 2.5% Ni tidak terlalu sensitif terhadap perkara ini, jadi sebaiknya pilih elektrod jenis ini untuk kimpalan.
Kimpalan arka terendam adalah kaedah kimpalan automatik yang biasa digunakan untuk keluli terdeoksida aluminium. Kawat kimpalan yang digunakan dalam kimpalan arka terendam adalah sebaik-baiknya jenis yang mengandungi 1.5~3.5% nikel dan 0.5~1.0% molibdenum.
Menurut kesusasteraan, dengan wayar kimpalan 2.5%Ni—0.8%Cr—0.5%Mo atau 2%Ni, dipadankan dengan fluks yang sesuai, nilai keliatan Charpy purata logam kimpalan pada -55°C boleh mencapai 56-70J (5.7). ~7.1Kgf.m). Walaupun apabila wayar kimpalan 0.5% Mo dan fluks asas aloi mangan digunakan, selagi input haba dikawal di bawah 26KJ/cm, logam kimpalan dengan ν∑-55=55J (5.6Kgf.m) masih boleh dihasilkan.
Apabila memilih fluks, perhatian harus diberikan kepada pemadanan Si dan Mn dalam logam kimpalan. Bukti ujian. Kandungan Si dan Mn yang berbeza dalam logam kimpalan akan banyak mengubah nilai keliatan Charpy. Kandungan Si dan Mn dengan nilai keliatan terbaik ialah 0.1~0.2%Si dan 0.7~1.1%Mn. Apabila memilih dawai kimpalan dan Berhati-hati dengan perkara ini semasa memateri.
Kimpalan arka argon tungsten dan kimpalan arka argon logam kurang digunakan dalam keluli ternyahoksida aluminium. Wayar kimpalan di atas untuk kimpalan arka tenggelam juga boleh digunakan untuk kimpalan argon argon.
(2) Keluli 2.5Ni dan 3.5Ni
Kimpalan arka terendam atau kimpalan MIG keluli 2.5Ni dan keluli 3.5Ni secara amnya boleh dikimpal dengan wayar kimpalan yang sama seperti bahan asas. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh formula Wilkinson (5), Mn ialah elemen perencat retak panas untuk keluli suhu rendah nikel rendah. Mengekalkan kandungan mangan dalam logam kimpalan pada kira-kira 1.2% adalah sangat berfaedah untuk mengelakkan rekahan panas seperti retakan kawah arka. Ini harus diambil kira apabila memilih gabungan wayar kimpalan dan fluks.
Keluli 3.5Ni cenderung terbaja dan lusuh, jadi selepas rawatan haba selepas kimpalan (contohnya, 620°C×1 jam, kemudian penyejukan relau) untuk menghapuskan tegasan baki, ν∑-100 akan turun mendadak daripada 3.8 Kgf.m kepada 2.1Kgf.m tidak lagi dapat memenuhi keperluan. Logam kimpalan yang dibentuk oleh kimpalan dengan dawai kimpalan siri 4.5%Ni-0.2%Mo mempunyai kecenderungan yang lebih kecil daripada kerosakkan marah. Menggunakan wayar kimpalan ini boleh mengelakkan kesukaran di atas.
(3) Keluli 9Ni
Keluli 9Ni biasanya dirawat haba dengan pelindapkejutan dan pembajaan atau dua kali normalisasi dan pembajaan untuk memaksimumkan keliatan suhu rendahnya. Tetapi logam kimpalan keluli ini tidak boleh dirawat haba seperti di atas. Oleh itu, adalah sukar untuk mendapatkan logam kimpalan dengan keliatan suhu rendah yang setanding dengan logam asas jika bahan guna kimpalan berasaskan besi digunakan. Pada masa ini, bahan kimpalan nikel tinggi digunakan terutamanya. Kimpalan yang didepositkan oleh bahan kimpalan tersebut akan menjadi austenit sepenuhnya. Walaupun ia mempunyai kelemahan kekuatan yang lebih rendah daripada bahan asas keluli 9Ni dan harga yang sangat mahal, keretakan rapuh tidak lagi menjadi masalah serius baginya.
Daripada perkara di atas, boleh diketahui bahawa kerana logam kimpalan adalah austenit sepenuhnya, keliatan suhu rendah logam kimpalan yang digunakan untuk mengimpal dengan elektrod dan wayar adalah setanding sepenuhnya dengan logam asas, tetapi kekuatan tegangan dan titik hasil adalah. lebih rendah daripada logam asas. Keluli yang mengandungi nikel adalah pengerasan sendiri, jadi kebanyakan elektrod dan wayar memberi perhatian kepada mengehadkan kandungan karbon untuk mencapai kebolehkimpalan yang baik.
Mo ialah elemen pengukuhan yang penting dalam bahan kimpalan, manakala Nb, Ta, Ti dan W adalah elemen peneguh yang penting, yang telah diberi perhatian sepenuhnya dalam pemilihan bahan kimpalan.
Apabila dawai kimpalan yang sama digunakan untuk mengimpal, kekuatan dan keliatan logam kimpalan kimpalan arka terendam adalah lebih teruk daripada kimpalan MIG, yang mungkin disebabkan oleh kelembapan kadar penyejukan kimpalan dan kemungkinan penyusupan kekotoran atau Si daripada fluks.
3. A333-GR6 kimpalan paip keluli suhu rendah
1) Analisis kebolehkimpalan keluli A333-GR6
Keluli A333–GR6 tergolong dalam keluli suhu rendah, suhu perkhidmatan minimum ialah -70 ℃, dan ia biasanya dibekalkan dalam keadaan normal atau normal dan terbaja. Keluli A333-GR6 mempunyai kandungan karbon rendah, jadi kecenderungan pengerasan dan kecenderungan keretakan sejuk agak kecil, bahan itu mempunyai keliatan dan keplastikan yang baik, secara amnya tidak mudah untuk menghasilkan pengerasan dan kecacatan retak, dan mempunyai kebolehkimpalan yang baik. Kawat kimpalan arka argon ER80S-Ni1 boleh digunakan Dengan elektrod W707Ni, gunakan kimpalan sendi argon-elektrik, atau gunakan wayar kimpalan argon argon ER80S-Ni1, dan gunakan kimpalan arka argon penuh untuk memastikan keliatan yang baik bagi sambungan yang dikimpal. Jenama dawai dan elektrod kimpalan argon argon juga boleh memilih produk dengan prestasi yang sama, tetapi ia hanya boleh digunakan dengan persetujuan pemilik.
2) Proses mengimpal
Untuk kaedah proses kimpalan terperinci, sila rujuk buku arahan proses kimpalan atau WPS. Semasa mengimpal, sambungan punggung jenis I dan kimpalan arka argon penuh digunakan untuk paip dengan diameter kurang daripada 76.2 mm; untuk paip dengan diameter lebih besar daripada 76.2 mm, alur berbentuk V dibuat, dan kaedah kimpalan gabungan argon-elektrik dengan penyebuan arka argon dan pengisian berbilang lapisan digunakan atau Kaedah kimpalan arka argon penuh. Kaedah khusus ialah memilih kaedah kimpalan yang sepadan mengikut perbezaan diameter paip dan ketebalan dinding paip dalam WPS yang diluluskan oleh pemilik.
3) Proses rawatan haba
(1) Pemanasan awal sebelum mengimpal
Apabila suhu ambien lebih rendah daripada 5 °C, kimpalan perlu dipanaskan terlebih dahulu, dan suhu prapemanasan ialah 100-150 °C; julat prapemanasan ialah 100 mm pada kedua-dua belah kimpalan; ia dipanaskan dengan nyalaan oksiasetilena (nyalaan neutral), dan suhu diukur Pen mengukur suhu pada jarak 50-100 mm dari pusat kimpalan, dan titik pengukuran suhu diagihkan secara sama rata untuk mengawal suhu dengan lebih baik. .
(2) Rawatan haba selepas kimpalan
Untuk meningkatkan keliatan takuk keluli suhu rendah, bahan yang digunakan secara amnya telah dipadamkan dan dibaja. Rawatan haba selepas kimpalan yang tidak betul selalunya merosot prestasi suhu rendahnya, yang perlu diberi perhatian secukupnya. Oleh itu, kecuali untuk keadaan ketebalan kimpalan yang besar atau keadaan sekatan yang sangat teruk, rawatan haba selepas kimpalan biasanya tidak dijalankan untuk keluli suhu rendah. Sebagai contoh, kimpalan saluran paip LPG baharu di CSPC tidak memerlukan rawatan haba selepas kimpalan. Jika rawatan haba selepas kimpalan sememangnya diperlukan dalam sesetengah projek, kadar pemanasan, masa suhu malar dan kadar penyejukan rawatan haba selepas kimpalan mestilah mengikut peraturan berikut:
Apabila suhu meningkat melebihi 400 ℃, kadar pemanasan tidak boleh melebihi 205 × 25/δ ℃/j, dan tidak boleh melebihi 330 ℃/j. Masa suhu malar hendaklah 1 jam setiap 25 mm ketebalan dinding, dan tidak kurang daripada 15 minit. Semasa tempoh suhu malar, perbezaan suhu antara suhu tertinggi dan terendah hendaklah lebih rendah daripada 65 ℃.
Selepas suhu malar, kadar penyejukan tidak boleh melebihi 65 × 25/δ ℃/j, dan tidak boleh melebihi 260 ℃/j. Penyejukan semula jadi dibenarkan di bawah 400 ℃. Peralatan rawatan haba jenis TS-1 dikawal oleh komputer.
4) Langkah berjaga-jaga
(1) Panaskan dengan ketat mengikut peraturan, dan kawal suhu interlayer, dan suhu interlayer dikawal pada 100-200 ℃. Setiap jahitan kimpalan hendaklah dikimpal pada satu masa, dan jika ia terganggu, langkah penyejukan perlahan hendaklah diambil.
(2) Permukaan kimpalan adalah dilarang sama sekali daripada tercalar oleh arka. Kawah arka hendaklah diisi dan kecacatan hendaklah dikisar dengan roda pengisar apabila arka ditutup. Sambungan antara lapisan kimpalan berbilang lapisan hendaklah berperingkat.
(3) Kawal tenaga talian dengan ketat, pakai arus kecil, voltan rendah, dan kimpalan pantas. Panjang kimpalan setiap elektrod W707Ni dengan diameter 3.2 mm mestilah lebih besar daripada 8 cm.
(4) Mod operasi arka pendek dan tiada hayunan mesti diguna pakai.
(5) Proses penembusan penuh mesti diterima pakai, dan ia mesti dijalankan mengikut ketat dengan keperluan spesifikasi proses kimpalan dan kad proses kimpalan.
(6) Pengukuhan kimpalan ialah 0 ~ 2mm, dan lebar setiap sisi kimpalan ialah ≤ 2mm.
(7) Ujian tidak merosakkan boleh dijalankan sekurang-kurangnya 24 jam selepas pemeriksaan visual kimpalan layak. Kimpalan punggung saluran paip hendaklah tertakluk kepada JB 4730-94.
(8) piawaian “Bejana Tekanan: Ujian Tidak Memusnahkan Kapal Tekanan”, kelayakan Kelas II.
(9) Pembaikan kimpalan hendaklah dijalankan sebelum rawatan haba selepas kimpalan. Jika pembaikan perlu selepas rawatan haba, kimpalan hendaklah dipanaskan semula selepas pembaikan.
(10) Jika dimensi geometri permukaan kimpalan melebihi standard, pengisaran dibenarkan, dan ketebalan selepas pengisaran tidak boleh kurang daripada keperluan reka bentuk.
(11) Untuk kecacatan kimpalan am, maksimum dua pembaikan dibenarkan. Jika kedua-dua pembaikan masih tidak layak, kimpalan mesti dipotong dan dikimpal semula mengikut proses kimpalan yang lengkap.
Masa siaran: Jun-21-2023
