Mire kell figyelni a hőálló acélcsövek hegesztése során

A hőálló acél csőhegesztés alapvető jellemzői
Hőálló acél csövek széles körben használják magas hőmérsékletű környezetben, például kazánokban, hőcserélőkben és vegyi berendezésekben. Hegesztési követelményeik eltérnek a hagyományos szénacélokétól. A hőálló acélcsövek általában nagy arányban tartalmaznak ötvözőelemeket, például krómot, nikkelt és molibdént. Ezek az elemek növelik szilárdságukat és oxidációval szembeni ellenállásukat magas hőmérsékleten, de hatással vannak a melegrepedés-érzékenységre, a mikroszerkezet stabilitására és a hegesztési folyamat ablakára is. Ezért a hegesztés során elengedhetetlen az anyag mikroszerkezetének és feszültségdinamikájának alapos ismerete, hogy elkerüljük a hézagok meghibásodását vagy a hőállóság nem megfelelő kezelés miatti romlását.

Hegesztés előtti előkészítési és előmelegítési követelmények
Hőálló acélcsövek hegesztése előtt az alapos tisztítás elengedhetetlen, hogy a hegesztési horony és a környező területek olaj-, rozsda- és szennyeződésmentesek legyenek, hogy megakadályozzuk a pórusok és salakzárványok kialakulását a hegesztés során. Az előmelegítés különösen fontos hőálló acélok hegesztésekor, különösen azok, amelyek erősen ötvözött elemeket tartalmaznak. Az előmelegítés lelassítja a hűtési sebességet, csökkenti a hegesztési területen a keményedési hajlamot és minimálisra csökkenti a repedés kockázatát. Az acél minőségétől és falvastagságától függően az előmelegítési hőmérséklet általában 150°C és 350°C között van. Hegesztés előtt egy hőmérsékletmérő műszerrel ellenőrizni kell, hogy az előmelegítési hőmérséklet megfelel-e a megadott szabványoknak.

Hegesztőanyag kiválasztása és illesztése
A megfelelő hegesztőanyag kiválasztása kulcsfontosságú a hegesztési minőség biztosításához. A hőálló acélcső hegesztésénél általában az alapanyag összetételéhez illeszkedő elektródákat vagy huzalokat használnak, hogy fenntartsák a kötés szilárdságát és a korrózióállóságát magas hőmérsékletű környezetben. Például a Cr-Mo hőálló acélhoz alacsony hidrogéntartalmú elektródák, míg az ausztenites hőálló acélhoz nikkelt és krómot tartalmazó hőálló fogyóeszközök szükségesek. Figyelembe kell venni a fogyóeszközök diffundálható hidrogén tartalmát is. Az alacsony hidrogéntartalmú elektródákat használat előtt meg kell szárítani a hidrogén okozta repedés elkerülése érdekében.

A hegesztési folyamat paramétereinek szabályozása
A hőálló acélcsőhegesztés hőbevitelét megfelelően szabályozni kell. A túlzott hőbevitel a szemcsék eldurvulásához és megnövekedett hegesztési feszültséghez vezethet, ezáltal csökken a kötés szívóssága és hőállósága. A túlzott hőbevitel tökéletlen olvadási vagy hegesztési hibákat okozhat. A többmenetes hegesztést jellemzően egyetlen varrat hőhatásainak minimalizálására használják. Az olyan paramétereket, mint a hegesztőáram, feszültség és sebesség, a cső anyagának, vastagságának és hegesztési helyzetének megfelelően kell beállítani, hogy elkerüljük a feszültségkoncentrációt és az esetleges repedéseket.

Deformáció és feszültségszabályozás hegesztés közben
A hőálló acél jelentős hegesztési feszültséget hoz létre a hegesztés során. A nem megfelelő szabályozás deformációhoz vagy akár repedésekhez vezethet. Ezért gyakran használnak szimmetrikus hegesztést vagy átugrásos hegesztést a feszültség elosztására a hegesztés során. A hegesztett alkatrészek túlzott elmozdulásának megakadályozására is megfelelő rögzítőelemeket és rögzítőket használnak. Vastagabb acélcsöveknél a hegesztés során szakaszonként helyi fűtés alkalmazható a feszültségkoncentráció csökkentése és a hegesztés utáni méretstabilitás biztosítása érdekében.

A hegesztés utáni hőkezelés jelentősége
A hőálló acélcsövek hegesztett kötései a hűtés során jelentős maradékfeszültséget hoznak létre, sőt egyes acélfajtáknál még törékeny mikroszerkezet is kialakulhat, ami káros a hosszú távú, magas hőmérsékletű üzemelésnek kitett csövekre. Ezért elengedhetetlen a hegesztés utáni hőkezelés. A temperálás vagy normalizálás csökkentheti a maradék feszültséget, finomíthatja a mikrostruktúrát és javíthatja az ízület általános teljesítményét. A hőkezelési hőmérsékletet és a tartási időt a cső anyagához és falvastagságához kell igazítani, hogy biztosítsák a hegesztett kötés jó magas hőmérsékletű teljesítményét.

Hegesztési hibák vizsgálata és javítása
A hegesztést követően a varrat minőségét szemrevételezéssel, radiográfiás vizsgálattal, ultrahangos vizsgálattal és egyéb módszerekkel alaposan értékelni kell, hogy biztosítsák a hibák, például repedések, pórusok és salakzárványok hiányát. A hibák felfedezése után a folyamat követelményeinek megfelelően ki kell javítani azokat. A hegesztett területek javításánál is előmelegítést és utóhőkezelést kell végezni az újabb hibák megelőzése érdekében. Minden javítási folyamatot dokumentálni kell a minőség későbbi nyomon követhetősége érdekében.

A különböző típusú hőálló acélcsövek hegesztési óvintézkedéseinek összehasonlítása
A hegesztési óvintézkedések a hőálló acél típusától függően változnak. Például az előmelegítés, a hegesztőanyag kiválasztása és a hegesztés utáni kezelés eltérő a martenzites, ausztenites és duplex hőálló acélok esetében. Az alábbi táblázat összehasonlítja a főbb óvintézkedéseket a hőálló acélok több általános típusának hegesztéséhez:

Hegesztési környezetvédelmi és biztonsági intézkedések
A hőálló acél hegesztése jellemzően magas hőmérsékleten és nagy intenzitású munkakörülmények között történik, ezért biztonsági óvintézkedéseket kell tenni. Az építkezésen jó szellőzést kell biztosítani, hogy a hegesztési füst és káros gázok ne érjék a kezelőket. A hegesztőknek védőruházatot, maszkot és magas hőmérsékletnek ellenálló kesztyűt kell viselniük, hogy elkerüljék a hegesztési fröccsenés okozta sérüléseket. Megfelelő tűzoltó felszerelésnek is rendelkezésre kell állnia a hegesztési szikrák okozta tüzek megelőzésére.