Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι απαραίτητα δύσκολος στην επεξεργασία, αλλά η συγκόλλησή του απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στη λεπτομέρεια. Δεν διαχέει τη θερμότητα όπως ο μαλακός χάλυβας ή το αλουμίνιο και μπορεί να χάσει κάποια αντοχή στη διάβρωση εάν του βάλετε υπερβολική θερμότητα. Οι βέλτιστες πρακτικές βοηθούν στη διατήρηση της αντοχής του στη διάβρωση. Εικόνα: Miller Electric
Η αντοχή στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα το καθιστά ελκυστική επιλογή για πολλές κρίσιμες εφαρμογές σωληνώσεων, συμπεριλαμβανομένων εφαρμογών υψηλής καθαρότητας σε τρόφιμα και ποτά, φαρμακευτικά προϊόντα, δοχεία πίεσης και πετροχημικά. Ωστόσο, αυτό το υλικό δεν διαχέει τη θερμότητα όπως ο μαλακός χάλυβας ή το αλουμίνιο και η ακατάλληλη συγκόλληση μπορεί να μειώσει την αντοχή του στη διάβρωση. Η εφαρμογή υπερβολικής θερμότητας και η χρήση λανθασμένου μετάλλου πλήρωσης είναι δύο ένοχοι.
Η τήρηση ορισμένων βέλτιστων πρακτικών για τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση των αποτελεσμάτων και να διασφαλίσει ότι το μέταλλο διατηρεί την αντοχή του στη διάβρωση. Επιπλέον, η αναβάθμιση της διαδικασίας συγκόλλησης μπορεί να αποφέρει οφέλη στην παραγωγικότητα χωρίς να διακυβεύεται η ποιότητα.
Στη συγκόλληση από ανοξείδωτο χάλυβα, η επιλογή του μετάλλου πλήρωσης είναι κρίσιμη για τον έλεγχο της περιεκτικότητας σε άνθρακα. Τα μέταλλα πλήρωσης που χρησιμοποιούνται για τη συγκόλληση σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα θα πρέπει να βελτιώνουν την απόδοση της συγκόλλησης και να πληρούν τις απαιτήσεις της εφαρμογής.
Αναζητήστε μέταλλα πλήρωσης με την ένδειξη "L", όπως το ER308L, καθώς παρέχουν χαμηλότερη μέγιστη περιεκτικότητα σε άνθρακα που βοηθά στη διατήρηση της αντοχής στη διάβρωση των κραμάτων ανοξείδωτου χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Η συγκόλληση ενός βασικού μετάλλου χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με τυπικά μέταλλα πλήρωσης αυξάνει την περιεκτικότητα σε άνθρακα της συγκολλημένης σύνδεσης, αυξάνοντας τον κίνδυνο διάβρωσης. Αποφύγετε τα μέταλλα πλήρωσης που φέρουν την ένδειξη "H", καθώς αυτά παρέχουν υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα και έχουν σχεδιαστεί για εφαρμογές που απαιτούν υψηλότερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.
Κατά τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα, είναι επίσης σημαντικό να επιλέξετε ένα μέταλλο πλήρωσης με χαμηλά επίπεδα ιχνών (γνωστά και ως ακαθαρσίες) στοιχείων. Αυτά είναι υπολειμματικά στοιχεία στις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μετάλλων πλήρωσης, όπως το αντιμόνιο, το αρσενικό, ο φώσφορος και το θείο. Μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την αντοχή του υλικού στη διάβρωση.
Δεδομένου ότι ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι πολύ ευαίσθητος στην εισροή θερμότητας, η προετοιμασία των συνδέσεων και η σωστή συναρμολόγηση παίζουν βασικό ρόλο στον έλεγχο της θερμότητας για τη διατήρηση των ιδιοτήτων του υλικού. Λόγω κενών μεταξύ των εξαρτημάτων ή ανομοιόμορφης εφαρμογής, ο πυρσός πρέπει να παραμείνει σε μια θέση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και απαιτείται περισσότερο μέταλλο πλήρωσης για να γεμίσει αυτά τα κενά. Αυτό μπορεί να προκαλέσει συσσώρευση θερμότητας στην πληγείσα περιοχή, η οποία μπορεί να υπερθερμάνει το εξάρτημα. Η κακή εφαρμογή μπορεί επίσης να δυσκολέψει τη γεφύρωση του κενού και την επίτευξη της απαραίτητης διείσδυσης συγκόλλησης. Προσέξτε να διασφαλίσετε ότι τα εξαρτήματα ταιριάζουν στον ανοξείδωτο χάλυβα όσο το δυνατόν πιο τέλεια.
Η καθαριότητα αυτού του υλικού είναι επίσης πολύ σημαντική. Πολύ μικρές ποσότητες ρύπων ή βρωμιάς στις συγκολλημένες ενώσεις μπορούν να προκαλέσουν ελαττώματα που μειώνουν την αντοχή και την αντοχή στη διάβρωση του τελικού προϊόντος. Για να καθαρίσετε το υπόστρωμα πριν από τη συγκόλληση, χρησιμοποιήστε μια ειδική βούρτσα από ανοξείδωτο χάλυβα που δεν έχει χρησιμοποιηθεί σε ανθρακούχο χάλυβα ή αλουμίνιο.
Στον ανοξείδωτο χάλυβα, η ευαισθητοποίηση είναι η κύρια αιτία απώλειας αντοχής στη διάβρωση. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν η θερμοκρασία συγκόλλησης και ο ρυθμός ψύξης παρουσιάζουν υπερβολικές διακυμάνσεις, αλλάζοντας τη μικροδομή του υλικού.
Αυτή η συγκόλληση εξωτερικής διαμέτρου σε σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα, συγκολλημένη με GMAW και ρυθμιζόμενη εναπόθεση μετάλλου (RMD) χωρίς αντίστροφη έκπλυση της διόδου ρίζας, είναι παρόμοια σε εμφάνιση και ποιότητα με τις συγκολλήσεις που γίνονται με αντίστροφη έκπλυση GTAW.
Ένα βασικό μέρος της αντοχής στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα είναι το οξείδιο του χρωμίου. Αλλά εάν η περιεκτικότητα σε άνθρακα στη συγκόλληση είναι πολύ υψηλή, θα σχηματιστεί καρβίδιο του χρωμίου. Αυτά δεσμεύουν το χρώμιο και εμποδίζουν τον σχηματισμό του επιθυμητού οξειδίου του χρωμίου, το οποίο δίνει αντοχή στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα. Εάν δεν υπάρχει αρκετό οξείδιο του χρωμίου, το υλικό δεν θα έχει τις επιθυμητές ιδιότητες και θα εμφανιστεί διάβρωση.
Η πρόληψη της ευαισθητοποίησης εξαρτάται από την επιλογή του μετάλλου πλήρωσης και τον έλεγχο της εισερχόμενης θερμότητας. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, είναι σημαντικό να επιλέξετε ένα μέταλλο πλήρωσης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα για τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα. Ωστόσο, μερικές φορές απαιτείται άνθρακας για την παροχή αντοχής σε ορισμένες εφαρμογές. Ο έλεγχος της θερμότητας είναι ιδιαίτερα σημαντικός όταν τα μέταλλα πλήρωσης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα δεν αποτελούν επιλογή.
Ελαχιστοποιήστε το χρονικό διάστημα που η συγκόλληση και η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα παραμένουν σε υψηλές θερμοκρασίες—συνήθως θεωρούνται 950 έως 1.500 βαθμοί Φαρενάιτ (500 έως 800 βαθμοί Κελσίου). Όσο λιγότερος χρόνος απαιτείται για την συγκόλληση σε αυτό το εύρος, τόσο λιγότερη θερμότητα παράγεται. Πάντα να ελέγχετε και να τηρείτε τη θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων κατά τη διαδικασία συγκόλλησης εφαρμογής.
Μια άλλη επιλογή είναι η χρήση μετάλλων πλήρωσης σχεδιασμένων με συστατικά κράματος όπως τιτάνιο και νιόβιο για την πρόληψη του σχηματισμού καρβιδίου του χρωμίου. Επειδή αυτά τα συστατικά επηρεάζουν επίσης την αντοχή και την ανθεκτικότητα, αυτά τα μέταλλα πλήρωσης δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλες τις εφαρμογές.
Η συγκόλληση με τόξο αερίου βολφραμίου (GTAW) για το πέρασμα ρίζας είναι η παραδοσιακή μέθοδος συγκόλλησης σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό συνήθως απαιτεί αντίστροφη έκπλυση αργού για να αποτρέψει την οξείδωση στο πίσω μέρος της συγκόλλησης. Ωστόσο, η χρήση διαδικασιών συγκόλλησης με σύρμα σε σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα γίνεται όλο και πιο συνηθισμένη. Σε αυτές τις εφαρμογές, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς τα διάφορα αέρια θωράκισης επηρεάζουν την αντοχή στη διάβρωση του υλικού.
Κατά τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα χρησιμοποιώντας τη διαδικασία συγκόλλησης με τόξο αερίου μετάλλου (GMAW), χρησιμοποιούνται παραδοσιακά αργό και διοξείδιο του άνθρακα, ένα μείγμα αργού και οξυγόνου ή ένα μείγμα τριών αερίων (ήλιο, αργό και διοξείδιο του άνθρακα). Συνήθως, αυτά τα μείγματα περιέχουν κυρίως αργό ή ήλιο και λιγότερο από 5% διοξείδιο του άνθρακα, καθώς το διοξείδιο του άνθρακα παρέχει άνθρακα στη δεξαμενή συγκόλλησης και αυξάνει τον κίνδυνο ευαισθητοποίησης. Το καθαρό αργό δεν συνιστάται για GMAW σε ανοξείδωτο χάλυβα.
Το σύρμα με πυρήνα από flux για ανοξείδωτο χάλυβα έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με ένα παραδοσιακό μείγμα 75% αργού και 25% διοξειδίου του άνθρακα. Το flux περιέχει συστατικά σχεδιασμένα να εμποδίζουν τον άνθρακα από το προστατευτικό αέριο να μολύνει τη συγκόλληση.
Καθώς οι διαδικασίες GMAW έχουν εξελιχθεί, έχουν απλοποιήσει τη συγκόλληση σωλήνων και αγωγών από ανοξείδωτο χάλυβα. Ενώ ορισμένες εφαρμογές ενδέχεται να εξακολουθούν να απαιτούν διαδικασίες GTAW, οι προηγμένες διαδικασίες σύρματος μπορούν να παρέχουν παρόμοια ποιότητα και υψηλότερη παραγωγικότητα σε πολλές εφαρμογές ανοξείδωτου χάλυβα.
Οι συγκολλήσεις εσωτερικής διατομής από ανοξείδωτο χάλυβα που κατασκευάζονται με GMAW RMD είναι παρόμοιες σε ποιότητα και εμφάνιση με τις αντίστοιχες συγκολλήσεις εξωτερικής διατομής.
Η διέλευση ρίζας που χρησιμοποιεί μια τροποποιημένη διαδικασία βραχυκυκλώματος GMAW, όπως η Ρυθμιζόμενη Εναπόθεση Μετάλλου (RMD) του Miller, εξαλείφει την αντίστροφη έκπλυση σε ορισμένες εφαρμογές ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα. Η διέλευση ρίζας RMD μπορεί να ακολουθηθεί από παλμική GMAW ή διέλευση πλήρωσης και πώματος με συγκόλληση με τόξο με πυρήνα ροής — μια αλλαγή που εξοικονομεί χρόνο και χρήμα σε σύγκριση με τη χρήση GTAW με αντίστροφη έκπλυση, ειδικά σε μεγαλύτερους σωλήνες.
Το RMD χρησιμοποιεί με ακρίβεια ελεγχόμενη μεταφορά μετάλλου βραχυκυκλώματος για να παράγει ένα ήρεμο, σταθερό τόξο και μια λακκούβα συγκόλλησης. Αυτό παρέχει λιγότερες πιθανότητες κρύων επικαλύψεων ή έλλειψης σύντηξης, λιγότερα πιτσιλίσματα και διέλευση ρίζας σωλήνα υψηλότερης ποιότητας. Η με ακρίβεια ελεγχόμενη μεταφορά μετάλλου παρέχει επίσης ομοιόμορφη εναπόθεση σταγονιδίων και ευκολότερο έλεγχο της λίμνης συγκόλλησης και, επομένως, της εισόδου θερμότητας και της ταχύτητας συγκόλλησης.
Οι μη συμβατικές διαδικασίες μπορούν να αυξήσουν την παραγωγικότητα της συγκόλλησης. Όταν χρησιμοποιείται RMD, η ταχύτητα συγκόλλησης μπορεί να είναι 6 έως 12 ίντσες/λεπτό. Επειδή η διαδικασία αυξάνει την παραγωγικότητα χωρίς πρόσθετη θέρμανση των εξαρτημάτων, βοηθά στη διατήρηση των ιδιοτήτων και της αντοχής στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα. Η μειωμένη εισροή θερμότητας της διαδικασίας βοηθά επίσης στον έλεγχο της παραμόρφωσης του υποστρώματος.
Αυτή η παλμική διαδικασία GMAW παρέχει μικρότερα μήκη τόξου, στενότερους κώνους τόξου και λιγότερη εισροή θερμότητας από τη συμβατική μεταφορά παλμών ψεκασμού. Δεδομένου ότι η διαδικασία είναι κλειστού βρόχου, η μετατόπιση του τόξου και οι διακυμάνσεις της απόστασης από την άκρη στο τεμάχιο εργασίας ουσιαστικά εξαλείφονται. Αυτό παρέχει ευκολότερο έλεγχο της λακκούβας για συγκόλληση εντός και εκτός θέσης. Τέλος, η σύζευξη παλμικού GMAW για το σφαιρίδιο πλήρωσης και κάλυψης με το RMD για το σφαιρίδιο ρίζας επιτρέπει την εκτέλεση της διαδικασίας συγκόλλησης χρησιμοποιώντας ένα σύρμα και ένα αέριο, εξαλείφοντας τους χρόνους εναλλαγής της διαδικασίας.
Το Pipe & Tube Memphis 2022 είναι ένα συνέδριο για επαγγελματίες που εργάζονται στην τεχνολογία ραφής και συγκόλλησης. Καμία άλλη εκδήλωση στη Βόρεια Αμερική δεν συγκεντρώνει τόσους πολλούς ηγέτες αγωγών για να μοιραστούν την εμπειρία τους. Μην το χάσετε!
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The FABRICATOR, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Η ψηφιακή έκδοση του The Tube & Pipe Journal είναι πλέον πλήρως προσβάσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Απολαύστε πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του STAMPING Journal, το οποίο παρέχει τις τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις, βέλτιστες πρακτικές και νέα του κλάδου για την αγορά σφράγισης μετάλλων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The Fabricator en Español, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.