การเชื่อม Incoloy 825 กับเหล็กสเตนเลส: โลหะเติม ERNiCrMo-3 และการออกแบบข้อต่อที่ไม่เหมือนกัน

• อินคอลอยย์ 825สามารถเชื่อมกับสเตนเลสออสเทนนิติก (316L/304) ได้ตามปกติ โดยมีรหัส-ข้อต่อที่ไม่เหมือนกันตามคุณสมบัติ - หากใช้สารตัวเติมที่เป็นนิกเกิล-
•  
• AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (ตัวเติม Inconel 625, UNS N06625) คือตัวเติมมาตรฐานอุตสาหกรรม-: สารตัวเติมมาตรฐาน-ของ Ni-Mo ที่เป็นอัลลอยด์มากกว่านั้น ทนต่อการเจือจางจากโลหะพื้นฐานทั้งสองชนิด และรักษาโลหะเชื่อมให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นอย่างน้อยเท่ากับ Alloy 825

• สารเติมสเตนเลสเช่น 316L หรือ 309L ไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับการบริการที่เป็นสเตนเลส 825- ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน: โลหะเชื่อมที่เจือจางจะกลายเป็นจุดอ่อนของการกัดกร่อนและมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการแข็งตัว
•  
• แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ: GTAW ที่มีอาร์กอน 100% และการไล่กลับ, อินพุตความร้อน 0.5-1.5 กิโลจูล/มม., อุณหภูมิระหว่างทางที่หรือต่ำกว่าประมาณ 150 C, เม็ดบีด, เครื่องมือที่ทำจากโลหะผสมนิกเกิลโดยเฉพาะ และโดยปกติจะไม่มีการอุ่นล่วงหน้าและไม่มี PWHT
•  
• รับรองข้อต่อตาม ASME BPVC มาตรา IX (หรือ AWS D1.6 / EN ISO 15614-1) ด้วยการทดสอบแรงดึง การโค้งงอแบบมีไกด์ ความแข็ง PMI และการทดสอบการกัดกร่อนของบริการ
•  

Incoloy 825 สามารถเชื่อมกับเหล็กกล้าไร้สนิมได้หรือไม่?

ใช่ - Incoloy 825 ได้รับการเชื่อมเป็นประจำและเชื่อถือได้กับสเตนเลสออสเทนนิติก เช่น 316L และ 304 เป็นข้อต่อที่แตกต่างกัน โดยต้องใช้ตัวเติมที่มีนิกเกิล- เช่น ERNiCrMo-3 และขั้นตอนได้รับการควบคุม

การเชื่อมสแตนเลส 825- ถึง-ที่ต่างกันเป็นวิธีปฏิบัติมาตรฐานในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (ท่อ 825 ถึงแผ่นท่อสแตนเลส) การเปลี่ยนท่อ และหัวฉีดของภาชนะ โลหะผสมทั้งสองชนิดเข้ากันได้ในเชิงโลหะวิทยา: ทั้งสองชนิดเป็นออสเทนนิติก ซึ่งทั้งสองเชื่อมด้วยกระบวนการเดียวกัน (GTAW, GMAW, SMAW) และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนนั้นใกล้เคียงกันมากพอที่-ปัญหาความเครียดที่แตกต่างกันที่พบในข้อต่อเหล็ก-ถึง-สเตนเลสจะไม่มีอิทธิพลเหนือที่นี่ ความท้าทายทางวิศวกรรมไม่ใช่ความสามารถในการเชื่อม - แต่เป็นการรักษาความต้านทานการกัดกร่อนในโลหะเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งที่ควบคุมการเลือกฟิลเลอร์อย่างแท้จริง

เหตุใด ERNiCrMo-3 จึงเป็นสารตัวเติมที่ต้องการสำหรับข้อต่อ 825 ถึงสเตนเลส

AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (ตัวเติม Inconel 625, UNS N06625) เป็นตัวเติมเริ่มต้นเนื่องจากมีการสะสมตัวของโมลิบดีนัม-นิกเกิลผสมนิกเกิล-ที่ทับถม ทนต่อการเจือจางจากโลหะฐานทั้งสอง และรักษาโลหะเชื่อมให้ทนทานต่อการกัดกร่อน-เป็นอย่างน้อยเท่ากับโลหะฐาน Alloy 825 - การเชื่อมไม่เคยกลายเป็นจุดอ่อน

ตรรกะนี้เรียกว่า "การจับคู่เกิน-" ในการเชื่อมที่แตกต่างกัน โลหะฐานจะละลายบางส่วนและผสม (เจือจาง) ลงในสระเชื่อม ERNiCrMo-3 เริ่มต้นด้วยนิกเกิลประมาณ 58% และโมลิบดีนัม 8-10% ดังนั้นแม้จะเจือจางด้วย 316L ในด้านหนึ่งและ 825 อีกด้านหนึ่ง โลหะเชื่อมที่แข็งตัวแล้วยังคงเป็นโลหะผสมนิกเกิล-พื้นฐานที่มีความต้านทานแบบรูพรุนเท่ากับหรือดีกว่าโลหะต้นกำเนิด 825 สารสะสมโมลิบดีนัมที่สูงขึ้นทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์การกัดกร่อนในบริการซัลฟิวริก ฟอสฟอริก และคลอไรด์ ERNiCrMo-3 ยังเชื่อมโลหะผสมเข้ากับตัวมันเอง เชื่อมกับสเตนเลส และเชื่อมกับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ ซึ่งช่วยให้การสต็อกวัสดุสิ้นเปลืองง่ายขึ้น

จะเกิดอะไรขึ้นหากคุณใช้ฟิลเลอร์สแตนเลส (316L หรือ 309L)

การเชื่อม 825 กับสเตนเลสสตีลด้วยฟิลเลอร์สเตนเลสไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับการให้บริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โลหะเชื่อมที่เจือจางจะกลายเป็นจุดอ่อนที่บางและมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อน- และคราบออสเทนนิติกมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการแข็งตัว

สารตัวเติม 316L หรือ 309L จะสร้างโลหะเชื่อมที่มีนิกเกิลและโมลิบดีนัมต่ำกว่าความต้องการทั้งสองอย่างเมื่อนิกเกิล-เบสเข้มข้นเจือจางลงไป - แต่ที่สำคัญกว่านั้น การเชื่อมไม่ใช่โลหะผสมนิกเกิล-อีกต่อไป ในการให้บริการคลอไรด์และกรด หลุมและรอยแยก-จะกัดกร่อนได้ดีก่อนโลหะฐานทั้งสอง และอาจเกิดการแตกร้าวจากการแข็งตัว (ร้อน) เนื่องจากองค์ประกอบและโหมดการแข็งตัว

บางครั้งข้อต่อ 309L อาจพบเห็นได้ในงานโครงสร้างที่ไม่-กัดกร่อน แต่สำหรับบริการแลกเปลี่ยน เคมี หรือเปรี้ยว ถือเป็นข้อบกพร่องด้านการออกแบบ ไม่ใช่ทางเลือก เมื่อข้อกำหนดของลูกค้าเรียกร้อง 825 การเชื่อมจะต้องตรงกับระดับประสิทธิภาพนั้น มีเพียงฟิลเลอร์นิกเกิลที่ตรงกันมากกว่า-เท่านั้นที่ส่งได้

มีตัวเลือกฟิลเลอร์อื่นใดอีกบ้างนอกเหนือจาก ERNiCrMo-3

ทางเลือกที่ใช้งานได้จริงคือ ERNiFeCr-1 (การจับคู่องค์ประกอบ 825) โดยที่ข้อกำหนดต้องการการจับคู่ที่ตรงกันทุกประการ ERNiCr-3 (Inconel 82) สำหรับเครื่องสำอางหรือกล่องที่มีอุณหภูมิสูง และอิเล็กโทรดแบบหุ้ม ENiCrMo-3 สำหรับการเชื่อมแบบแท่ง (SMAW) แต่ ERNiCrMo-3 ยังคงเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับบริการการกัดกร่อน

ERNiFeCr-1 (สารเคมีตัวเติม AWS A5.14, UNS N08825: Ni 38-46, Cr 19.5-23.5, Mo 2.5-3.5, Cu 1.5-3.0, Ti 0.6-1.2) คือตัวเติม "ที่เข้ากัน" ซึ่งใช้เมื่อข้อกำหนดเฉพาะของโครงการต้องการเคมีของโลหะเชื่อมเท่ากับโลหะผสมฐาน ERNiCr-3 (Inconel 82) เป็นทางเลือกที่ยอมรับได้ในกรณีที่การจับคู่สีที่ตรงกันหรือคุณสมบัติเฉพาะด้านอุณหภูมิสูงมีความสำคัญ แต่มีโมลิบดีนัมน้อยกว่า ดังนั้นจึงไม่เป็นที่ต้องการในกรณีที่ความต้านทานแบบรูพรุนเป็นตัวขับเคลื่อน

สำหรับ SMAW ในภาคสนามและร้านค้า ค่าเทียบเท่าอิเล็กโทรดที่ครอบคลุมคือ ENiCrMo-3 (AWS A5.11) ซึ่งให้เคมีการสะสมตัวเช่นเดียวกับลวดเปลือย ผู้ผลิตจำนวนมากมีคุณสมบัติ ERNiCrMo-3 ให้เป็นวัสดุสิ้นเปลืองชิ้นเดียวสำหรับข้อต่อทั้ง 825 ชิ้น - สำหรับตัวมันเองและสเตนเลส - เพื่อความเรียบง่ายและระดับการกัดกร่อนที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

ข้อต่อที่ไม่เหมือนกันควรได้รับการออกแบบและจัดเตรียมอย่างไร?

ใช้ร่องเดี่ยว -V (หรือ J สำหรับส่วนที่หนา) มาตรฐานที่มีพื้นผิวที่สะอาด สว่าง ปราศจากการปนเปื้อน- มีช่องว่างของรากที่ควบคุมได้ และก๊าซสำรองสำหรับราก - รูปทรงของร่องและพอดี-คือสิ่งที่ควบคุมการเจือจางและคุณภาพของราก

1. การออกแบบร่อง - เดี่ยว-V พร้อมมุมรวม 60 องศา เป็นเรื่องปกติสำหรับท่อและท่อ ร่อง J- สำหรับส่วนที่หนาเพื่อลดปริมาณการเชื่อมและการป้อนความร้อน
2. การเตรียมพื้นผิว - ด้วยเครื่องจักรหรือบดมุมเอียงให้เป็นโลหะสว่าง กำจัดออกไซด์ ตะกรัน และงานใดๆ-ที่ชุบแข็งแล้วออกจากขอบตัด
3. ความสะอาด - ลดระดับด้วยตัวทำละลาย/อะซิโตน; เก็บเครื่องมือ แปรงลวด และล้อเจียรสำหรับโลหะผสมนิกเกิลโดยเฉพาะ เพื่อไม่ให้การปนเปื้อนของเหล็กหรือกำมะถันไปถึงข้อต่อ
4. การป้องกันรูต - ย้อนกลับ- ล้างด้วยอาร์กอนบนรูตพาส เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันภายใน ซึ่งอาจทำลายความต้านทานการกัดกร่อนบนรูเจาะ
5. ปรับ-เพิ่ม - ช่องว่างรูทและการจัดตำแหน่งให้สอดคล้องกัน ช่องว่างที่มากเกินไปทำให้เกิดการเจือจางของราก ช่องว่างที่ไม่เพียงพอทำให้เกิดการขาดฟิวชั่น

แนะนำให้ใช้พารามิเตอร์และเทคนิคการเชื่อมอะไรบ้าง

เชื่อม 825-กับ-ข้อต่อสแตนเลสด้วย GTAW (TIG) โดยใช้อาร์กอน 100%, การไล่กลับที่ราก, การป้อนความร้อนต่ำประมาณ 0.5-1.5 กิโลจูล/มม., อุณหภูมิระหว่างทางจะคงไว้ที่หรือต่ำกว่าประมาณ 150 C (เข้มงวดมากขึ้นสำหรับการให้บริการกรด) และเม็ดบีด - โดยไม่ต้องอุ่นในสภาวะปกติ

1. กระบวนการ - GTAW เหมาะสำหรับงานท่อและผนังบาง- GMAW ที่มีอาร์กอน-ผสมฮีเลียมและ SMAW ที่มี ENiCrMo-3 เป็นที่ยอมรับสำหรับส่วนที่หนักกว่า
2. อาร์กอนป้องกัน - 100% สำหรับ GTAW; การล้างกลับ- (อาร์กอน) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผ่านรูทบนท่อและท่อเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันภายใน
3. อินพุตความร้อน - คงไว้ที่ 0.5-1.5 kJ/mm; ความร้อนที่มากเกินไปจะทำให้บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนกว้างขึ้น ขับไททาเนียมออกจากสารละลาย และส่งเสริมการตกตะกอนของคาร์ไบด์
4. อุณหภูมิระหว่างทาง - สูงสุดประมาณ 150 C (300 F) โดยมีข้อกำหนดการบริการที่เป็นกรดจำนวนมาก- ซึ่งปรับให้แน่นขึ้นที่ 100 C หรือต่ำกว่า วัดด้วยคอนแทคไพโรมิเตอร์หรือดินสอสีอุณหภูมิ
5. เทคนิคลูกปัด - ลูกปัดสตริงแคบแทนการทอ ลดรอยเชื่อมและความร้อนรวมให้เหลือน้อยที่สุด
6. โดยทั่วไปแล้วไม่จำเป็นต้องอุ่น -; หากอุณหภูมิโดยรอบต่ำกว่าประมาณ 5 C (41 F) การอุ่นอย่างอ่อนโยนที่ 15-20 C จะขจัดความชื้นเท่านั้น

จำเป็นต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมหรือไม่?

โดยปกติแล้ว อัลลอยด์ 825 ที่มีความเสถียร - ไทเทเนียม- ไม่จำเป็นต้องใช้ PWHT ในการคืนความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน และการใช้ PWHT กับข้อต่อ 825- กับสเตนเลสจะทำให้ด้านสเตนเลสไวต่อความรู้สึก การอบชุบด้วยความร้อนจะดำเนินการเฉพาะเมื่อรหัสหรือเงื่อนไขการบริการต้องการเป็นพิเศษเท่านั้น

การเติมไทเทเนียมในคาร์บอน 825 "ล็อคอัพ" เพื่อให้โครเมียมคาร์ไบด์ไม่ตกตะกอนใน-โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนระหว่างการเชื่อม - ซึ่งเป็นเหตุผลที่โลหะผสมสามารถเชื่อมได้ในสภาพ-ของการเชื่อม สำหรับข้อต่อที่ไม่เหมือนกัน การคลายความเครียด-ที่อุณหภูมิสเตนเลสทั่วไป (ประมาณ 600-850 C) จะทำให้ด้าน 316L อยู่ในช่วงการแพ้และสามารถลดความต้านทานการกัดกร่อนได้ ดังนั้นจึงไม่ควรเติม PWHT โดยไม่มีข้อกำหนดเฉพาะ

ในกรณีที่โค้ดหรือเงื่อนไขการบริการต้องการการบำบัด หน้าต่างจะมีอุณหภูมิประมาณ 920-980 C ตามด้วยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว และรูปทรงของข้อต่อทั้งหมดต้องอนุญาต ในทางปฏิบัติ เรืออุปกรณ์ 825 ลำที่ประดิษฐ์ขึ้นส่วนใหญ่มีการเชื่อมแบบเชื่อม

ความเสี่ยงด้านโลหะและการกัดกร่อนใดบ้างที่ต้องได้รับการจัดการ

ความเสี่ยงห้าประการในการเชื่อมสเตนเลส 825- ถึง- คือการเจือจาง ความไวต่อ HAZ ข้างสเตนเลส- การแบ่งส่วนโมลิบดีนัมและโซนที่ไม่มีการผสม การกัดกร่อนจากความเครียดคลอไรด์-ที่ด้านสเตนเลส และการปนเปื้อนของเหล็ก ความเสี่ยงแต่ละประการได้รับการจัดการโดยตัวเลือกตัวเติม ควบคุมการป้อนความร้อน ความสะอาด และการตรวจสอบ

การเจือจาง - ถูกควบคุมโดย-ERNiCrMo ที่เป็นอัลลอยด์มากกว่า-3 และโดยการออกแบบร่อง/ฟิตอัพ ดังนั้นการสะสมครั้งสุดท้ายจะไม่ลดลงต่ำกว่านิกเกิลและโมลิบดีนัมที่ยอมรับได้

• การตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่ทำให้เกิดอาการแพ้ด้วยสเตนเลส HAZ - โครเมียม-ในโซนความร้อน 316L- จะลดลงด้วยอินพุตความร้อนต่ำและการควบคุมอินเตอร์พาส
•  
• การแบ่งโมลิบดีนัม / โซนที่ไม่ผสม - โมลิบดีนัมสามารถแยกตัวได้ในระหว่างการแข็งตัว และโซนที่ไม่มีการผสมสามารถก่อตัวที่ขอบเขตฟิวชัน เม็ดบีดและการเจาะที่สมบูรณ์ช่วยลดพื้นที่แบบลีนเฉพาะที่
•  
• คลอไรด์ SCC ที่ด้านสเตนเลส - ขา 316L ยังคงไวต่อความเครียด-การแตกร้าวจากการกัดกร่อนในคลอไรด์ร้อน ในการบริการดังกล่าว ผู้ออกแบบมักจะย้ายตำแหน่งรอยต่อหรืออัพเกรดขาสแตนเลสแทนที่จะพึ่งการเชื่อม
•  
• การปนเปื้อนของอนุภาคเหล็ก - คาร์บอน- จากเครื่องมือที่ใช้ร่วมกันทำให้เกิดเซลล์การกัดกร่อนเฉพาะที่ ต้องใช้แปรงโลหะผสมนิกเกิล-และสารกัดกร่อนโดยเฉพาะ
•  

การเชื่อม 825- ถึงสเตนเลสผ่านการรับรองและทดสอบอย่างไร

ตรวจสอบคุณสมบัติข้อต่อด้วยขั้นตอนการเชื่อมที่บันทึกไว้ตาม ASME BPVC Section IX (หรือ AWS D1.6 / EN ISO 15614-1) จากนั้นตรวจสอบรอยเชื่อมการผลิตด้วยแรงดึง การโค้งงอแบบมีไกด์ ความแข็ง PMI และการทดสอบการกัดกร่อนเฉพาะบริการ

• การรับรองขั้นตอน (PQR/WPS) - บันทึกการจำแนกประเภทของสารตัวเติม กระบวนการ ก๊าซ ช่วงอินพุตความร้อน ขีดจำกัดระหว่างทาง และตำแหน่ง ทดสอบคูปองตามรหัสที่ใช้บังคับ
•  
• การทดสอบทางกล - แรงดึงตามขวาง การโค้งงอด้านข้าง/การหันหน้าไปทางด้านข้าง และการสำรวจความแข็งจะตรวจสอบความแข็งแรงและความเหนียวของสิ่งสะสมที่แตกต่างกัน
•  
• การตรวจสอบทางเคมี - การระบุวัสดุที่เป็นบวก (PMI) บนตัวเติมและการเชื่อมเสร็จแล้วช่วยยืนยันว่ามีการสะสมตัวเป็น ERNiCrMo-3 ไม่ใช่เกรดทดแทน
•  
• การทดสอบการกัดกร่อน - ในกรณีที่ข้อกำหนดกำหนด เรียกใช้บริการ-การทดสอบที่เหมาะสม (เช่น การทดสอบการโจมตีตามขอบเกรนหรือการทดสอบแบบหลุม) บนรอยเชื่อมเพื่อพิสูจน์ว่าการสะสมนั้นตรงกับ-ประสิทธิภาพของโลหะฐาน
•  
• คุณสมบัติช่างเชื่อม - ช่างเชื่อมต้องมีคุณสมบัติสำหรับกระบวนการเฉพาะ ช่างเติม และตำแหน่งที่ใช้ในงาน
•  

ข้อต่อ Incoloy 825- กับสเตนเลสใช้ที่ไหน

รอยเชื่อม 825- ถึง - สแตนเลสจะปรากฏขึ้นทุกที่ที่โลหะผสม 825 ต้องเปลี่ยนไปใช้โครงสร้างสเตนเลสราคาประหยัด: -ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน-ถึง-แผ่นท่อและข้อต่อหัวฉีด การเปลี่ยนท่อของโรงงานเคมี หัวฉีดของถัง ระบบเครื่องฟอก และท่อน้ำที่ผลิตน้ำมัน-และ-

• ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน - 825 ท่อที่เชื่อมหรือซีล- เชื่อมเข้ากับแผ่นท่อ 316L และช่อง/หัวฉีด 825 ช่องเปลี่ยนเป็นท่อสแตนเลส
•  
• การแปรรูปทางเคมี - โรงงานกรดซัลฟิวริก/ฟอสฟอริกที่มีโครงสร้างภายใน 825 ชิ้นเชื่อมกับเปลือกสเตนเลสและท่อ
•  
• เครื่องฟอกควบคุมมลพิษ - และระบบ FGD ที่มีส่วนที่เปียก 825 ส่วนเปลี่ยนไปใช้ท่อสเตนเลส
•  
• น้ำมันและก๊าซ - ผลิต-เครื่องทำความเย็นแบบน้ำและเปรี้ยว-โดยที่ส่วนประกอบ 825 ชิ้นผูกเข้ากับท่อร่วมสแตนเลส
•  

เชื่อม 825 กับสแตนเลสด้วยวิธีที่ถูกต้อง

Incoloy 825 เชื่อมกับสเตนเลสสตีลอย่างหมดจดและเชื่อถือได้ - แต่เฉพาะเมื่อข้อต่อถือเป็นการกัดกร่อน-การตัดสินใจทางวิศวกรรม ไม่ใช่การเชื่อมตามปกติ ระบุตัวเติม ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) หรืออิเล็กโทรดที่เทียบเท่ากับ ENiCrMo-3 ควบคุมอินพุตความร้อนและอุณหภูมิระหว่างทาง ปกป้องรากด้วยการไล่อาร์กอนแบ็ค เก็บเครื่องมือที่ใช้นิกเกิลโดยเฉพาะ ข้าม PWHT เว้นแต่ว่าโค้ดจะเรียกร้อง และรับรองขั้นตอนด้วยการทดสอบทางกลและการกัดกร่อน เมื่อทำเช่นนี้ ข้อต่อที่ไม่เหมือนกันจะมีอายุการใช้งานเท่ากับอุปกรณ์ Alloy 825 ที่เชื่อมต่ออยู่