Prehliadka
Potrubia z nehrdzavejúcej ocele martenzitické sa široko používajú v oblastiach ropy, plynu, chemického priemyslu, letectva, stavby lodí a jadrovej energie. Majú vysokú pevnosť, dobrú odolnosť proti opotrebeniu a určitú odolnosť proti korózii a sú ideálne pre pracovné podmienky s vysokým dopytom. Zváranie, ako dôležité procesné spojenie v spojení a výrobe, zohráva dôležitú úlohu v štrukturálnej integrite a životnosti potrubí z nehrdzavejúcej ocele martenzitickej z nehrdzavejúcej ocele. Avšak kvôli jedinečnej metalografickej štruktúre a charakteristikám tepelného spracovania tohto materiálu sa počas procesu zvárania ľahko vygeneruje séria defektov, čo ovplyvňuje výkon a bezpečnosť používania.
Studené praskliny (poklesné praskliny)
Chladné trhliny sú jedným z najbežnejších a najnebezpečnejších defektov pri zváraní potrubí z nehrdzavejúcej ocele z nerezovej ocele. Tento typ nehrdzavejúcej ocele obsahuje vysoký uhlík a chróm a martenzitická transformácia sa vyskytne počas procesu chladenia zvárania, čo vedie k veľkému štrukturálnemu stresu a zvyškovému stresu. Ak je martenzitická štruktúra s vysokou tvrdosťou prekrývaná ťahovým napätím, v zóne ovplyvnenej zvare alebo teplom sa veľmi pravdepodobne vyskytnú oneskorené trhliny alebo studené trhliny.
Studené trhliny sa zvyčajne objavujú niekoľko hodín alebo dokonca dni po zváraní a sú vysoko skryté a rýchlo sa rozširujú, čo vážne ovplyvňuje únavový výkon a bezpečnosť štruktúry. Aby sa zabránilo výskytu studených trhlín, je zvyčajne potrebné predhrievať zváraciu plochu a prijať vhodné zmierňovacie ošetrenie.
Horúce praskliny (praskliny pevného roztoku)
Horúce praskliny sa vyskytujú hlavne počas procesu tuhnutia zvaru, ktorý je spôsobený stresom zmršťovania tekutého kovu presahujúceho pevnosť väzby hranice zŕn. Martenzitická nehrdzavejúca oceľ obsahuje určité množstvo prvkov nečistôt, ako sú síra (S) a fosfor (P), ktoré tvoria nízku mulcovú eutektiku pri vysokých teplotách zvárania a zhromažďujú sa na hraniciach zŕn, znižujú pevnosť hraníc zŕn a zvyšujú riziko trhlín horúcich trhlín.
Horúce praskliny sa zvyčajne distribuujú lineárne pozdĺž hraníc zŕn, so štíhlymi, hlbokými a úzkymi tvarmi. Nie je ľahké zistiť vzhľad a možno ich nájsť iba prostredníctvom röntgenového alebo ultrazvukového testovania. Pomocou zváraných materiálov s nízkym obsahom síry a nízkej fosforu sú regulácia vstupu tepla a optimalizácia parametrov zvárania dôležitými prostriedkami na prevenciu horúcích trhlín.
Praskliny vyvolané vodíkom (oneskorené praskliny)
Ak počas zvárania došlo vlhkosť, olej, hrdza alebo nedostatočne sušené zváracie materiály, zavedie sa vodík. Atómy vodíka sa rozpúšťajú vo zvarovom kovu pri vysokých teplotách a zhromažďujú sa defekty alebo inklúzie počas procesu chladenia za vzniku vysokotlakového plynu, čo spôsobuje praskliny vyvolané vodíkmi.
Vďaka svojej vysokej tvrdosti je martenzitická nehrdzavejúca oceľ vysoko citlivá na vodík a je veľmi náchylná na krakovanie vyvolané vodíkom. Tento typ trhliny sa často vyskytuje v štádiu chladenia po zváraní a môže sa expandovať pod statickým zaťažením alebo miernym vonkajším zaťažením. Použitie procesu zvárania s nízkym obsahom vodíka, predhrievanie pred zváraním a pomalé ochladenie po zváraní sú účinnými opatreniami na zníženie trhlín vyvolaných vodíkom.
Krehké zlyhanie spôsobené tvrdenou štruktúrou
V oblasti zvárania martenzitickej nehrdzavejúcej ocele, najmä v zóne postihnutej teplom (HAG), v dôsledku miestneho vykurovania a rýchleho chladenia je ľahké vytvoriť krehkú martenzitickú štruktúru s vysokou tvrdosťou, dokonca sprevádzanú zrážkami z karbidu, čo vedie k prudkému zníženiu miestnej húževnatosti.
Ak oblasť s vysokou tvrdosťou nie je správne zmiernená, je veľmi ľahké spôsobiť krehké zlomeniny pri nárazovom zaťažení alebo zaťažení únavy. Klenoty zóny postihnutej teplom je zvyčajne jednou z hlavných príčin zlyhania zvárania a je tiež kľúčovou kontrolnou položkou pri hodnotení procesu zvárania.
Oxidačné inklúzie a neúplné defekty fúzie
Ak sa počas zvárania martenzitickej nehrdzavejúcej ocele nepoužíva dostatočný tieniaci plyn alebo nesprávna metóda tienenia, zvarový kov bude vážne oxidovaný, tvorí inklúzie oxidov a zníži čistotu zváraného kovu. Oxidačné inklúzie nielen znižujú pevnosť, ale tiež sa stávajú zdrojmi trhlín, ktoré sa dajú ľahko vyvolať zlyhanie počas služby.
Zároveň môže príliš nízky zvárací vstup tepla, zlá príprava drážky alebo zlá prevádzková technológia viesť k neúplnej fúzii alebo neúplným defektom penetrácie. Takéto defekty znižujú prierezovú plochu zaťaženia štruktúry a sú dôležitými faktormi pri spôsobovaní únavových trhlín a skorých zlomenín.
Nadmerná deformácia a zvyškový stres
V dôsledku expanzie a kontrakcie fázovej zmeny počas procesu zvárania martenzitickej nehrdzavejúcej ocele je napätie zložité a po zváraní sa ľahko vytvorí veľké zvyškové napätie a zváracia deformácia. Ak to nie je kontrolované, ovplyvní to nielen rozmerovú presnosť potrubia alebo štruktúry, ale môže tiež spôsobiť praskanie korózie napätia.
Riadením tepelného vstupu, prijatia primeranej zváracej sekvencie, vhodného umiestnenia príslušenstva a tepelného spracovania po zváraní sa môže deformácia účinne znížiť a môže sa uvoľniť zvyškové napätie.
Zváracia pórovitosť a póry
Ak počas zvárania existuje vlhkosť, olej alebo nestabilný tieniaci plyn, dôjde k defektom pórovitosti. Väčšina z týchto pórov je distribuovaná vo zvaru. Aj keď majú malú veľkosť, môžu sa ľahko stať bodmi koncentrácie stresu v vysokom tlakovom alebo korozívnom prostredí.
Póry môžu tiež ovplyvniť hustotu a utesnenie zvarov, najmä v potrubiach, ktoré prepravujú plyn alebo vysokotlakové kvapaliny. Ich prítomnosť bude vážne ovplyvniť bezpečnú prevádzku systému.
