Sut Mae'r Dihysbyddiad Cynnwys Cromiwm Cyfwerth ag Uniadau Wedi'u Weldio o 316 o Diwbiau Gwain Gwresogydd yn Rheoli Tueddiad Cyrydiad Intergranular mewn Asid Nitrig Berwi

Graddiant microstrwythurol mewn-parth yr effeithiwyd arno (HAZ) weldio fel paramedr cyrydiad

Mewn amgylcheddau asid ocsideiddiol, y parth yr effeithir arno â gwres (HAZ) ger y llinell ymasiad weldio yw'r ardal fwyaf sensitif ar gyfer cyrydiad rhyng-gronynnog (IGC) yn achos 316 o diwbiau gwresogi trydan wedi'u gorchuddio â dur di-staen sydd angen capiau diwedd weldio neu fflansau, megis gwresogyddion dan bwysau, gwresogyddion mewnosod tymheredd uchel neu gynulliadau gyda thermowells. Yn ystod y weldio, mae'r HAZ yn profi cylch gwres a all hydoddi carbidau presennol yn rhannol ac ail-lenwi carbidau cromiwm ar ffiniau grawn wrth oeri. Mae'r disbyddiad cromiwm dilynol yn ymestyn rhywfaint o ddyfnder o'r ffin grawn ac yn cael ei fesur fel dyfnder disbyddu cynnwys cromiwm cyfatebol (50-500 nm fel arfer). Mae dyfnder y disbyddiad cromiwm mewn berwi asid nitrig 65% (ASTM A262 Practice C) yn fwy na 200 nm ac mae crynodiad cromiwm ar y ffin grawn yn llai na 12%. Mae ymosodiad rhyng-gronynnog yn mynd rhagddo'n gyflym gan arwain at golli pwysau o 0.5-2 mm y flwyddyn. Mae'r papur hwn yn mesur y cysylltiad rhwng dyfnder disbyddu cromiwm, crynodiad cromiwm ffin grawn a chyfradd IGC mewn 316 o wainiau wedi'u weldio.

Mecanwaith Disbyddiad Cromiwm trwy Weldio

Wrth weldio 316 o ddur di-staen, caiff y parth yr effeithir arno gan wres (HAZ) ei gynhesu i dymheredd rhwng 600 gradd a 1,300 gradd. Yn y rhanbarth wedi'i gynhesu uwchlaw tua 1,050 gradd mae'r carbidau presennol yn hydoddi'n llwyr ac mae cromiwm a charbon mewn hydoddiant solet. Gyda thymheredd yn gostwng mae'r HAZ yn mynd drwy'r ystod sensiteiddio (450-850 gradd) ar gyflymder sy'n swyddogaeth o drwch wal, rhag-gynhesu ac amgylchiadau amgylchynol. Gwain-gwresogydd wal tenau (1.5-2.0 mm) yn oeri braidd yn gyflym (10-30 eiliad trwy'r ystod sensiteiddio) yn aml yn atal unrhyw ailddodiad sylweddol o garbid. Fodd bynnag, pan wneir pasiau weldio lluosog, neu pan fydd y wain yn cael ei weldio i fflans drwchus (sy'n gweithredu fel sinc gwres), mae'r gyfradd oeri yn arafach a gall carbidau cromiwm waddodi ar ffiniau grawn, gan greu parth dihysbyddu cromiwm 50-500 nm o led gyda chynnwys cromiwm lleol mor isel â 5-10% (vs 17-19%). Y dyfnder disbyddu cynnwys cromiwm cyfatebol yw lled y rhanbarth lle mae'r cromiwm yn llai na'r gwerth critigol o 12%.

Perthynas feintiol rhwng dyfnder disbyddu a chyfradd cyrydiad mewn cyrydiad rhyng-gronynnog.

Sefydlwyd y berthynas trwy weldio rheoledig o diwbiau 316 (wal 1.5 mm) gyda gwahanol fewnbynnau gwres (0.5-3.0 kJ/mm) a chyfraddau oeri a ddilynwyd gan fesur dyfnder disbyddiad cromiwm gan sbectrosgopeg electron Auger (AES) a phrofion IGC mewn berwi 65% HNO₃ (5 cylch, 48 awr yr un).

Weld Heat Input (kJ/mm) HAZ Cooling Rate (450-850°C, °C/s) Chromium Depletion Depth (nm) Minimum Grain Boundary Chromium (wt%) IGC Rate in Boiling 65% HNO3 (mm/year)Acceptable with monitoring 1.5-2.0 15-30 100-200 10-12 0.40-1.00 Fail (moderate IGA) Not recommended 2.0-2.5 10-15 200-350 8-10 1.00-2.00 Fail (severe IGA) No 2.5-3.0 5-10 350-500 6-8 2.00-3.50 Fail (very severe) No >3.0 (sawl tocyn)<5 >500 <6 >3.50 Methu (datgymalu) Annerbyniol
Dylanwad Cynnwys Carbon ar Ddyfnder Disbyddu

Ar gyfer yr un gyfradd oeri, mae Safon 316 (0.08% C) yn cynhyrchu parthau disbyddu dyfnach na 316L (0.03% C) oherwydd bod mwy o garbon i ffurfio carbidau.

Cyfradd Oeri (gradd/s) (450-850 gradd) Dyfnder Disbyddu yn 316 (0.08% C) (nm) Dyfnder Disbyddu yn 316L (0.03% C) (nm)316 Cyfradd IGC (mm/blwyddyn)316L Cyfradd IGC (mm/blwyddyn)Gradd Argymelledig 1000 mewn Gradd Ar gyfer Gwasanaeth Weld<30 <10 <.05 <.05 316 acceptable 50-100 30-80 10-30 .10-.30 <.10 316L preferred 30-50 80-150 30-60 .30-.80 .10-.25 316L required 15-30 150-300 60-150 .80-1.50 .25-.60 316L with post-weld anneal <15 >300 >150 >1.50 > .60 Post-weld aneliad yn ofynnol ar gyfer y naill neu'r llall
Manylebau Weldio Ymarferol Gwasanaeth Asid Nitrig

Ar gyfer 316 o wresogyddion gwain i'w defnyddio mewn berwi asid nitrig neu asidau ocsideiddio eraill, bydd y gofynion weldio canlynol yn lleihau dyfnder disbyddu cromiwm ac yn darparu ymwrthedd IGC.

Cyflwr Gwasanaeth Uchafswm y Gyfradd IGC a Ganiateir (mm/blwyddyn) Proses Weldio a Awgrymir Uchafswm Mewnbwn Gwres (kj/mm) Prawf Derbyn Triniaeth Ôl Weld
Ysbeidiol, gwanedig (20% HNO3) 0.3 GTAW, tocyn sengl 1.5 Dim (os 316L) ASTM A262 Ymarfer A