Sut Mae Ansawdd Gwythïen Weld Tiwb Gwresogi Titaniwm yn Effeithio ar Ei Ymwrthedd i Straen Cracio Cyrydiad mewn Cyfryngau Clorid Poeth?

Mae titaniwm yn sensitif i gracio cyrydiad straen (SCC) yn un o'r ychydig amodau, cyfryngau clorid poeth. Yn gyffredinol, diffinnir cyfryngau clorid poeth fel uwch na 60 gradd a gyda chynnwys clorid yn fwy na 1,000 ppm. Mae SCC yn lledaenu'n gyflym trwy wal y tiwb, heb fawr o arwydd gweledol, yn wahanol i dyllu neu gyrydiad cyffredinol. Sêm weldio tiwb gwresogi titaniwm yw'r safle mwyaf tebygol ar gyfer dechrau SCC. Mae straen tynnol gweddilliol a gyflwynwyd gan y broses weldio, a newidiadau microstrwythurol yn y parth yr effeithir arnynt gan wres (HAZ), yn newid yn sylweddol straen trothwy'r deunydd ar gyfer cracio. Mae'n bwysig deall effaith rhai nodweddion ansawdd sêm weldio, megis lliw, treiddiad, lefel ocsidiad a thriniaeth ôl-weldio, ar wrthwynebiad SCC er mwyn dewis gwresogyddion ar gyfer gwasanaeth clorid poeth.

Mecanweithiau Cychwyn SCC metelegol mewn Weldiau Titaniwm

Mae weldio titaniwm mewn aer yn creu dilyniant nodweddiadol o liwiau sy'n dynodi halogiad yr arwyneb. Mae lliw gwellt arian neu welw yn golygu llai o ocsidiad a digon o amddiffyniad. Mae lliwiau glas, porffor neu lwyd yn dynodi gormod o amsugno ocsigen, sy'n arwain at haen achos alffa brau. Mae'r haen gyfoethogi ocsigen hon yn galetach ond yn llawer llai caled ac, yn hollbwysig, mae ganddi straen trothwy is ar gyfer ffurfio SCC mewn cloridau. Mae'r cylchred thermol cyflym y tu mewn i'r HAZ yn rhoi prif martensit alffa acicular yn y graddau masnachol pur, sy'n fwy tueddol o amsugno hydrogen na'r metel sylfaen hafal. Y grym gyrru mecanyddol yn aml yw'r straen tynnol gweddilliol ar y traed weldio, sydd yn nhrefn cryfder y cynnyrch (240.340 MPa ar gyfer Gradd 2). Mae arsugniad ïonau clorid ar yr wyneb ocsidiedig yn digwydd pan fydd toddiannau clorid poeth yn cysylltu â'r ardal weldio, ac mae micro-graciau'n datblygu oherwydd crynodiad straen ar grychau weldio neu dandoriadau. Yna mae'r craciau hyn yn ymledu'n drawsryweddol trwy'r HAZ ar hyd llwybr y straen gweddilliol mwyaf.

Paramedrau Meintiol Ansawdd Weld a'u Trothwyon ar gyfer SCC

Mae profion labordy rheoledig gan ddefnyddio sbesimenau tensiwn cryno wedi cracio cyn- mewn magnesiwm clorid berwedig (155 gradd , 42% MgCl2) wedi dangos perthnasoedd meintiol:

Lefel ocsidiad Weld: Mae gan welds arian / gwellt ddwysedd straen trothwy K ISCC o tua 55 MPa√m. Mae welds glas yn dangos K_ISCC is o 30-35 MPa√m. Ar gyfer welds llwyd neu wyn (ocsidiad difrifol), mae K_ISCC yn is na 15 MPa√m ac mae craciau'n tyfu'n gyflym ar lwythi cymhwyso isel.

Uchder atgyfnerthu Weld (treiddiad gorlenwi): Mae pob 0.5 mm o atgyfnerthiad uwchben diamedr allanol y tiwb yn dyblu'r ffactor crynodiad straen lleol. Ar gyfer welds ag atgyfnerthiad llai na 0.2 mm, mae'r amser ar gyfer cychwyn SCC yn fwy na 2000 h. Mae atgyfnerthu dros 1.0 mm yn lleihau'r amser cychwyn i lai na 200 awr.

Dyfnder tandoriad Weld: Mae tandoriad o 0.1 mm yn lleihau'r ardal drawsdoriadol leol tua 5% ond yn codi'r straen lleol 15-20%. Gwasanaeth clorid poeth: nid yw tandoriad sy'n fwy na 0.3 mm yn dderbyniol.

Triniaeth wres ar ôl-weldio (PWHT): Mae lleddfu straen ar 540-650 gradd am 30 munud yn lleihau straen gweddilliol yn y weldiad 60-75% ac yn cynyddu'r amser i gychwyn SCC gan ffactor o 5-10.

Cais yn Seiliedig ar Ganllaw Dewis Ansawdd Weld

Mae'r tabl canlynol yn cyflwyno fframwaith dewis ar gyfer sefydlu ansawdd weldio gwresogydd titaniwm mewn perthynas â difrifoldeb gwasanaeth clorid a safonau diogelwch.

Cyflwr Gwasanaeth Clorid Poeth a Dibynadwyedd Blaenoriaeth Angenrheidiol Ansawdd Weld Gofynion Craidd Rhesymeg ac Addasiad Risg SCC
Cloridau 1,000-5,000 ppm 60-80 gradd Datrysiad glân Gweithrediad nad yw'n gylchol Lliw gwellt arian, atgyfnerthiad Llai na neu'n hafal i 0.3 mm, dim tandoriad gweladwy Mae amgylchiadau cymedrol yn dderbyniol ar gyfer weldiau GTAW awtogenaidd safonol. Wedi'i archwilio'n weledol i dderbyn AWS D1.6 Dosbarth B.
Cloridau 5,000-20,000 ppm, 80-100 gradd, dim parthau llif, cylchoedd thermol wythnosol Arlliw gwellt ysgafn, atgyfnerthiad Llai na neu'n hafal i 0.2 mm, lliniaru straen PWHT (550 gradd, 30 munud) Mae PWHT yn lleihau straen gweddilliol o dan drothwy SCC. Ni chaniateir ocsidiad glas. Rhaid i bob weldiad gael ei archwilio gan dreiddiad llifyn.
Continuous Duty, chlorides >20,000 ppm, 100 i 120 deg C, gwasanaeth dŵr môr neu heli Dim ocsid gweladwy (yn ôl wedi'i lanhau ag argon), fflysio daear atgyfnerthu ±0.1 mm, ymwrthedd llawn PWHT Max SCC yn angenrheidiol Mae codwyr straen yn cael eu tynnu trwy'r post- malu weldio. Mae metel sylfaen Gradd 12 neu Radd 7 yn cael ei ffafrio.
Clorid poeth, pH<4 or oxidizing species (Fe3+, Cu2+) Silver weld color + Weld toe cold working (shot peening) Compressive surface stress from peening offsets tensile residual stress. Specialized procedure, more expensive.
Peirianneg Ansawdd Weld a Mwy

Nid yw ansawdd y weldiad yn dibynnu ar drwch wal y tiwb a thymheredd y gwaith. Gall hyd yn oed weldiad o ansawdd gwael dorri trwy wal drwchus (1.5 mm) mewn ychydig wythnosau, oherwydd gall cyfraddau lluosogi SCC mewn titaniwm fod mor uchel ag 1-2 mm/awr ar ôl eu sefydlu. Fodd bynnag, bydd wal denau (0.7 mm) gyda weldiad rhagorol (lliw arian, PWHT, fflysio daear) yn para blynyddoedd mewn heli poeth. Hefyd mae'r radd metel sylfaen yn dylanwadu ar y tueddiad weldio: Mae gan ditaniwm Gradd 12 (0.3% Mo a 0.8% Ni) wydnwch HAZ weldio llawer gwell na Gradd 2. Wrth ddylunio ar gyfer gwasanaeth clorid poeth, nodwch archwiliad treiddiol llifyn (ASTM E165) ar bob weld, a derbyniwch weldiadau yn unig heb unrhyw arwyddion. Nid yw glanhau cefn gydag argon yn ystod weldio yn ddewisol, mae'n ofynnol atal ocsidiad yr arwyneb mewnol na ellir ei weld gan archwiliad allanol.

Sut i wneud manyleb dda

(1) lliw weldio nad yw'n dywyllach na gwellt ysgafn fesul siart lliw AWS A5.16; (2) atgyfnerthu weldio uchafswm 0.2 mm; (3) dim tandoriad; (4) 100% archwiliad treiddiol llifyn gydag adroddiad ysgrifenedig; (5) postio -triniaeth wres weldio ar gyfer gwasanaeth uwchlaw 90 gradd .Wrth nodi tiwbiau gwresogi titaniwm ar gyfer amgylcheddau clorid poeth uwchlaw 60 gradd , fe'ch cynghorir i gynnwys y gofynion ansawdd weldio canlynol yn y fanyleb caffael: Cais am gofnodion cymhwyster gweithdrefn weldio (PQR) yn dangos bod dull y cyflenwr yn cynhyrchu welds sy'n cyfateb i'r meini prawf hyn. Mae hyn yn golygu mai ansawdd sêm weldio yw'r paramedr dylunio amlycaf, sy'n caniatáu i'r peiriannydd reoleiddio'r risg SCC mewn gwasanaeth clorid poeth yn uniongyrchol a throi'r weldiad o safle cychwyn methiant i ran ddibynadwy o'r cynulliad gwresogydd.