P91 Procesul de sudare a țevilor de oțel: preîncălzire, metale de umplutură și parametri

A335 P91 aparține familiei 9Cr-1Mo{-V{-Nb de oțeluri martensitice rezistente la căldură-și se comportă foarte diferit față de oțelul carbon în timpul sudării. Aliajul se întărește puternic la răcire, este foarte sensibil la fisurarea la rece și necesită un ciclu termic complet controlat înainte, în timpul și după sudare. Acest ghid stabilește analiza sudabilității, metoda de sudare, intervalele de parametri calificați, rolul controlului de preîncălzire și interpass și tratamentul termic după sudare care face ca îmbinarea să se potrivească pentru service la temperatură înaltă.

Compoziția chimică și efectul acesteia asupra sudabilității

Conținutul echilibrat de crom, molibden, vanadiu și niobiu conferă lui P91 rezistența la fluaj, dar aceleași elemente cresc întăribilitatea și fac rostul sensibil la fisurare. O analiză tipică a căldurii A335 P91 este prezentată mai jos.

Cu aproximativ 9 % crom și aproximativ 1 % molibden, acesta este un oțel aliaj mediu rezistent la căldură-mai degrabă decât o calitate puternic aliată. Carbonul este menținut în mod deliberat la un nivel scăzut pentru a limita duritatea metalului de sudură, în timp ce vanadiul și niobiul formează carbonitrurile fine care poartă sarcina de fluaj în funcțiune.

Caracteristici cheie de sudare

Tendința de crăpare la rece este foarte mare. Într-o îmbinare neîncălzită, fisurarea poate afecta sudarea completă, în timp ce preîncălzirea la 200-250 de grade o împiedică.

Temperatura interpass trebuie menținută la sau peste temperatura de preîncălzire, iar intervalul dintre ultima trecere de răcire și începerea tratamentului termic post sudare trebuie controlat strâns.

Cerințele de aport de căldură sunt stricte. Un diametru mai mic al electrodului, o temperatură interpass mai mică și o energie mai mică a arcului, toate îmbunătățesc rezistența la impact a îmbinării finite.

Deoarece-articulațiile sudate sunt dure și instabile din punct de vedere structural, tratamentul termic după sudare este obligatoriu mai degrabă decât opțional.

Rădăcina trebuie să fie protejată de gaz inert, iar îmbinarea trebuie să fie uscată și lipsită de umiditate înainte ca arcul să fie lovit.

Deoarece P91 se întărește ușor și este sensibil la fisurarea la rece asistată de hidrogen, secvența obișnuită de producție este o rădăcină de arc de tungsten cu gaz urmată de umplerea arcului metalic ecranat și acoperirea cu electrozi cu conținut scăzut de hidrogen. Această combinație oferă o rădăcină curată, sănătoasă și un control bun al aportului de căldură în trecerile de umplere și este ușor de aplicat în condiții de șantier în care îmbinările țevilor sunt sudate în poziție.

Parametrii de sudare calificați

Valorile de mai sus sunt un interval calificat tipic. Curentul și tensiunea reală trebuie preluate din specificația procedurii de sudare aprobată pentru proiect și fiecare trecere trebuie înregistrată cu aportul său de căldură, astfel încât energia cumulată să poată fi verificată în raport cu calificarea.

Preîncălzire, Interpass și tratament termic post sudare

Preîncălzirea la 200-250 de grade elimină umiditatea de suprafață, încetinește viteza de răcire și permite hidrogenului să scape înainte de a putea fi prins. Temperatura între treceri se măsoară cu un termometru de contact pe peretele conductei aproape de îmbinare și nu trebuie să scadă sub valoarea de preîncălzire între treceri.

Răcirea după trecerea finală trebuie să fie lentă, iar îmbinarea trebuie izolată pentru a evita o scădere rapidă prin intervalul de întărire. Tratamentul termic după sudare temperează apoi martensita atât în ​​metalul de sudare, cât și în zona afectată de căldură și aduce duritate în banda acceptată.

Inspecție și documentare

Acceptarea unei suduri P91 combină în mod normal examinarea vizuală, măsurarea durității zonei afectate de sudare și căldură, examinarea ne-distructivă a îmbinării finalizate și revizuirea înregistrărilor de sudare. Foile de intrare de căldură, înregistrările de preîncălzire și interpass, certificatele de metal de umplutură și diagrama cuptorului trebuie păstrate împreună ca un pachet de documente, deoarece o îmbinare care trece testarea, dar nu are înregistrări termice nu poate fi demonstrată a fi conformă.

FAQ

Î: De ce trebuie preîncălzit P91 înainte de sudare?
Preîncălzirea la 200-250 de grade elimină umezeala, reduce viteza de răcire și previne fisurarea la rece asistată de hidrogen, care altfel poate afecta întreaga sudură.

Î: Ce metale de umplutură sunt folosite pentru sudarea țevilor P91?
Pasajul de rădăcină utilizează în mod normal ER90S-B9 pentru sudarea cu arc de tungsten cu gaz, iar trecerile de umplere și capac utilizează electrozi E9015-B9 cu conținut scăzut de hidrogen.

Î: Cum este controlată temperatura interpass?
Se măsoară pe peretele conductei de lângă îmbinare și se menține la sau peste temperatura de preîncălzire, dar sub maximul calificat pe toată durata sudării.

Î: Este întotdeauna necesar tratamentul termic după sudare?
Da. Îmbinarea astfel-sudată conține martensită tare, necălită, deci este obligatoriu tratamentul termic la 730-780 de grade timp de cel puțin 2 ore.

Î: Cum poate fi îmbunătățită rezistența la impact a articulației?
Utilizați un diametru de electrod mai mic, mențineți temperatura interpass scăzută și limitați energia arcului, astfel încât creșterea granulelor din zona afectată de căldură să rămână modestă.

Î: Ce înregistrări ar trebui să însoțească o sudură finită?
Procedura de sudare și fișele parametrilor, înregistrările de preîncălzire și interpass, certificate de umplere, rezultatele durității și diagrama de tratament termic post sudare.