1. Pangkalahatang-ideya ng cryogenic steel
1) Ang mga teknikal na kinakailangan para sa mababang temperatura na bakal ay karaniwang: sapat na lakas at sapat na katigasan sa isang mababang temperatura na kapaligiran, mahusay na pagganap ng hinang, pagganap ng pagproseso at paglaban sa kaagnasan, atbp. Kabilang sa mga ito, ang mababang temperatura ng katigasan, iyon ay, ang kakayahan upang maiwasan ang paglitaw at pagpapalawak ng malutong na bali sa mababang temperatura ay ang pinakamahalagang kadahilanan. Samakatuwid, ang mga bansa ay karaniwang nagtatakda ng isang tiyak na halaga ng tibay ng epekto sa pinakamababang temperatura.
2) Kabilang sa mga bahagi ng mababang temperatura na bakal, karaniwang pinaniniwalaan na ang mga elemento tulad ng carbon, silicon, phosphorus, sulfur, at nitrogen ay lumalala sa mababang temperatura na katigasan, at ang posporus ay ang pinakanakakapinsala, kaya ang maagang mababang temperatura na dephosphorization ay dapat ginanap sa panahon ng pagtunaw. Ang mga elemento tulad ng manganese at nickel ay maaaring mapabuti ang mababang temperatura na tigas. Para sa bawat 1% na pagtaas sa nilalaman ng nikel, ang malutong na kritikal na temperatura ng paglipat ay maaaring bawasan ng humigit-kumulang 20°C.
3) Ang proseso ng heat treatment ay may mapagpasyang impluwensya sa metallographic na istraktura at laki ng butil ng mababang temperatura na bakal, na nakakaapekto rin sa mababang temperatura na tigas ng bakal. Pagkatapos ng quenching at tempering na paggamot, ang mababang temperatura na kayamutan ay malinaw na napabuti.
4) Ayon sa iba't ibang paraan ng hot-forming, ang mababang temperatura na bakal ay maaaring nahahati sa cast steel at rolled steel. Ayon sa pagkakaiba ng komposisyon at metallographic na istraktura, ang mababang temperatura na bakal ay maaaring nahahati sa: mababang haluang metal na bakal, 6% na bakal na nikel, 9% na bakal na nikel, chromium-manganese o chromium-manganese-nickel austenitic steel at chromium-nickel austenitic hindi kinakalawang na asero maghintay. Ang mababang-alloy na bakal ay karaniwang ginagamit sa isang hanay ng temperatura na humigit-kumulang -100°C para sa paggawa ng mga kagamitan sa pagpapalamig, kagamitan sa transportasyon, mga silid na imbakan ng vinyl at kagamitang petrochemical. Sa Estados Unidos, United Kingdom, Japan at iba pang mga bansa, 9% nickel steel ay malawakang ginagamit sa mababang temperatura na mga istraktura sa 196°C, tulad ng mga tangke ng imbakan para sa imbakan at transportasyon ng liquefied biogas at methane, kagamitan para sa pag-iimbak ng likidong oxygen , at paggawa ng likidong oxygen at likidong nitrogen. Ang Austenitic na hindi kinakalawang na asero ay isang napakahusay na materyal na istruktura na may mababang temperatura. Ito ay may magandang mababang temperatura na katigasan, mahusay na pagganap ng hinang, at mababang thermal conductivity. Ito ay malawakang ginagamit sa mababang temperatura, tulad ng mga transport tanker at storage tank para sa likidong hydrogen at likidong oxygen. Gayunpaman, dahil naglalaman ito ng mas maraming kromo at nikel, mas mahal ito.
2. Pangkalahatang-ideya ng mababang temperatura ng konstruksiyon ng bakal na hinang
Kapag pumipili ng paraan ng pagtatayo ng hinang at mga kondisyon ng konstruksiyon ng mababang temperatura na bakal, ang pokus ng problema ay nasa sumusunod na dalawang aspeto: pinipigilan ang pagkasira ng mababang temperatura na tigas ng welded joint at pinipigilan ang paglitaw ng mga bitak ng hinang.
1) Pagproseso ng bevel
Ang groove form ng low-temperature steel welded joints ay hindi naiiba sa prinsipyo mula sa ordinaryong carbon steel, low alloy steel o stainless steel, at maaaring tratuhin gaya ng dati. Ngunit para sa 9Ni Gang, ang pagbubukas ng anggulo ng uka ay mas mabuti na hindi bababa sa 70 degrees, at ang mapurol na gilid ay mas mabuti na hindi bababa sa 3mm.
Ang lahat ng mababang temperatura na bakal ay maaaring putulin gamit ang isang oxyacetylene torch. Ito ay lamang na ang bilis ng pagputol ay bahagyang mas mabagal kapag gas cutting 9Ni bakal kaysa kapag gas cutting ordinaryong carbon structural steel. Kung ang kapal ng bakal ay lumampas sa 100mm, ang cutting edge ay maaaring painitin sa 150-200°C bago ang pagputol ng gas, ngunit hindi hihigit sa 200°C.
Ang pagputol ng gas ay walang masamang epekto sa mga lugar na apektado ng init ng hinang. Gayunpaman, dahil sa mga katangian ng pagpapatigas sa sarili ng bakal na naglalaman ng nikel, ang ibabaw ng hiwa ay titigas. Upang matiyak ang kasiya-siyang pagganap ng welded joint, pinakamahusay na gumamit ng grinding wheel upang gilingin ang ibabaw ng cut surface na malinis bago hinang.
Maaaring gamitin ang Arc gouging kung ang weld bead o base metal ay aalisin sa panahon ng welding construction. Gayunpaman, ang ibabaw ng bingaw ay dapat pa ring malinis na buhangin bago muling ilapat.
Ang Oxyacetylene flame gouging ay hindi dapat gamitin dahil sa panganib ng sobrang init ng bakal.
2) Pagpili ng paraan ng hinang
Ang mga karaniwang paraan ng welding na magagamit para sa mababang temperatura na bakal ay kinabibilangan ng arc welding, submerged arc welding, at molten electrode argon arc welding.
Ang Arc welding ay ang pinaka-karaniwang ginagamit na paraan ng welding para sa mababang temperatura na bakal, at maaari itong i-welded sa iba't ibang posisyon ng welding. Ang welding heat input ay mga 18-30KJ/cm. Kung ang isang low-hydrogen type electrode ay ginamit, ang isang ganap na kasiya-siyang welded joint ay maaaring makuha. Hindi lamang ang mga mekanikal na katangian ay mabuti, ngunit ang bingaw na katigasan ay medyo mahusay din. Bilang karagdagan, ang arc welding machine ay simple at mura, at ang pamumuhunan ng kagamitan ay maliit, at hindi ito apektado ng posisyon at direksyon. mga pakinabang tulad ng mga limitasyon.
Ang init na input ng lubog na arc welding ng mababang temperatura na bakal ay humigit-kumulang 10-22KJ/cm. Dahil sa simpleng kagamitan nito, mataas na kahusayan sa hinang at maginhawang operasyon, malawak itong ginagamit. Gayunpaman, dahil sa epekto ng pagkakabukod ng init ng pagkilos ng bagay, ang rate ng paglamig ay mabagal, kaya may mas malaking posibilidad na makabuo ng mainit na mga bitak. Bilang karagdagan, ang mga impurities at Si ay maaaring madalas na pumasok sa weld metal mula sa flux, na higit pang hihikayat sa ugali na ito. Samakatuwid, Kapag gumagamit ng submerged arc welding, bigyang-pansin ang pagpili ng welding wire at flux at gumana nang maingat.
Ang mga joints na hinangin ng CO2 gas shielded welding ay may mababang katigasan, kaya hindi sila ginagamit sa mababang temperatura na bakal na hinang.
Ang tungsten argon arc welding (TIG welding) ay karaniwang ginagawa nang manu-mano, at ang welding heat input nito ay limitado sa 9-15KJ/cm. Samakatuwid, kahit na ang mga welded joints ay may ganap na kasiya-siyang mga katangian, ang mga ito ay ganap na hindi angkop kapag ang kapal ng bakal ay lumampas sa 12mm.
Ang MIG welding ay ang pinakamalawak na ginagamit na awtomatiko o semi-awtomatikong paraan ng hinang sa mababang temperatura na hinang na bakal. Ang welding heat input nito ay 23-40KJ/cm. Ayon sa paraan ng droplet transfer, maaari itong nahahati sa tatlong uri: short-circuit transfer process (lower heat input), jet transfer process (higher heat input) at pulse jet transfer process (highest heat input). Ang short-circuit transition MIG welding ay may problema sa hindi sapat na pagtagos, at ang depekto ng mahinang pagsasanib ay maaaring mangyari. May mga katulad na problema sa iba pang MIG flux, ngunit sa ibang antas. Upang gawing mas puro ang arko upang makamit ang kasiya-siyang pagtagos, ilang porsyento hanggang sampu-sampung porsyento ng CO2 o O2 ay maaaring maipasok sa purong argon bilang isang proteksiyon na gas. Ang mga naaangkop na porsyento ay dapat matukoy sa pamamagitan ng pagsubok para sa partikular na bakal na hinangin.
3) Pagpili ng mga materyales sa hinang
Ang mga materyales sa hinang (kabilang ang welding rod, welding wire at flux, atbp.) ay dapat na karaniwang nakabatay sa paraan ng hinang na ginamit. Ang magkasanib na anyo at hugis ng uka at iba pang kinakailangang katangian upang piliin. Para sa mababang temperatura na bakal, ang pinakamahalagang bagay na dapat bigyang-pansin ay ang gawin ang weld metal na may mababang temperatura na katigasan upang tumugma sa base metal, at i-minimize ang nilalaman ng diffusible hydrogen sa loob nito.
Ang Xinfa welding ay may mahusay na kalidad at malakas na tibay, para sa mga detalye, mangyaring suriin:https://www.xinfatools.com/welding-cutting/
(1) Aluminum deoxidized steel
Ang aluminyo na deoxidized na bakal ay isang grado ng bakal na napakasensitibo sa impluwensya ng rate ng paglamig pagkatapos ng hinang. Karamihan sa mga electrodes na ginagamit sa manual arc welding ng aluminum deoxidized steel ay Si-Mn low-hydrogen electrodes o 1.5% Ni at 2.0% Ni electrodes.
Upang mabawasan ang input ng welding heat, ang aluminum deoxidized steel sa pangkalahatan ay gumagamit lamang ng multi-layer welding na may manipis na mga electrodes na ≤¢3~3.2mm, upang ang pangalawang heat cycle ng itaas na layer ng weld ay magagamit upang pinuhin ang mga butil.
Ang lakas ng epekto ng weld metal na hinangin gamit ang Si-Mn series electrode ay bababa nang husto sa 50 ℃ sa pagtaas ng input ng init. Halimbawa, kapag tumaas ang init input mula 18KJ/cm hanggang 30KJ/cm, mawawala ang tibay ng higit sa 60%. Ang 1.5%Ni series at 2.5%Ni series welding electrodes ay hindi masyadong sensitibo dito, kaya pinakamahusay na pumili ng ganitong uri ng elektrod para sa hinang.
Ang submerged arc welding ay isang karaniwang ginagamit na paraan ng awtomatikong welding para sa aluminum deoxidized steel. Ang welding wire na ginagamit sa submerged arc welding ay mas mabuti ang uri na naglalaman ng 1.5~3.5% nickel at 0.5~1.0% molybdenum.
Ayon sa literatura, na may 2.5%Ni—0.8%Cr—0.5%Mo o 2%Ni welding wire, na itinugma sa naaangkop na flux, ang average na Charpy toughness value ng weld metal sa -55°C ay maaaring umabot sa 56-70J (5.7). ~7.1Kgf.m). Kahit na ginagamit ang 0.5% Mo welding wire at manganese alloy basic flux, hangga't ang input ng init ay kontrolado sa ibaba 26KJ/cm, ang weld metal na may ν∑-55=55J (5.6Kgf.m) ay maaari pa ring gawin.
Kapag pumipili ng flux, dapat bigyang pansin ang pagtutugma ng Si at Mn sa weld metal. Test proof. Ang iba't ibang nilalaman ng Si at Mn sa weld metal ay lubos na magbabago sa halaga ng Charpy toughness. Ang mga nilalaman ng Si at Mn na may pinakamahusay na halaga ng katigasan ay 0.1~0.2%Si at 0.7~1.1%Mn. Kapag pumipili ng welding wire at Magkaroon ng kamalayan dito kapag naghihinang.
Ang tungsten argon arc welding at metal argon arc welding ay hindi gaanong ginagamit sa aluminum deoxidized steel. Ang mga welding wire sa itaas para sa submerged arc welding ay maaari ding gamitin para sa argon arc welding.
(2) 2.5Ni bakal at 3.5Ni
Ang nakalubog na arc welding o MIG welding ng 2.5Ni steel at 3.5Ni steel ay karaniwang maaaring i-welded gamit ang parehong welding wire bilang base material. Ngunit tulad ng ipinapakita ng Wilkinson formula (5), ang Mn ay isang mainit na elemento ng pagpigil sa pag-crack para sa mababang-nickel na mababang temperatura na bakal. Ang pagpapanatiling nilalaman ng manganese sa weld metal sa humigit-kumulang 1.2% ay lubhang kapaki-pakinabang upang maiwasan ang mga maiinit na bitak tulad ng mga bitak ng arc crater. Dapat itong isaalang-alang kapag pumipili ng kumbinasyon ng welding wire at flux.
Ang 3.5Ni steel ay may posibilidad na maging tempered at embrittled, kaya pagkatapos ng post-weld heat treatment (halimbawa, 620°C×1 oras, pagkatapos ay furnace cooling) upang maalis ang natitirang stress, ν∑-100 ay bababa nang husto mula 3.8 Kgf.m hanggang Hindi na matugunan ng 2.1Kgf.m ang mga kinakailangan. Ang weld metal na nabuo sa pamamagitan ng welding na may 4.5%Ni-0.2%Mo series welding wire ay may mas maliit na tendency ng temper embrittlement. Ang paggamit ng welding wire na ito ay maaaring maiwasan ang mga paghihirap sa itaas.
(3) 9Ni bakal
Ang 9Ni steel ay kadalasang tinatrato ng init sa pamamagitan ng pagsusubo at pag-tempera o dalawang beses na pag-normalize at tempering upang mapakinabangan ang mababang temperatura nitong tigas. Ngunit ang weld metal ng bakal na ito ay hindi maaaring ituring sa init tulad ng nasa itaas. Samakatuwid, mahirap makakuha ng weld metal na may mababang temperatura na katigasan na maihahambing sa base metal kung ang mga iron-based na welding consumable ay ginagamit. Sa kasalukuyan, ang mga high-nickel welding materials ay pangunahing ginagamit. Ang mga welds na idineposito ng naturang mga welding materials ay magiging ganap na austenitic. Kahit na mayroon itong mga disadvantages ng mas mababang lakas kaysa sa 9Ni steel base material at napakamahal na mga presyo, ang malutong na bali ay hindi na isang seryosong problema para dito.
Mula sa itaas, malalaman na dahil ang weld metal ay ganap na austenitic, ang mababang temperatura na tigas ng weld metal na ginagamit para sa welding na may mga electrodes at wire ay ganap na maihahambing sa base ng metal, ngunit ang tensile strength at yield point ay mas mababa kaysa sa base metal. Ang bakal na naglalaman ng nikel ay nagpapatigas sa sarili, kaya ang karamihan sa mga electrodes at wire ay binibigyang pansin ang paglilimita sa nilalaman ng carbon upang makamit ang mahusay na weldability.
Ang Mo ay isang mahalagang elemento ng pagpapalakas sa mga materyales sa hinang, habang ang Nb, Ta, Ti at W ay mahalagang mga elemento ng pagpapatigas, na binigyan ng buong atensyon sa pagpili ng mga materyales sa hinang.
Kapag ang parehong welding wire ay ginagamit para sa welding, ang lakas at tibay ng weld metal ng submerged arc welding ay mas malala kaysa sa MIG welding, na maaaring sanhi ng pagbagal ng weld cooling rate at ang posibleng pagpasok ng mga impurities o Si mula sa pagkilos ng bagay ng.
3. A333-GR6 low temperature steel pipe welding
1) Weldability analysis ng A333-GR6 steel
Ang A333–GR6 na bakal ay kabilang sa mababang temperatura na bakal, ang pinakamababang temperatura ng serbisyo ay -70 ℃, at karaniwan itong ibinibigay sa normalized o normalized at tempered na estado. Ang A333-GR6 steel ay may mababang carbon content, kaya ang hardening tendency at cold cracking tendency ay medyo maliit, ang materyal ay may magandang tibay at plasticity, sa pangkalahatan ay hindi madaling gumawa ng hardening at crack na mga depekto, at may mahusay na weldability. Maaaring gamitin ang ER80S-Ni1 argon arc welding wire Sa W707Ni electrode, gumamit ng argon-electric joint welding, o gumamit ng ER80S-Ni1 argon arc welding wire, at gumamit ng full argon arc welding para matiyak ang magandang tibay ng mga welded joints. Ang tatak ng argon arc welding wire at electrode ay maaari ding pumili ng mga produkto na may parehong pagganap, ngunit magagamit lamang ang mga ito kung may pahintulot ng may-ari.
2) Proseso ng hinang
Para sa mga detalyadong pamamaraan ng proseso ng hinang, mangyaring sumangguni sa aklat ng pagtuturo ng proseso ng hinang o WPS. Sa panahon ng hinang, ang I-type na butt joint at full argon arc welding ay pinagtibay para sa mga tubo na may diameter na mas mababa sa 76.2 mm; para sa mga tubo na may diameter na higit sa 76.2 mm, ang mga hugis-V na grooves ay ginawa, at ang paraan ng argon-electric combination welding na may argon arc priming at multi-layer filling ay ginagamit o Ang paraan ng full argon arc welding. Ang tiyak na paraan ay ang piliin ang kaukulang pamamaraan ng hinang ayon sa pagkakaiba sa diameter ng tubo at kapal ng pader ng tubo sa WPS na inaprubahan ng may-ari.
3) Proseso ng paggamot sa init
(1) Preheating bago hinang
Kapag ang ambient temperature ay mas mababa sa 5 °C, ang weldment ay kailangang painitin, at ang preheating na temperatura ay 100-150 °C; ang hanay ng preheating ay 100 mm sa magkabilang panig ng weld; ito ay pinainit gamit ang isang oxyacetylene na apoy (neutral na apoy), at ang temperatura ay sinusukat Sinusukat ng panulat ang temperatura sa layo na 50-100 mm mula sa gitna ng hinang, at ang mga punto ng pagsukat ng temperatura ay pantay na ipinamamahagi upang mas mahusay na makontrol ang temperatura .
(2) Post-weld heat treatment
Upang mapabuti ang tibay ng bingaw ng mababang temperatura na bakal, ang mga materyales na karaniwang ginagamit ay na-quenched at na-temper. Ang hindi wastong post-weld heat treatment ay kadalasang nakakasira sa pagganap nito sa mababang temperatura, na dapat bigyan ng sapat na pansin. Samakatuwid, maliban sa mga kondisyon ng malaking kapal ng weldment o napakalubhang kondisyon ng pagpigil, ang post-weld heat treatment ay karaniwang hindi isinasagawa para sa mababang temperatura na bakal. Halimbawa, ang welding ng mga bagong LPG pipeline sa CSPC ay hindi nangangailangan ng post-weld heat treatment. Kung talagang kinakailangan ang post-weld heat treatment sa ilang proyekto, ang heating rate, pare-pareho ang temperatura at rate ng paglamig ng post-weld heat treatment ay dapat na mahigpit na naaayon sa mga sumusunod na regulasyon:
Kapag ang temperatura ay tumaas sa itaas 400 ℃, ang heating rate ay hindi dapat lumampas sa 205 × 25/δ ℃/h, at hindi dapat lumampas sa 330 ℃/h. Ang pare-parehong oras ng temperatura ay dapat na 1 oras bawat 25 mm kapal ng pader, at hindi bababa sa 15 minuto. Sa panahon ng pare-pareho ang temperatura, ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng pinakamataas at pinakamababang temperatura ay dapat na mas mababa sa 65 ℃.
Pagkatapos ng pare-parehong temperatura, ang bilis ng paglamig ay hindi dapat lumampas sa 65 × 25/δ ℃/h, at hindi dapat lumampas sa 260 ℃/h. Ang natural na paglamig ay pinapayagan sa ibaba 400 ℃. TS-1 type heat treatment equipment na kinokontrol ng computer.
4) Mga pag-iingat
(1) Mahigpit na magpainit ayon sa mga regulasyon, at kontrolin ang temperatura ng interlayer, at ang temperatura ng interlayer ay kinokontrol sa 100-200 ℃. Ang bawat welding seam ay dapat na hinangin nang sabay-sabay, at kung ito ay nagambala, ang mabagal na mga hakbang sa paglamig ay dapat gawin.
(2) Ang ibabaw ng weldment ay mahigpit na ipinagbabawal na scratched ng arko. Ang arc crater ay dapat punan at ang mga depekto ay dapat na gilingin ng isang nakakagiling na gulong kapag ang arko ay sarado. Ang mga joints sa pagitan ng mga layer ng multi-layer welding ay dapat na staggered.
(3) Mahigpit na kontrolin ang enerhiya ng linya, magpatibay ng maliit na kasalukuyang, mababang boltahe, at mabilis na hinang. Ang haba ng hinang ng bawat W707Ni electrode na may diameter na 3.2 mm ay dapat na mas malaki sa 8 cm.
(4) Dapat gamitin ang mode ng operasyon ng maikling arko at walang swing.
(5) Ang buong proseso ng pagtagos ay dapat na pinagtibay, at dapat itong isagawa nang mahigpit alinsunod sa mga kinakailangan ng detalye ng proseso ng hinang at kard ng proseso ng hinang.
(6) Ang reinforcement ng weld ay 0 ~ 2mm, at ang lapad ng bawat gilid ng weld ay ≤ 2mm.
(7) Ang hindi mapanirang pagsubok ay maaaring isagawa nang hindi bababa sa 24 na oras pagkatapos maging kwalipikado ang weld visual inspection. Ang mga pipeline butt welds ay sasailalim sa JB 4730-94.
(8) Pamantayan ng “Pressure Vessels: Non-destructive Testing of Pressure Vessels”, qualified Class II.
(9) Ang pag-aayos ng weld ay dapat na isagawa bago ang post-weld heat treatment. Kung kinakailangan ang pag-aayos pagkatapos ng paggamot sa init, ang hinang ay dapat na muling pinainit pagkatapos ng pagkumpuni.
(10) Kung ang geometric na dimensyon ng weld surface ay lumampas sa pamantayan, ang paggiling ay pinapayagan, at ang kapal pagkatapos ng paggiling ay hindi dapat mas mababa sa kinakailangan sa disenyo.
(11) Para sa pangkalahatang mga depekto sa welding, pinapayagan ang maximum na dalawang pag-aayos. Kung ang dalawang pag-aayos ay hindi pa rin kwalipikado, ang hinang ay dapat putulin at muling hinangin ayon sa kumpletong proseso ng hinang.
Oras ng post: Hun-21-2023
