Hitzebeständiger Stahl ist Stahl, der sowohl thermische Stabilität als auch thermische Festigkeit unter Hochtemperaturbedingungen aufweist. Thermische Stabilität bedeutet, dass der Stahl unter Hochtemperaturbedingungen seine chemische Stabilität (Korrosionsbeständigkeit, Nichtoxidation) beibehalten kann. Thermische Festigkeit bedeutet, dass der Stahl unter Hochtemperaturbedingungen ausreichende Festigkeit aufweist. Die Hitzebeständigkeit wird dabei hauptsächlich durch Legierungselemente wie Chrom, Molybdän, Vanadium, Titan und Niob gewährleistet. Daher sollte die Auswahl der Schweißmaterialien entsprechend dem Legierungselementgehalt des Grundmetalls erfolgen. Hitzebeständiger Stahl wird häufig beim Bau von Erdöl- und petrochemischen Industrieanlagen verwendet. Die meisten perlitischen hitzebeständigen Stähle, mit denen wir häufig in Kontakt kommen, sind perlitische hitzebeständige Stähle mit niedrigem Legierungsgehalt, wie 15CrMo, 1Cr5Mo usw.
1 Schweißbarkeit von Chrom-Molybdän-Stahl
Chrom und Molybdän sind die wichtigsten Legierungselemente von perlitischem hitzebeständigem Stahl, die die Hochtemperaturfestigkeit und Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit des Metalls deutlich verbessern können, aber die Schweißbarkeit des Metalls verschlechtern und dazu neigen, Spannungen in der Schweiß- und Wärmeeinflusszone abzubauen. Beim Abkühlen an der Luft entsteht leicht eine harte und spröde Martensitstruktur, die nicht nur die mechanischen Eigenschaften von Schweißverbindungen beeinträchtigt, sondern auch große innere Spannungen erzeugt, was zu einer Neigung zur Kaltrissbildung führt.
Daher sind Risse das Hauptproblem beim Schweißen von hitzebeständigem Stahl. Die drei Elemente, die Risse bilden, sind Struktur, Spannung und Wasserstoffgehalt in der Schweißnaht. Daher ist es besonders wichtig, einen vernünftigen Schweißprozess zu entwickeln.
2. Schweißverfahren für perlitischen hitzebeständigen Stahl
2.1 Abschrägung
Die Nut wird normalerweise durch Flamm- oder Plasmaschneiden bearbeitet. Bei Bedarf sollte der Schnitt auch vorgewärmt werden. Nach dem Schleifen wird eine PT-Prüfung durchgeführt, um die Risse in der Nut zu entfernen. Normalerweise wird eine V-förmige Nut gewählt, und der Nutwinkel beträgt 60 Grad. Aus Sicht der Rissvermeidung ist ein größerer Nutwinkel vorteilhaft, aber dies erhöht die Schweißmenge. Gleichzeitig werden die Nut und beide Seiten des Innenteils poliert, um Öl und Rost sowie Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen zu entfernen (Dehydrierung, Verhinderung von Stomata).
2.2 Gruppenpaare
Es ist erforderlich, dass die Ausrichtung nicht erzwungen werden kann, um die Entstehung innerer Spannungen zu verhindern. Da hitzebeständiger Chrom-Molybdän-Stahl eine große Rissneigung aufweist, sollte die Beschränkung der Schweißnaht während des Schweißens nicht zu groß sein, um keine übermäßige Steifheit zu verursachen, insbesondere beim Schweißen dicker Platten, die die Verwendung von Zugstangen, Vorrichtungen und Vorrichtungen mit freier Schrumpfung der Schweißnaht behindern, sollte so weit wie möglich vermieden werden.
2.3 Auswahl des Schweißverfahrens
Die derzeit in unseren Erdöl- und petrochemischen Anlagen üblicherweise verwendeten Schweißverfahren zum Schweißen von Rohrleitungen sind das Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen für den Bodenabschluss und das Elektrodenlichtbogenschweißen für den Fülldeckel. Weitere Schweißverfahren sind MIG-Schweißen, CO2-Schutzgasschweißen, Elektroschlackeschweißen und automatisches Unterpulverschweißen usw.
2.4 Auswahl der Schweißmaterialien
Das Prinzip der Anpassung der Schweißmaterialien, der Legierungszusammensetzung und der Festigkeitseigenschaften des Schweißguts sollte grundsätzlich mit den entsprechenden Indikatoren des Grundmetalls übereinstimmen oder die in den technischen Produktbedingungen vorgeschlagenen Mindestleistungsindikatoren erreichen. Um den Wasserstoffgehalt zu verringern, sollten außerdem zunächst alkalische Elektroden mit niedrigem Wasserstoffgehalt verwendet werden. Die Elektroden oder Flussmittel sollten gemäß dem vorgeschriebenen Verfahren getrocknet und bei Bedarf entnommen werden. Sie sollten in den Elektrodenisolationseimer gelegt und bei Bedarf entnommen werden. Die Anzahl der Elektroden im Elektrodenisolationseimer sollte 4 Stunden nicht überschreiten, andernfalls sollte erneut getrocknet werden, und die Anzahl der Trocknungszeiten sollte das Dreifache nicht überschreiten, was im spezifischen Konstruktionsprozess angegeben ist. Beim manuellen Lichtbogenschweißen von hitzebeständigem Chrom-Molybdän-Stahl können auch Elektroden aus austenitischem rostfreiem Stahl, wie z. B. A307-Elektroden, verwendet werden, aber vor dem Schweißen ist dennoch ein Vorwärmen erforderlich. Diese Methode eignet sich für den Fall, dass die Schweißnaht nach dem Schweißen nicht wärmebehandelt werden kann.
Die Auswahltabelle für Schweißzusätze aus hitzebeständigem Stahl sieht wie folgt aus:
2.5 Vorwärmen
Das Vorwärmen ist eine wichtige Prozessmaßnahme zum Schweißen von Kaltrissen und zum Spannungsabbau von perlitischem hitzebeständigem Stahl. Um die Schweißqualität sicherzustellen, sollte, egal ob es sich um Punktschweißen oder Schweißverfahren handelt, vorgewärmt und in einem bestimmten Temperaturbereich gehalten werden.
2.6 Langsames Abkühlen nach dem Schweißen
Langsames Abkühlen nach dem Schweißen ist ein Grundsatz, der beim Schweißen von hitzebeständigem Chrom-Molybdän-Stahl unbedingt eingehalten werden muss. Dies muss auch im heißen Sommer erfolgen. Im Allgemeinen wird unmittelbar nach dem Schweißen Asbestgewebe verwendet, um die Schweißnaht und den Bereich in der Nähe der Naht abzudecken. Kleine Schweißteile können langsam in Asbestgewebe abgekühlt werden.
2.7 Wärmebehandlung nach dem Schweißen
Die Wärmebehandlung sollte unmittelbar nach dem Schweißen durchgeführt werden. Ziel ist es, die Entstehung von Spätrissen zu verhindern, Spannungen abzubauen und die Struktur zu verbessern. Die Temperaturtabelle der Vorwärmtemperatur von hitzebeständigem Stahl vor dem Schweißen und der Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist in der folgenden Tabelle aufgeführt.
3 Vorsichtsmaßnahmen beim Schweißen
(1) Beim Schweißen dieser Stahlsorte müssen Maßnahmen wie Vorwärmen und langsames Abkühlen nach dem Schweißen durchgeführt werden. Allerdings gilt: Je höher die Vorwärmtemperatur, desto besser. Die Anforderungen an den Schweißprozess müssen strikt eingehalten werden.
(2) Bei dicken Platten sollte mehrschichtiges Schweißen angewendet werden, und die Zwischenschichttemperatur sollte nicht niedriger als die Vorwärmtemperatur sein. Das Schweißen sollte auf einmal abgeschlossen werden, vorzugsweise ohne Unterbrechung. Wenn eine Zwischenschichtsuspension erforderlich ist, sollten Maßnahmen zur Wärmeisolierung und langsamen Abkühlung ergriffen werden, und vor dem erneuten Schweißen sollten dieselben Vorwärmmaßnahmen ergriffen werden.
(3) Während des Schweißvorgangs muss darauf geachtet werden, den Krater zu füllen, die Verbindung zu schleifen und den Kraterriss (heißen Riss) zu entfernen. Darüber hinaus gilt: Je höher der Strom, desto tiefer der Lichtbogenkrater. Daher müssen die Schweißparameter und die entsprechende Schweißlinienenergie strikt gemäß den Anweisungen zum Schweißprozess umgesetzt werden.
(4) Die Bauorganisation ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der Schweißqualität. Die Zusammenarbeit verschiedener Arbeitstypen ist besonders wichtig, um zu vermeiden, dass der nächste Prozess die Qualität der gesamten Schweißnaht nicht beeinträchtigt.
(5) Auch der Einfluss von Wetter und Umgebung sollte berücksichtigt werden. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen kann die Vorheiztemperatur entsprechend erhöht werden, um einen zu schnellen Temperaturabfall zu verhindern. Gleichzeitig können Notfallmaßnahmen wie Wind- und Regenschutz ergriffen werden.
4. Zusammenfassung
Vorwärmen, Wärmeschutz, Wärmebehandlung nach dem Schweißen und andere Prozesse sind notwendige Prozessmaßnahmen zum Schweißen von hitzebeständigem Chrom-Molybdän-Stahl. Die drei sind gleichermaßen wichtig und können nicht ignoriert werden. Das Auslassen einer Verbindung hat schwerwiegende Folgen. Schweißer sollten den Schweißprozess strikt umsetzen und das Verantwortungsbewusstsein des Schweißers stärken. Gehen Sie kein Risiko ein und weisen Sie die Schweißer an, die Ernsthaftigkeit und Notwendigkeit des Prozesses umzusetzen. Solange wir den Schweißprozess während des Bauprozesses strikt umsetzen, gut zwischen verschiedenen Arten von Arbeiten zusammenarbeiten und die Prozesse vernünftig anordnen, können die Schweißqualität und die technischen Anforderungen gewährleistet werden.
