Inconel 625 hegesztés: legjobb gyakorlatok a GTAW, GMAW és SMAW számára

Inconel 625 (UNS N06625)egy nikkel-króm-molibdén-nióbium szuperötvözet, amely a magas-hőmérséklet-szilárdság, az oxidáló és redukáló környezetben egyaránt kiemelkedő korrózióállóság és a kiváló hegeszthetőség kivételes kombinációjáról híres. A kereskedelmi forgalomban leginkább hegeszthető nikkelötvözetek közé tartozik -, de a „hegeszthető” nem azt jelenti, hogy „könnyen hegeszthető”. Az Inconel 625 hegesztése speciális eljárási szabályok betartása nélkül rutinszerűen forró repedést, porozitást, összeolvadás hiányát és hő-hőhatású zóna (HAZ) érzékenységét - eredményezi, amelyek mindegyike idő előtti üzemzavart okozhat az igényes alkalmazásokban.

Ez az útmutató egy végleges, -paraméter szintű műszaki referencia az Inconel 625 három legfontosabb eljárással történő hegesztéséhez: gázos volfrám ívhegesztés (GTAW / TIG), gázos fémívhegesztés (GMAW / MIG) és árnyékolt fémívhegesztés (SMAW / Stick). Tartalmazza a töltőanyag kiválasztását, a folyamat-specifikus paramétertáblázatokat, a hézagok előkészítését, a hibák okait és elhárítását, valamint az összes vonatkozó nemzetközi minősítési szabványt. Minden rész úgy van felépítve, hogy közvetlen, idézhető következtetéseket adjon.

Az ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) a helyes és univerzálisan meghatározott töltőfém az Inconel 625 GTAW-hoz és GMAW-hoz. Az ENiCrMo-3 (AWS A5.11) a megfelelő SMAW-elektróda. Bármilyen más töltőfém - használata, beleértve az ER316L rozsdamentes acél vagy szénacél töltőanyagokat – műszakilag helytelen, és gyengébb korrózióállóságú és magas hőmérsékleten teljesítő kötéseket eredményez.

Inconel 625 hegesztési tulajdonság

Az Inconel 625 körülbelül 61% nikkelt, 21,5% krómot, 9% molibdént és 3,65% nióbiumot (kolumbium) tartalmaz. Ezek az elemek kiemelkedő tulajdonságokat biztosítanak, de olyan speciális hegesztési kihívásokat is jelentenek, amelyek nagyon különböznek a hagyományos rozsdamentes acél vagy szénacél hegesztésétől.

Miért viselkedik másképp az Inconel 625, mint a rozsdamentes acél a hegesztésben?

Az Inconel 625 négy metallurgiai jellemzője miatt hegesztés közben másképp viselkedik, mint a rozsdamentes acél:

Alacsony hővezető képesség (9,8 W/m·K 20 fokon, vs Ez azt jelenti, hogy a hegesztőmedence hosszabb ideig marad forró és folyékony, és a hőhatás{5}}zóna (HAZ) hőmérsékleti gradiense meredekebb. A gyakorlati következmény nagyobb torzítás és nagyobb érzékenység kockázata, hacsak a hőbevitelt nem szabályozzák szigorúan.

Magas hőtágulási együttható (13,1 x 10-6/fok 20-315 fokon): Az Inconel 625 melegítés és hűtés hatására lényegesen jobban kitágul és összehúzódik, mint a szénacél (12,0 x 10-6/fok). Ez kritikus mérnöki feladattá teszi a hegesztés közbeni torzítások kezelését, amely rögzítést, kiegyensúlyozott hegesztési sorrendet és maximum 50-75 mm-es tapadóvarrat-távolságot igényel.

Lanya, viszkózus hegesztőmedence: A magas nikkeltartalom miatt az Inconel 625 hegesztőmedence észrevehetően viszkózusabb ("lassúbb"), mint egy rozsdamentes acél vagy szénacél hegesztőmedence. Ez gyenge nedvesítési hatáshoz vezethet a hegesztési varratoknál -, ami növeli az összeolvadás hiányának és az alámetszés kockázatát, ha az áramerősség és a haladási sebesség nincs megfelelően beállítva.

Szennyezettség esetén érzékeny a forró repedésre: Nyomnyi mennyiségű kén, foszfor, ólom vagy bizmut - még az ujjlenyomatokból, jelölőtollakból vagy a visszamaradt vágófolyadékokból is - szemcseközi folyadékfilmeket okoz, amelyek a hegesztési varrat megszilárdulása során eltörnek. A tisztítás nem kötelező: a varrat minőségének előfeltétele.

Az egyszerű{0}}nyelvi magyarázat: Mi az a forró repedés?

Képzeljen el egy csokoládét, amely a formába öntés után kihűl. Ha megnyomja a formát, mielőtt teljesen megszilárdul, a még-folyékony csokoládé belülről szétszakad -, ami hasonló a forró repedéshez. Hegesztéskor az olvadt fém megszilárdul, zsugorodik. Ha a zsugorodási feszültségek gyorsabban alakulnak ki, mint ahogy a fém megszilárdul (ami a szolidusz alatti hőmérséklet-tartományban történik), a részben megszilárdult hegesztés a szemcsehatárok mentén elszakad. A fém szennyezettsége esetén - szulfidok vagy foszfidok alacsony olvadáspontú-fóliái - megkönnyítik a szakadást. A megoldás: távolítsa el a szennyeződést, korlátozza a hőbevitelt, és töltse fel teljesen a krátereket, mielőtt eltávolítaná az ívet.

ERNiCrMo-3 töltőanyag mindhárom folyamathoz

A nem megfelelő töltőfém kiválasztása az Inconel 625-höz az egyik legkövetkezményesebb hiba, amelyet a gyártó elkövethet. A nem megfelelő töltőanyag csökkentheti a korrózióállóságot, csökkentheti a magas hőmérsékleti szilárdságot{2}}, és repedésre való hajlamot okozhat, - amelyek egyike sem lesz látható, amíg a berendezés meghibásodik, ami potenciálisan katasztrofális lehet.

1. táblázat: A töltőanyag összehasonlítása hegesztő Inconel 625-höz (Ni + egyéb kulcselemek, tömeg%)

Forrás:AWS A5.14 „Nikkel és nikkel{1}}ötvözet csupasz hegesztőelektródák és rudak specifikációja” (aktuális kiadás); AWS A5.11 „Specification for Nickel and Nickel{3}}Alloy Welding Electrodes for Shielded Metal Arc Welding” (aktuális kiadás); Special Metals Corporation „INCONEL alloy 625” SMC-027 Rev.2 kiadvány (2018); Haynes International H-3159.

Miért az ERNiCrMo-3 a megfelelő választás: Az ERNiCrMo-3 (INCO-WELD 686 CPT vagy Metrode Nimrod 625 márkanéven is ismert) összetétele kifejezetten az Inconel 625 nem nemesfém ötvözetkémiájának megfelelő. A magas króm- és molibdéntartalom biztosítja, hogy a hegesztési varrat az alapfémmel azonos korrózióállósággal bírjon – ez kritikus az olyan alkalmazásokban, mint a tengeri csővezetékek, vegyi feldolgozótartályok és füstgáz-kéntelenítő berendezések, ahol a varrat ugyanolyan agresszív környezetnek van kitéve, mint az alapfém.

Miért nem jó az ER316L a nagy-ötvözetű Inconel 625 kötéseknél? Az ER316L-t (ERNiCrMo-4 néha összekeverik a 316L-lel) csak 11-14% Ni-t és 18-20% Cr-t tartalmaz – a molibdén-nikkel és az alapfém nikkel körülbelül egyharmada. Korrozív használat során ez galvanikus párost hoz létre a hegesztési varrat és a nemesfém között, amely előnyben részesítheti a hegesztési korróziót, érvénytelenítve az Inconel 625 alapanyag teljes korrózióvédelmét.

Kritikus beszerzési megjegyzés: Az ERNiCrMo{3}}3 töltőhuzalt hitelesített malomvizsgálati jelentésekkel kell megvásárolni, amelyek megerősítik az AWS A5.14 szerinti kémiát. A globális ellátási láncokban hamisított vagy helytelenül osztályozott nikkelötvözet töltőhuzalokat azonosítottak. A kritikus alkalmazásokhoz megköveteli a hőszám nyomon követhetőségét és a harmadik féltől származó kémiai ellenőrzést.

GTAW (TIG) Inconel 625-höz

A gázos volfrámíves hegesztés (GTAW), más néven TIG (Tungsten Inert Gas) hegesztés, az előnyben részesített eljárás Inconel 625 csőgyökerek, vékony falú csövek, precíziós alkatrészek és minden olyan alkalmazásnál, ahol a hegesztés minősége és belső szilárdsága az elsődleges kritérium. A GTAW minden fúziós hegesztési folyamat hőbemeneti és ívkarakterisztikájának legfinomabb szabályozását biztosítja, így szabványossá teszi a repülési, nukleáris és tengeri csővezeték-gyökér-áteresztőket.

A felület előkészítése az első kritikus lépés - Soha ne hagyja ki ezt

Mielőtt bármilyen GTAW-munka megkezdődik az Inconel 625-ön, a következő felület-előkészítési sorrendet kell végrehajtani sorrendben:

Zsírtalanítsa acetonnal vagy metil-etil-ketonnal (MEK) - a kötés mindkét oldalán és 50 mm-rel hátrább a hegesztési vonaltól.

Drótkefe DEDIKÁLT rozsdamentes acél kefével (nem szénacél, nem osztják meg más anyagokkal) az oxidfilm eltávolításához.

Az ecsetelés utáni újra-zsírtalanítás - A kefe bekenheti a maradék olajat a felületbe.

Erős fényben vagy UV-fényben vizsgálja meg, nincs-e benne olajfilm, festék, jelölőtoll nyoma vagy egyéb szennyeződés.

Hegesztés az előkészítést követő 4 órán belül; ha késik, ismételje meg a zsírtalanítást.

A „DEDICATED rozsdamentes acél kefe” kifejezés kritikus. A szénacélhoz korábban használt kefe használata vasrészecskéket ágyaz be az Inconel 625 felületébe. Ezek a vasrészecskék azután helyi galvanikus korróziót okoznak a kész gyártásban - pontosan olyan szennyeződés- okozta meghibásodás, amely miatt a tapasztalt nikkelötvözet-gyártók ragaszkodnak a speciális szerszámokhoz.

2. táblázat: GTAW-hegesztési paraméterek az Inconel 625-höz (UNS N06625)

Forrás:AWS A5.14 (ERNiCrMo-3 besorolás); Speciális fémhegesztési termékek „INCO-WELD A Electrode and INCONEL Filler Metal 82” (SMC-043); Haynes International „Fabrication of Hastelloy Nickel-Base Alloys” (H-2010C, 625 nem nemesfémhez adaptálva); Lincoln Electric „The Procedure Handbook of Arc Welding” (14. kiadás); Miller Electric „Irányelvek a gázvolfrámíves hegesztéshez (GTAW)” (2022).

Vissza-A tisztítás nem opcionális - A gyökérminőség szempontjából kötelező

A hegesztés során a hegesztési kötés gyökéroldalán folyamatosan áramló argongáz vissza-öblítése - a hegesztés során - az egyik leginkább alulértékelt és alul-követelt követelmény a nikkelötvözet csőhegesztésben. Vissza-öblítés nélkül a cső vagy edény belsejében lévő gyökérhegesztés légköri oxigén hatásának van kitéve olyan hőmérsékleten, ahol az Inconel 625 gyorsan oxidálódik, és durva, porózus, krónikusan korrodálódó felületet képez, amelyet általában „cukrosodásnak” neveznek.

A hátsó -öblítési oldalon a cél oxigénszint 20 ppm (parts per million) alatt van, - ami 0,002%-nál kevesebb oxigénnek felel meg. Ehhez a hegesztés megkezdése előtt elegendő ideig kell argont áramolni ahhoz, hogy a levegőt kiürítse a cső belsejéből (ez a folyamat, amelyet „tartózkodási időnek” neveznek), és fenn kell tartani az áramlást a gyökérjáratban és legalább az első feltöltési menetben. Kritikus alkalmazásokhoz erősen ajánlott a kipufogóvezetékbe szerelt inline oxigénelemző.

GMAW (MIG) az Inconel 625 töltő- és kupaklapokhoz

A gázos fémíves hegesztést (GMAW), más néven MIG (Metal Inert Gas) hegesztést, széles körben használják az Inconel 625 töltési és kupakjaihoz, nehéz -szelvények gyártásához és olyan gyártási környezetekhez, ahol az áteresztőképesség fontos. Az impulzusos átvitellel rendelkező GMAW 3-4-szer nagyobb lerakódási sebességet ér el, mint a GTAW, miközben fenntartja a megfelelő hőbevitel szabályozást -, így szabványos választás vastag falú nyomástartó edények, tengeri elosztók és szerkezeti hegesztések készítéséhez.

Miért soha nem szabad rövid{0}}áramköri átvitelt használni az Inconel 625-höz

A szénacél GMAW hegesztésnél gyakori a rövidzár-átvitel (az az üzemmód, amikor a huzal fizikailag érintkezik a hegesztőmedencével, majd ismételten visszaível 20-200 Hz-en). Soha nem szabad Inconel 625-höz használni. Ennek oka az ötvözet viszkózus hegesztési medencéje: rövid-áramköri módban a ciklusonként leadott energia nem elegendő ahhoz, hogy a viszkózus nikkel-ötvözetből készült hegesztőmedence megfelelően összeolvadjon a kötés oldalfalaival, ami szisztematikus, de nem szabványos sugárzási vizsgálattal észlelhető fáradásos repedést okoz a szolgáltatás során.

A helyes átviteli mód a permetezés (a permetező átmeneti áram felett, jellemzően 170-180 A 1,2 mm-es ERNiCrMo-3 vezetéknél) vagy impulzusos permetezés. Az impulzusos spray permetezési módú fémátvitelt biztosít alacsonyabb árambeállítás átlagos hőbevitelével – így ideális az Inconel 625-höz, ahol egyszerre szükséges a jó fúzió és a szabályozott hőbevitel.

3. táblázat: GMAW hegesztési paraméterek az Inconel 625-höz (UNS N06625)

Forrás:AWS A5.14 (ERNiCrMo-3 vezetékes besorolás); Lincoln Electric „Hegesztési nikkelötvözetek útmutatója” NI-1 (2021); Miller Electric „Nikkelötvözetek impulzusos GMAW” 278. számú bejelentése (2020); Speciális fémhegesztési termékek műszaki közleménye W-3165 (Inconel 625 GMAW); Az Eutectic Corporation „Nikkelötvözet MIG-hegesztési útmutatója” NI-MIG-7 (2019).

Védőgáz kiválasztása: CO2 hozzáadása nem megengedett

A szénacél GMAW esetében a CO2-t tartalmazó védőgáz-keverékek (például 75% Ar + 25% CO2 -) szabványosak, mivel a CO2 javítja az ívstabilitást és a hegesztési varrat behatolását. Ezeket a gázkeverékeket soha nem szabad Inconel 625 hegesztéshez használni. A védőgázban hozzáadott CO2 és oxigén reakcióba lép a magas{10}}krómtartalmú hegesztőmedencével, és króm-oxidot képez, amely: (1) kiüríti a krómot a hegesztett fémből, csökkentve a korrózióállóságot; (2) szilárd oxidzárványokat képez a varratban; és (3) fénytelen, oxidált gyöngyfelületet hoz létre, amely megzavarja az inter-pass fúziót.

A megfelelő védőgáz a tiszta argon (minimális tisztaság 99,99%) vagy egy argon{1}}hélium keverék. A hélium-adalékok (15-50%) növelik az ívfeszültséget és a hőbevitelt azonos huzalelőtolási sebesség mellett, javítva a behatolást a vastag szakaszokon, és csökkentve a „hideg lábujjakat” (nem fuzionált hegesztési lábujjak), amelyek a nikkelötvözet GMAW gyakori hibái.

SMAW (stick) helyszíni javításhoz és távoli Inconel 625 hegesztéshez

Az árnyékolt fémíves hegesztés (SMAW), amelyet pálcás hegesztésnek vagy kézi fémíves (MMA) hegesztésnek is neveznek, fedett elektródát - használ, amely egy folyasztószerrel bevont fémrudat - használ külön védőgáz helyett. Ez teszi az SMAW-t a három folyamat közül a leginkább hordozható-időjárásállóvá, amely kiválóan-alkalmas az Inconel 625 berendezések helyszíni javítására, szűk helyeken végzett karbantartási hegesztésre és olyan helyeken történő építkezésre, ahol a gázpalackok gyakorlatilag nem telepíthetők.

Az ENiCrMo{1}}3 elektródák kezelése kritikus – a nedvesség porozitást okoz

Az Inconel 625 - ENiCrMo-3 per AWS A5.11 - SMAW fedett elektródája nedvesség-érzékeny. Ellentétben a szénacél elektródákkal, amelyek elviselik a rövid ideig tartó nedves levegő expozíciót anélkül, hogy jelentős minőséget befolyásolnának, a nikkel{7}}ötvözetből készült elektródák néhány órán belül felszívják a nedvességet a légkörből a zárt csomagolásból történő eltávolításuk után. A felszívott nedvesség hidrogénné bomlik a hegesztési hőmérsékleten, hidrogén porozitást okozva - gömb alakú gázüregek oszlanak el a hegesztési fémen, ami csökkenti a mechanikai szilárdságot és a fáradási élettartamot.

A kötelező elektródkezelési protokoll a következő: (1) az eredeti csomagolásban lezárva tárolja a felhasználásig; (2) süsse 120-200 fokon 1-2 órán keresztül erre a célra szolgáló elektródás sütőben használat előtt; (3) áthelyezés egy hordozható rúdkemencébe (80-120 fokon tartva) munkahelyi használatra; (4) dobja ki az elektródákat, amelyeket több mint 4 órán keresztül a szabad levegőn hagytak rúdsütő nélkül.

4. táblázat: SMAW-hegesztési paraméterek az Inconel 625-höz (UNS N06625)

Forrás:AWS A5.11 (ENiCrMo-3 elektróda osztályozás); Lincoln Electric „Stick Welding Nickel Alloys” alkalmazási útmutató NI-SMAW-1 (2022); Speciális fémhegesztési termékek „ENiCrMo-3 elektróda adatlap” W-4175; Metrode Welding Consumables „Ni60 ENiCrMo-3 adatlap” (2021); Sandvik Materials Technology „Erősen ötvözött rozsdamentes és nikkelötvözetek hegesztése” (Inconel 625 SMAW-hoz adaptálva).

Miért kell alacsonyabbnak lennie az Inconel 625 áramerősségnek, mint a szénacélnak?

A 3,2 mm-es szénacél E7018 elektródát általában 90-130 A-en üzemeltetik. Az Inconel 625-höz készült 3,2 mm-es ENiCrMo-3 elektródát csak 75-110 A - feszültséggel, körülbelül 15-20%-kal alacsonyabban kell működtetni. Ennek oka az Inconel 625 nagy elektromos ellenállása (1,29 mikroohm-méter a szénacélhoz képest): az elektromos energia nagyobb hányada hőként az elektródacsonkon belül disszipálódik, nem pedig az ívben. A túl nagy áramerősség az elektróda túlmelegedését, a fluxus meghibásodását, túlzott fröcskölést és az árnyékoló funkció elvesztését okozza – ami porozitást és oxidált hegesztési fémet eredményez.

GTAW, GMAW, SMAW - Alkalmazás szerinti választás

Nincs egyetlen hegesztési eljárás sem optimális az Inconel 625 összes alkalmazásához. A következő táblázat közvetlenül összehasonlítja a GTAW-t, a GMAW-t és az SMAW-t az Inconel 625 ipari gyártása szempontjából releváns összes kritérium alapján, végleges kiválasztási útmutatót adva.

5. táblázat: Folyamat-összehasonlítás - GTAW vs GMAW vs SMAW Inconel 625 esetén (UNS N06625)

Forrás:AWS „Hegesztési kézikönyv” 2. kötet (9. kiadás, 7. fejezet: Nikkel és kobaltötvözetek hegesztése); Lincoln Electric „Complete Guide to Shielding Gases for MIG Welding” (2022); Miller Electric „GTAW vs GMAW vs SMAW Process Comparison” Application Note 190; ASME IX QW-432 csoportosítási adatok; iparági termelékenységi referenciaértékek a Haynes International H-3092B-től (az Inconel 625 adatokhoz igazítva).

Folyamatok kiválasztásának ökölszabálya: Használja a GTAW-t a gyökérpasszokhoz és vékony anyagokhoz, ahol a minőség a legfontosabb; használja a GMAW töltő/sapka meneteket a termelékenység maximalizálása érdekében a 4 mm feletti szakaszokon; használja az SMAW-t terepi hegesztéshez, távoli helyszíneken vagy olyan javításokhoz, ahol a gázellátás nem praktikus. A kombinált GTAW gyökér + GMAW töltés az ipari szabvány eljárás a legtöbb Inconel 625 cső és tartály gyártásához.

Nyolc hegesztés az Inconel 625 gyártásban

Az alábbi táblázat felsorolja az Inconel 625 hegesztése során leggyakrabban előforduló hibákat mindhárom folyamat során, azok kiváltó okait, a megelőzési stratégiákat és az észlelési módszereket. Ez a táblázat a hegesztési mérnöki szakirodalom és az OEM helyszíni visszajelzések összesített tapasztalatának eredménye az Inconel 625 több évtizedes gyártása során.

6. táblázat: Gyakori hegesztési hibák az Inconel 625 gyártásában - Okok, megelőzés és észlelés

Forrás:ASM International Handbook Kötet{0}} „Hegesztés, keményforrasztás és forrasztás” (Fejezet: Nikkelötvözet-hegesztés); ASME IX. szakasz, QW-143 (NDE követelmények); Cary, HB és Helzer, SC „Modern Welding Technology” (6. kiadás, Pearson, 2005); Dunkerton, SB TWI „Nikkelötvözetek hegesztése” (The Welding Institute, Abington, Egyesült Királyság, Technical Knowledge Series 9); NACE SP0170 „Az elektrokémiai katódos védelmi kritériumok helyszíni mérése” (hivatkozás a használatban lévő SCC-re); ISO 5817 „Hegesztés – Minőségi szintek a tökéletlenségekre”.

A hőbevitel a fő változó - Kezelése nyolcból hatot vezérel

A hibatáblázat vizsgálata során kiderül, hogy a túlzott hőbevitel - akár a túl-nagy áramerősségből, akár a túl-lassú haladási sebességből, akár a nem megfelelő járatközi hűtésből - a felsorolt ​​nyolc hiba közül hatban vagy közvetlen oka, vagy hozzájáruló tényezője. Ez nem véletlen: az Inconel 625 hegesztésénél a hőbevitel az elsődleges kohászati ​​szabályozó változó.

Hőbemenet (kJ/mm-ben)=(Amper x Volt x 60) / (1000 x utazási sebesség mm/percben). Ezt a képletet minden egyes hegesztési varrathoz ki kell számítani a WPS-en (Hegesztési eljárás specifikáció) rögzített tényleges paraméterek felhasználásával. A GTAW esetében a cél 1,5 kJ/mm alatt van menetenként. A GMAW esetében a cél 2,0 kJ/mm alatt van menetenként. Bármely WPS, amely nem határoz meg hőbeviteli határértékeket az Inconel 625 számára, technikailag hiányos a kritikus szolgáltatási alkalmazásokhoz.

Az Inconel 625 ízület-előkészítési geometriája

Mivel az Inconel 625 hegesztőmedence viszkózusabb (lassúbb), mint a szénacél vagy a rozsdamentes acél, nem folyik be olyan könnyen a szűk illesztési geometriákba. Ha a szénacélnál alkalmazott horonyszögeket próbálják meg alkalmazni, az szisztematikus -összeolvadási-hiányt eredményez a csatlakozások oldalfalain -, ami nehezen észlelhető, és katasztrofális nyomást-tartozó szolgáltatás.

7. táblázat: Az Inconel 625 fuga-előkészítési geometriája anyagvastagság szerint

Forrás:ASME B16.25 „Tompahegesztő végek” (csőferdék); AWS D1.6 'Strukturális hegesztési kód - Rozsdamentes acél' (csuklógeometriai alapelvek, nikkelötvözetekhez igazítva); ASME IX. szakasz, QW-469 (közös tervdokumentáció); Speciális fémhegesztési termékek „INCONEL és INCOLOY ötvözetek hegesztése” (SMC-029); Metrode hegesztő fogyóeszközök „Műszaki specifikáció nikkelötvözet csőhegesztéshez” (ME-NI-005, 2020).

A 75-80 fokos szögben megadott egyetlen-V-horony közepes (4,8-12 mm) szakaszokon 15-20 fokkal szélesebb, mint egy tipikus szénacél V-horony. Ez a további szélesség elengedhetetlen: a szélesebb horony biztosítja az oldalfalhoz szükséges hozzáférést ahhoz, hogy a GTAW töltőrúd megfelelően elérje a fúziós vezetéket anélkül, hogy a kezelőnek olyan szögben kellene tartania az elektródát, amely veszélyeztetné a védőgáz lefedettségét.

A megmunkált vagy köszörült hézagfelületek tisztasága: Mechanikai előkészítés (csiszolás, megmunkálás vagy plazmavágás) után a ferde felületeket meg kell tisztítani a 3.1. pontban leírtak szerint. A plazma-vagy termikusan vágott felületek ferde felületén króm-oxid lehet, ami az összeolvadás hiányát okozza, ha nem távolítják el csiszolással, majd zsírtalanítással. A nikkelötvözetekhez (a szénacéllal nem közösen használt) külön 80-120 szemcseméretű csiszolókorong a megfelelő eszköz.

Az Inconel 625 elő-hegesztési és utókezelési szabályai-

A szénacél hegesztése szinte mindig előmelegítést igényel, - meg kell emelni az alapfém hőmérsékletét a hegesztés előtt, hogy megakadályozzuk a hidrogén-hideg repedést. Az Inconel 625 esetében nincs szükség előmelegítésre, és csak akkor szabad alkalmazni, ha az alapfém hőmérséklete 5 fok alatt van (ebben az esetben enyhe felmelegítés -legfeljebb szobahőmérsékletre megengedett a páralecsapódás eltávolítása érdekében).

A szénacél -típusú előmelegítési hőmérsékletek (100-300 fok) alkalmazása az Inconel 625-ön kontraproduktív lenne: az interpass hőmérsékletet a 100 fokos határ fölé emeli, növelve a hőbevitelt és az érzékenyítés kockázatát. A kohászati ​​okok is eltérőek: az Inconel 625 ausztenites, nem képez martenzitet, és nem rendelkezik olyan hidrogénérzékenységi ablakkal, mint a szén- vagy gyengén ötvözött acélok.

Utó-Hegesztési hőkezelés (PWHT) - Általában nem szükséges, de fontos kivételekkel

Az Inconel 625 alkalmazások többségéhez - korrózióálló szolgáltatás, magas-hőmérsékletű szolgáltatás, szerkezeti gyártás - utólagos-hegesztési hőkezelés (PWHT) nem szükséges és nem előnyös. Az as-hegesztési állapot teljes mértékben elfogadható a szervizeléshez, feltéve, hogy a hegesztési eljárást megfelelően hajtották végre, szabályozott hőbevitellel és áthaladási hőmérsékletekkel.

Fontos kivételek, ahol a PWHT megadható:

Savanyúgáz szolgáltatás (H2S környezetek) a NACE MR0175 / ISO 15156 szerint: Feszültségmentesítő hőkezelésre lehet szükség a maradék hegesztési feszültségek csökkentése és a hegesztési fém keménységének HRC 40 alatti megőrzése érdekében.

Kriogén szolgáltatás (-100 fok alatt): 1150 fokos oldatos izzításra, majd gyors hűtésre lehet szükség az ausztenit teljes stabilitásának és szívósságának biztosítása érdekében extrém alacsony hőmérsékleten.

Öregedzés (ha az Inconel 625-öt kicsapásos formában alkalmazzák, az AMS 5663 2. fokozata szerint): Speciális öregítési ciklust igényel; olvassa el a vonatkozó anyagspecifikációt.

Különböző fémhegesztések (Inconel 625 szénacélhoz): Az Inconel 625 szénacél oldali vajhegesztéseihez szükség lehet az ASME VIII vagy B31.3 szerinti PWHT-re a szénacél PWHT-követelményeinek teljesítéséhez - alkalmazzon PWHT-t a különböző hegesztés előtt.

Passziválás és utó{0}}hegesztési tisztítás

A hegesztést követően az Inconel 625 hővel színezett zónája (a hegesztési varrat melletti elszíneződött terület) egy olyan terület, ahol a króm-oxid passzív filmréteg megszakadt, és Cr-hiányos zónákat tartalmazhat. A korróziós -kritikus alkalmazásokhoz (pl. gyógyszeripar, élelmiszer-feldolgozás, tengervíz szolgáltatás) a hegesztési varrat{7}}utólagos passziválása javasolt:

Mechanikai tisztítás: Rozsdamentes acél drótkefe (nikkelötvözetekhez készült), majd szemcseszórással üveggyöngyös vagy alumínium-oxid közeggel.

Kémiai passziválás: 20%-os salétromsavoldat 50-60 fokon 30 percig, majd alapos vizes öblítés és szárítás. Alternatív megoldásként citromsavas passziválás az ASTM A967 szerint.

Pácoló paszta: Hidrofluor{0}}salétromsavas pácpaszta, amelyet a melegen színező zónákra alkalmaznak; rendkívül hatékony, de teljes egyéni védőfelszerelést és ellenőrzött ártalmatlanítást igényel.

Gyakran Ismételt Kérdések

V: Nem. Az ER308L (a 304L-es rozsdamentes acélhoz) és az ER316L (a 316L-es rozsdamentes acélhoz) csak 10-14% Ni-t és 18-20% Cr-t - tartalmaz, ami teljesen nem felel meg az Inconel 625 nemesfém tulajdonságainak. Ezeknek a töltőanyagoknak a használata lényegesen alacsonyabb korrózióállóságú és magas hőmérsékleti szilárdságú hézagot eredményez, mint az alapanyag, így garantáltan előnyös korróziós vagy tönkremeneteli zóna jön létre minden hegesztésnél. A megfelelő töltőanyag az ERNiCrMo-3 (GTAW/GMAW) vagy az ENiCrMo-3 (SMAW) AWS A5.14 és A5.11 szerint. Az Inconel 625 korróziós vagy magas hőmérsékletű hegesztése során ezek a töltőfémek nem helyettesíthetők.

K: Szükséges előmelegítés az Inconel 625 hegesztése előtt?

V: Nincs szükség - előmelegítésre az Inconel 625 esetében, és nem szabad alkalmazni. A szénnel és az alacsony-ötvözött acéllal ellentétben az Inconel 625 ausztenites ötvözet, amely nem okoz előmelegítést igénylő hidrogén ridegedést vagy martenzit átalakulást. Ha az alapfém hőmérséklete 5 fok alatt van (pl. hideg tárolás vagy kültéri körülmények miatt), enyhe meleg-legfeljebb a környezeti hőmérséklet (maximum 20 fok) elfogadható a páralecsapódás eltávolítására. Bármilyen szobahőmérséklet feletti előmelegítés kontraproduktív: növeli a hőbevitelt és a 100 fokos maximális határ fölé emeli az interpass hőmérsékletet, növelve az érzékenységet és a forró repedés kockázatát.

K: Mi okozza a porozitást az Inconel 625 GTAW varratoknál, és hogyan javíthatom ki?

V: Az Inconel 625 GTAW hegesztési varratok porozitását szinte mindig a három forrás egyike okozza: (1) Felületi szennyeződés - olaj, nedvesség vagy oxid az alapfém vagy a töltőhuzalon; tisztítsa meg a 3.1. szakaszban leírt protokoll szerint. (2) Védőgáz minőségű - argon 99,99% alatti tisztaságú vagy szennyezett gázvezeték; hegesztés előtt cserélje ki a gázt és fújja ki a vezetékeket. (3) Az ív túl hosszú - a 4 mm-nél hosszabb ívek beszívják a légköri gázokat; rövidítse le az ívet. Az SMAW-ból származó porozitást leggyakrabban a nedvesség{12}}elnyelt elektródák okozzák; az elektródákat 150 fokon 2 órán át sütjük, és rúdsütőben tartjuk. Javítsa ki a porózus zóna teljes kicsiszolásával, és{16}}újrahegesztéssel a helyes eljárással.

K: Melyik NDE módszer a legjobb az Inconel 625 hegesztési varratok ellenőrzésére?

V: Az NDE-módszer kiválasztása a probléma típusától és az alkalmazandó kódtól függ: (1) Radiográfiai vizsgálat (RT) - a legjobb térfogati hibákra (porozitás, zárványok, áthatolás hiánya a csőgyökér-átmenetekben). Ipari szabvány az ASME B31.3 normál folyadékszolgáltatáshoz. (2) Fázisos tömb ultrahangos tesztelés (PAUT) - felülmúlja a hagyományos RT-t a síkbeli hibák (az összeolvadás hiánya, forró repedések) és a vastag{7}}szelvények vizsgálatakor. Egyre jobban meghatározzák az RT helyett a tengeri és nukleáris alkalmazásokhoz. (3) Folyadék áthatoló teszt (PT / FPI) - kötelező felületvizsgálati módszer; észleli a felületi{12}}repedéseket, a porozitást és az összeolvadás hiányát a sapka áthaladásakor. (4) Vizuális tesztelés (VT) - minden gyártási hegesztéshez szükséges, a többi NDE-től függetlenül; ellenőrzi a peremprofilt, az alámetszést és a felület állapotát. Az Inconel 625 nem-mágneses, ezért a mágneses részecsketeszt (MT) nem alkalmazható.

K: Az Inconel 625 hegeszthető szénacélra, és milyen eljárás szükséges?

V: Igen, az Inconel 625-öt rendszeresen hegesztik szénacélra különböző fémhegesztési (DMW) konfigurációkban -, például a vegyi üzemekben a szénacél csővezetékekről az Inconel 625 csővezetékekre való átálláskor. A javasolt eljárás a következő: (1) Vigyen fel egy „vaj” réteget ERNiCrMo-3 töltőanyagból a szénacél oldalára, jellemzően 3-6 mm vastagságban, a GTAW segítségével. (2) Vigyen fel PWHT-t a szénacél darabra (ha a szénacél P-számára vonatkozó kód ezt megköveteli) az összekötő varrat elkészítése előtt. (3) Géppel vagy csiszolja le a vajréteget tiszta felületre. (4) ERNiCrMo-3 töltőanyaggal készítse el az összekötő hegesztést a vajas szénacél és az Inconel 625 között. NE alkalmazzon PWHT-t az illesztési varrat után – ez érzékenyebbé teheti az Inconel 625 HAZ-t. A különböző kombinációkhoz dedikált WPS/PQR szükséges az ASME IX. szakaszában.