​Процесс сварки труб из нержавеющей стали и особенности сварки

Процесс сварки труб из нержавеющей стали и его соображения

The трубка из нержавеющей сталихарактеризуется сверхнизким содержанием углерода, низким содержанием азота, типичным составом Cr 17%, Ni 5% и более высоким содержанием азота по сравнению с трубами из дуплексной стали и нержавеющей стали первого поколения. Это повышает устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением и точечной коррозии в кислых средах с высокими концентрациями хлорид-ионов. Азот является сильным аустенитобразующим элементом. Его добавление в дуплексную нержавеющую сталь не только повышает прочность без существенного повреждения пластичности и вязкости стали, но также препятствует выделению карбидов и замедляет связанные с этим процессы.

Микроструктура и свойства: При комнатной температуре микроструктура состоит из примерно равных пропорций аустенита и феррита, демонстрируя характеристики двухфазной структуры. Он сохраняет преимущества труб из ферритной нержавеющей стали, такие как более высокая теплопроводность, устойчивость к точечной коррозии, щелевой коррозии и хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением, а также обладает хорошей вязкостью, низкой температурой перехода от пластичного к хрупкому состоянию, устойчивостью к межкристаллитной коррозии и благоприятными механическими свойствами и свариваемостью.

Материал можно сохранить при тех же условиях номинального давления. Предел текучести и коррозионная стойкость труб из дуплексной нержавеющей стали почти вдвое выше, чем у аустенитных нержавеющих сталей. Коэффициент линейного расширения ниже, чем у аустенитных нержавеющих сталей, и ближе к коэффициенту углеродистой стали. Однако свойства холодной ковки уступают аустенитным нержавеющим сталям.

Свариваемость: Трубы из нержавеющей стали обычно обладают хорошей свариваемостью и низкой чувствительностью к образованию холодных и горячих трещин. Обычно предварительный нагрев перед сваркой не требуется, а термообработка после сварки не требуется. Благодаря низкой склонности к образованию однофазного феррита в зоне термического влияния (ЗТВ) и высокому содержанию азота хорошие комплексные свойства могут быть достигнуты путем выбора соответствующих сварочных материалов и контроля погонной энергии.

Горячее растрескивание: склонность к горячему растрескиванию значительно ниже, чем у аустенитных нержавеющих сталей. Это связано с тем, что содержание никеля не является чрезмерно высоким, уровень примесей, образующих легкоплавкие эвтектики, очень низок, что делает образование легкоплавких жидких пленок менее вероятным. Кроме того, риск быстрого роста зерна не является преобладающим при высоких температурах.

Охрупчивание зоны термического влияния (ЗТВ). Основной проблемой при сварке дуплексных труб из нержавеющей стали является ЗТВ. Из-за быстрого охлаждающего действия сварочного термического цикла ЗТВ, находясь в неравновесном состоянии, часто сохраняет при охлаждении избыточное количество феррита. Это может повысить восприимчивость к коррозии и водородному растрескиванию.

Сварочная металлургия. Во время сварки дуплексной нержавеющей стали микроструктура металла шва и ЗТВ претерпевает ряд изменений под воздействием термического цикла. При высоких температурах микроструктуратрубка из нержавеющей сталиявляется преимущественно ферритным, при этом в процессе охлаждения выделяется аустенит. На количество осажденного аустенита влияют различные факторы.