Notiz vum Editeur: Pharmaceutical Online freet sech, dësen Artikel a véier Deeler iwwer d'Orbitalschweißen vu Bioprozessleitungen vun der Industrieexpertin Barbara Henon vun Arc Machines ze presentéieren. Dësen Artikel ass eng Adaptatioun vun der Presentatioun vum Dr. Henon op der ASME Konferenz Enn vum leschte Joer.
Verhënnert de Verloscht vun der Korrosiounsbeständegkeet. Héichreinheetswaasser wéi DI oder WFI ass e ganz aggressivt Ätzmëttel fir Edelstol. Zousätzlech gëtt WFI vu pharmazeutescher Qualitéit bei héijer Temperatur (80 °C) zirkuléiert fir d'Sterilitéit z'erhalen. Et gëtt en subtile Ënnerscheed tëscht der Senkung vun der Temperatur genuch fir lieweg Organismen z'ënnerstëtzen, déi fir d'Produkt tödlech sinn, an der Erhéijung vun der Temperatur genuch fir d'Produktioun vu "Rouge" ze fërderen. Rouge ass e brongen Film mat ënnerschiddlecher Zesummesetzung, deen duerch Korrosioun vun Edelstolleitungssystemkomponenten verursaacht gëtt. Dreck an Eisenoxide kënnen déi Haaptkomponenten sinn, awer verschidde Forme vun Eisen, Chrom an Néckel kënnen och präsent sinn. D'Präsenz vu Rouge ass tödlech fir verschidde Produkter a seng Präsenz kann zu weiderer Korrosioun féieren, obwuel seng Präsenz an anere Systemer zimmlech guttméisseg schéngt.
Schweessen kann d'Korrosiounsbestännegkeet negativ beaflossen. Heiss Faarf ass d'Resultat vun oxidéierendem Material, dat sech op Schweißnähten an HAZen beim Schweessen ofsetzt, ass besonnesch schiedlech a gëtt mat der Bildung vu Rouge a pharmazeutesche Waassersystemer a Verbindung bruecht. D'Bildung vu Chromoxid kann eng waarm Faarf verursaachen, wouduerch eng chrom-ofgebaute Schicht hannerléisst, déi ufälleg fir Korrosioun ass. Heiss Faarf kann duerch Beizen a Schleifen ewechgeholl ginn, wouduerch Metall vun der Uewerfläch ewechgeholl gëtt, och déi ënnerläit chrom-ofgebaute Schicht, an d'Korrosiounsbestännegkeet op Niveauen no beim Basismetallniveau restauréiert gëtt. Wéi och ëmmer, Beizen a Schleifen si schiedlech fir d'Uewerflächenfinish. Passivéierung vum Leitungssystem mat Salpetersäure oder Chelatéierungsmëttelformuléierungen gëtt gemaach fir déi negativ Auswierkunge vum Schweessen an der Fabrikatioun ze iwwerwannen, ier de Leitungssystem a Betrib geholl gëtt. Auger-Elektroneanalyse huet gewisen, datt d'Chelatéierungspassivéierung d'Uewerflächenännerungen an der Verdeelung vu Sauerstoff, Chrom, Eisen, Néckel a Mangan, déi an der Schweess- an der Hëtzt-beaflosster Zon opgetruede sinn, an den Zoustand virum Schweessen restauréiere kann. Wéi och ëmmer, d'Passivéierung beaflosst nëmmen déi baussenzeg Uewerflächenschicht a penetréiert net ënner 50 Ångström, während thermesch Faarfung sech erstreckt. 1000 Ångström oder méi ënner der Uewerfläch.
Dofir ass et wichteg, fir korrosiounsbeständeg Leitungssystemer no bei ongeschweesste Substrater z'installéieren, ze versichen, d'Schweißen an d'Fabrikatiounsschued op Niveauen ze limitéieren, déi duerch Passivéierung substantiell erholl kënne ginn. Dëst erfuerdert d'Benotzung vun engem Spullgas mat minimalem Sauerstoffgehalt an d'Liwwerung un den banneschten Duerchmiesser vun der geschweesster Verbindung ouni Kontaminatioun duerch atmosphäresche Sauerstoff oder Fiichtegkeet. Eng genee Kontroll vum Hëtztzougang an d'Vermeidung vun Iwwerhëtzung beim Schweessen ass och wichteg, fir de Verloscht vun der Korrosiounsbeständegkeet ze vermeiden. D'Kontroll vum Fabrikatiounsprozess, fir widderhuelbar a konsequent héichqualitativ Schweißnähten z'erreechen, souwéi de virsiichtege Ëmgang mat Edelstahlrohren a Komponenten während der Fabrikatioun, fir Kontaminatioun ze vermeiden, sinn essentiell Viraussetzunge fir e qualitativ héichwäertegt Leitungssystem, dat korrosiounsbeständeg ass a laangfristeg produktiv Leeschtung bitt.
Materialien, déi a biopharmazeutesche Rohrleitungssystemer aus Edelstol mat héijer Rengheet benotzt ginn, hunn an de leschten zéng Joer eng Evolutioun a Richtung vun enger verbesserter Korrosiounsbeständegkeet duerchgemaach. Déi meescht Edelstoler, déi virun 1980 benotzt goufen, waren 304 Edelstoler, well se relativ bëlleg war an eng Verbesserung par rapport zum Koffer, deen virdru benotzt gouf. Tatsächlech sinn Edelstoler aus der Serie 300 relativ einfach ze veraarbechten, kënne mat Schmelz geschweesst ginn, ouni onnéidege Verloscht vun hirer Korrosiounsbeständegkeet, a brauchen keng speziell Virhëtz- an Nohëtzbehandlungen.
An der leschter Zäit ass d'Benotzung vun 316 Edelstol a Päifleitungen mat héijer Rengheet am Opschwong. Den Typ 316 ass an der Zesummesetzung ähnlech wéi den Typ 304, awer zousätzlech zu de Chrom- an Nickel-Legierungselementer, déi béid gemeinsam sinn, enthält 316 ongeféier 2% Molybdän, wat d'Korrosiounsbeständegkeet vum 316 däitlech verbessert. D'Typen 304L an 316L, déi als "L"-Qualitéiten bezeechent ginn, hunn en méi niddrege Kuelestoffgehalt wéi Standardqualitéiten (0,035% vs. 0,08%). Dës Reduktioun vum Kuelestoffgehalt soll d'Quantitéit u Karbidfäll reduzéieren, déi duerch d'Schweißen optriede kann. Dëst ass d'Bildung vu Chromkarbid, wat d'Käregrenze vum Chrom-Basismetall ofbaut, wouduerch et ufälleg fir Korrosioun gëtt. D'Bildung vu Chromkarbid, genannt "Sensibiliséierung", ass zäit- an temperaturofhängeg an ass e méi grousst Problem beim Handléiten. Mir hunn gewisen, datt d'Orbitalschweißen vu superausteniteschem Edelstol AL-6XN méi korrosiounsbeständeg Schweißnähten liwwert wéi ähnlech Schweißnähten, déi mat der Hand gemaach ginn. Dëst ass well d'Orbitalschweißen eng präzis Kontroll vun der Ampere erméiglecht, Pulsatioun an Timing, wat zu engem méi niddregen an gläichméissegen Hëtztzougang féiert wéi beim manuelle Schweessen. Orbitalschweißen a Kombinatioun mat den "L"-Qualitéiten 304 an 316 eliminéiert praktesch d'Ausfällung vu Karbid als Faktor bei der Entwécklung vu Korrosioun a Leitungssystemer.
Hëtzt-zu-Hëtzt-Variatioun vun Edelstol. Och wann d'Schweißparameter an aner Faktoren bannent zimlech enke Toleranzen gehale kënne ginn, gëtt et ëmmer nach Ënnerscheeder an der Hëtztzufuhr, déi fir d'Schweißen vun Edelstol tëscht Hëtzten erfuerderlech ass. Eng Hëtztnummer ass d'Lotnummer, déi enger spezifescher Edelstolschmelz an der Fabréck zougewisen gëtt. Déi genee chemesch Zesummesetzung vun all Charge gëtt am Fabréckstestbericht (MTR) zesumme mat der Chargeidentifikatioun oder der Hëtztnummer opgeholl. Rengt Eisen schmëlzt bei 1538°C (2800°F), während legéiert Metaller an engem Temperaturberäich schmëlzen, ofhängeg vun der Aart a Konzentratioun vun all Legierung oder Spuerelement. Well keng zwou Hëtzten vun Edelstol exakt déiselwecht Konzentratioun vun all Element enthalen, variéieren d'Schweißcharakteristike vun Uewen zu Uewen.
D'SEM vun den orbitalen Schweißnähten op 316L-Päifen op AOD-Päifen (uewen) an EBR-Material (ënnen) huet en signifikanten Ënnerscheed an der Gläichheet vun der Schweißperle gewisen.
Wärend eng eenzeg Schweessprozedur fir déi meescht Schweesstypen mat ähnlecher baussenzeger Duerchmiesser a Wanddicke funktionéiere kann, brauchen e puer Schweesstypen manner Ampere an anerer méi héich wéi typesch. Aus dësem Grond muss d'Heizung vu verschiddene Materialien um Baustell suergfälteg iwwerwaacht ginn, fir potenziell Problemer ze vermeiden. Dacks brauch nei Schweess nëmmen eng kleng Ännerung vun der Ampere, fir eng zefriddestellend Schweessprozedur z'erreechen.
Schwefelproblem. Elementar Schwefel ass eng Äerzverbonne Ongereinheet, déi gréisstendeels während dem Stolproduktiounsprozess ewechgeholl gëtt. Edelstahl AISI Typ 304 an 316 gi mat engem maximale Schwefelgehalt vun 0,030% spezifizéiert. Mat der Entwécklung vu modernen Stolraffinéierungsprozesser, wéi Argon-Sauerstoff-Entkarburiséierung (AOD) an duebele Vakuumschmëlzpraktiken wéi Vakuuminduktiounsschmëlzen gefollegt vu Vakuumbogen-Neimeschmëlzen (VIM+VAR), ass et méiglech ginn, Stähle ze produzéieren, déi op déi folgend Weeër ganz speziell sinn. hir chemesch Zesummesetzung. Et gouf festgestallt, datt d'Eegeschafte vum Schweißbad sech änneren, wann de Schwefelgehalt vum Stol ënner ongeféier 0,008% läit. Dëst ass wéinst dem Effekt vu Schwefel a mannerem Mooss aner Elementer op den Temperaturkoeffizient vun der Uewerflächespannung vum Schweißbad, wat d'Flosscharakteristike vum Flëssegkeetsbad bestëmmt.
Bei ganz niddrege Schwefelkonzentratiounen (0,001% - 0,003%) gëtt d'Penetratioun vum Schweefpuddel ganz breet am Verglach mat ähnleche Schweißnähten, déi op Materialien mat mëttlerem Schwefelgehalt gemaach ginn. Schweißnähten, déi op Edelstahlrohre mat nidderegem Schwefelgehalt gemaach ginn, hunn méi breet Schweißnähten, während et op Rohre mat méi décke Wand (0,065 Zoll oder 1,66 mm oder méi) eng méi grouss Tendenz gëtt, Schweißnähten ze maachen. Verdickungsschweißen. Wann de Schweessstroum ausräicht, fir eng voll duerchdréngt Schweißnaht ze produzéieren. Dëst mécht Materialien mat ganz niddregem Schwefelgehalt méi schwéier ze schweessen, besonnesch mat méi décke Wand. Um méi héijen Enn vun der Schwefelkonzentratioun an Edelstahl 304 oder 316 tendéiert d'Schweessperle manner flësseg am Ausgesinn a méi rauh ze sinn wéi Materialien mat mëttlerem Schwefelgehalt. Dofir wier den ideale Schwefelgehalt fir d'Schweessbarkeet am Beräich vun ongeféier 0,005% bis 0,017%, wéi an der ASTM A270 S2 fir pharmazeutesch Qualitéitsréier spezifizéiert.
Produzente vun elektropoléierten Edelstahlroueren hunn gemierkt, datt souguer moderéiert Schwefelgehalter an 316 oder 316L Edelstahl et schwéier maachen, d'Bedierfnesser vun hire Clienten am Beräich vun Hallefleiter a biopharmazeutesche Produkter no glaten, grobefräien Innenflächen ze erfëllen. D'Benotzung vun der Rasterelektronemikroskopie fir d'Glattheet vun der Uewerflächenfinish vun de Rohren ze verifizéieren, gëtt ëmmer méi heefeg. Schwefel a Basismetaller huet sech als Ursaach fir net-metallesch Aschlëss oder Mangansulfid (MnS) "Stringer" ze bilden, déi beim Elektropoléieren ewechgeholl ginn a Lächer am Beräich vun 0,25-1,0 Mikrometer hannerloossen.
Hiersteller a Fournisseuren vun elektropoléierte Réier dreiwen de Maart Richtung der Notzung vu Materialien mat extrem niddregem Schwefelgehalt, fir hir Ufuerderungen un d'Uewerflächenqualitéit ze erfëllen. D'Problem ass awer net nëmmen op elektropoléiert Réier limitéiert, well bei net-elektropoléierte Réier d'Inklusiounen während der Passivéierung vum Leitungssystem ewechgeholl ginn. Et gouf gewisen, datt Lächer méi ufälleg fir Lächercher sinn ewéi glat Uewerflächen. Et gëtt also e puer valabel Grënn fir den Trend zu Materialien mat niddregem Schwefelgehalt, "méi propperen" Materialien.
Bouoflenkung. Nieft der Verbesserung vun der Schwefelbarkeet vu Stol verbessert d'Präsenz vun engem bësse Schwefel och d'Veraarbechtbarkeet. Dofir tendéieren Hiersteller a Produzenten dozou, Materialien um héijen Enn vum spezifizéierte Schwefelgehaltberäich ze wielen. D'Schweesen vu Réier mat ganz niddrege Schwefelkonzentratiounen op Fittings, Ventiler oder aner Réier mat méi héijem Schwefelgehalt kann Schweessproblemer verursaachen, well de Bou op Réier mat nidderegem Schwefelgehalt ausgeriicht ass. Wann d'Bouoflenkung stattfënnt, gëtt d'Penetratioun op der Säit mat nidderegem Schwefelgehalt méi déif wéi op der Säit mat héijem Schwefelgehalt, wat d'Géigendeel ass vun deem wat beim Schweesen vu Réier mat passenden Schwefelkonzentratiounen geschitt. An extremen Fäll kann de Schweefperl dat schwefelarm Material komplett penetréieren an den Interieur vun der Schweef komplett onverschmolzen hannerloossen (Fihey a Simeneau, 1982). Fir de Schwefelgehalt vun de Fittings mam Schwefelgehalt vum Rouer unzepassen, huet d'Carpenter Steel Division vun der Carpenter Technology Corporation vu Pennsylvania e schwefelarmt (maximal 0,005%) 316 Barmaterial (Typ 316L-SCQ) (VIM+VAR) fir d'Fabrikatioun vu Fittings an aner ... agefouert. Komponenten, déi fir d'Schwefelarmleitung ugeschweesst solle ginn. Zwee Materialien mat ganz niddregem Schwefelgehalt uneneen ze schweessen ass vill méi einfach wéi e Material mat ganz niddregem Schwefelgehalt un e Material mat méi héijem Schwefelgehalt ze schweessen.
De Wiessel op d'Benotzung vu schwefelarmen Réier ass haaptsächlech doduerch bedingt, datt glat, elektropoléiert bannenzeg Réieruewerflächen erhale musse ginn. Wärend d'Uewerflächenfinish an d'Elektropoléierung souwuel fir d'Hallefleederindustrie wéi och fir d'Biotech-/Pharmaindustrie wichteg sinn, huet SEMI beim Schreiwe vun der Spezifikatioun fir d'Hallefleederindustrie spezifizéiert, datt 316L Réier fir Prozessgasleitungen eng Schwefelkapp vun 0,004% fir optimal Leeschtung mussen hunn. Uewerflächenend. ASTM huet dogéint seng ASTM 270 Spezifikatioun geännert, fir pharmazeutesch Réier anzebannen, déi de Schwefelgehalt op e Beräich vun 0,005 bis 0,017% limitéieren. Dëst sollt zu manner Schwefelschwieregkeeten am Verglach mat Schwefel am ënneschte Beräich féieren. Et sollt awer bemierkt ginn, datt och an dësem limitéierte Beräich eng Bouoflenkung beim Schweesse vu schwefelarmen Réier un héichschwefelegen Réier oder Fittings ëmmer nach optriede kann, an d'Installateure sollten d'Erhëtzung vum Material suergfälteg verfollegen a virun der Fabrikatioun d'Lötkompatibilitéit tëscht den Heizungen iwwerpréiwen. Produktioun vu Schweißnähten.
aner Spuerelementer. Spuerelementer wéi Schwefel, Sauerstoff, Aluminium, Silizium a Mangan hunn d'Penetratioun beaflossen. Spuermengen un Aluminium, Silizium, Kalzium, Titan a Chrom, déi am Basismetall als Oxid-Inklusiounen präsent sinn, gi mat der Schlakbildung beim Schweessen a Verbindung bruecht.
D'Effekter vun de verschiddenen Elementer si kumulativ, sou datt d'Präsenz vu Sauerstoff e puer vun den Effekter mat nidderegem Schwefelgehalt ausgläiche kann. Héich Aluminiumgehalter kënnen de positiven Effekt op d'Schwefelpenetratioun entgéintwierken. Mangan verdampft bei der Schweesstemperatur a setzt sech an der vun der Hëtzt beaflosster Schweesszon of. Dës Manganoflagerunge gi mat engem Verloscht vun der Korrosiounsbeständegkeet verbonnen. (Kuckt Cohen, 1997). D'Halbleiterindustrie experimentéiert de Moment mat 316L-Materialien mat nidderegem Mangangehalt a souguer mat ultra-niddregem Mangangehalt, fir dëse Verloscht vun der Korrosiounsbeständegkeet ze verhënneren.
Schlakbildung. Schlakinselen erschéngen heiansdo op der Edelstahlperle bei verschiddene Schweessstufen. Dëst ass inherent e Materialproblem, awer heiansdo kënnen Ännerungen an de Schweessparameter dëst minimiséieren, oder Ännerungen an der Argon/Waasserstoff-Mëschung kënnen d'Schweess verbesseren. De Pollard huet festgestallt, datt de Verhältnes vun Aluminium zu Silizium am Basismetall d'Schlakbildung beaflosst. Fir d'Bildung vun ongewollten Plaque-Schlak ze verhënneren, recommandéiert hien den Aluminiumgehalt op 0,010% an de Siliziumgehalt op 0,5% ze halen. Wann den Al/Si-Verhältnes awer iwwer dësem Niveau läit, kann sech sphäresch Schlak bilden anstatt Plaque-Typ. Dës Zort Schlak kann no der Elektropoléierung Lächer hannerloossen, wat fir héichreine Uwendungen inakzeptabel ass. Schlakinselen, déi sech op der baussenzeger Säit vun der Schweess bilden, kënnen eng ongläichméisseg Penetratioun vum bannenzegen Duerchgank verursaachen an zu enger net genuch Penetratioun féieren. D'Schlakinselen, déi sech op der bannenzeger Schweessperle bilden, kënne Korrosiounsufälleg sinn.
Eenzelschweißnäht mat Pulsatioun. Standard automatesch Orbitalröhrenschweißnäht ass eng Eenzelschweißnäht mat gepulstem Stroum an enger kontinuéierlecher Rotatioun mat konstanter Geschwindegkeet. Dës Technik ass gëeegent fir Päifen mat engem äusseren Duerchmiesser vun 1/8″ bis ongeféier 7″ a Wanddicken vun 0,083″ a manner. No enger Zäitvirspülung geschitt eng Béibildung. D'Penetratioun vun der Röhrenwand gëtt während enger Zäitverzögerung erreecht, an där eng Béibildung präsent ass, awer keng Rotatioun stattfënnt. No dëser Rotatiounsverzögerung rotéiert d'Elektrod ëm d'Schweißverbindung, bis d'Schweißnäht sech mam initialen Deel vun der Schweißnäht während der leschter Schweessschicht verbënnt oder iwwerlappt. Wann d'Verbindung fäerdeg ass, hëlt de Stroum an engem Zäitverzögerungsfall of.
Schrëttmodus ("synchroniséiert" Schweessen). Fir Schmelzschweißen vu Materialien mat méi décke Wand, typescherweis méi grouss wéi 0,083 Zoll, kann d'Schmelzschweißstroumquell am synchronen oder Schrëttmodus benotzt ginn. Am synchronen oder Schrëttmodus ass de Schweessstroumimpuls mam Schlag synchroniséiert, sou datt de Rotor stationär ass fir maximal Penetratioun bei Impulse mat héijem Stroum a sech bei Impulse mat nidderegem Stroum beweegt. Synchrontechnike benotzen méi laang Impulszäiten, an der Gréisstenuerdnung vun 0,5 bis 1,5 Sekonnen, am Verglach mat der Zéngtel- oder Honnertstel vun enger Sekonn fir konventionellt Schweessen. Dës Technik kann effektiv 0,154″ oder 6″ déck 40 Gauge 40 dënnwandeg Päifen mat enger Wanddicke vun 0,154″ oder 6″ schweessen. Déi Schrëtttechnik produzéiert eng méi breet Schweess, wat se fehlertolerant an hëllefräich mécht fir onregelméisseg Deeler wéi Päiffittings un Päifen ze schweessen, wou et Ënnerscheeder an den Dimensiounstoleranzen, e puer Fehlausriichtungen oder thermesch Inkompatibilitéit vum Material ka ginn. Dës Zort vu Schweessen erfuerdert ongeféier duebel sou vill Bouzäit wéi konventionellt Schweessen an ass manner gëeegent fir Uwendungen mat ultra-héicher Rengheet (UHP) wéinst der méi breederer, méi rauer... Naht.
Programméierbar Variablen. Déi aktuell Generatioun vu Schweessstromquellen baséiert op Mikroprozessoren a späichert Programmer, déi numeresch Wäerter fir Schweessparameter fir en spezifeschen Duerchmiesser (OD) a Wanddicke vum ze schweesse Päif spezifizéieren, dorënner Spülzäit, Schweessstroum, Fortschrëttsgeschwindegkeet (RPM)), Zuel vun de Schichten an Zäit pro Schicht, Pulszäit, Oflafzäit, etc. Fir Orbitalröhrenschweißungen mat Zousazdrot enthalen d'Programmparameter d'Drotzufuhrgeschwindegkeet, d'Amplitude an d'Verweilzäit vun der Brennerschwéngung, AVC (Luuchtbogenspannungskontroll fir e konstante Luuchtbogenofstand ze garantéieren) an den Opstig. Fir Schmelzschweessen duerchzeféieren, installéiert de Schweesskapp mat den entspriechenden Elektroden- an Päifschellenasätz um Päif a rufft de Schweessplang oder de Programm aus dem Späicher vun der Stroumquell op. D'Schweesssequenz gëtt duerch Drécken op e Knäppchen oder eng Membranpaneltast gestart an d'Schweessen geet weider ouni Interventioun vum Bedreiwer.
Net-programméierbar Variablen. Fir eng konsequent gutt Schweißqualitéit ze kréien, mussen d'Schweißparameter suergfälteg kontrolléiert ginn. Dëst gëtt duerch d'Genauegkeet vun der Schweißstroumquell an dem Schweißprogramm erreecht, wat e Set vun Instruktiounen ass, déi an d'Stroumquell aginn ginn, déi aus Schweißparameteren besteet, fir eng spezifesch Gréisst vu Päif oder Rouer ze schweißen. Et muss och e effektive Set vu Schweißstandarden ginn, déi d'Schweißakzeptanzkriterien spezifizéieren an e Schweißinspektiouns- a Qualitéitskontrollsystem fir sécherzestellen, datt d'Schweißen den vereinbarte Standarden entsprécht. Wéi och ëmmer, verschidde Faktoren a Prozeduren ausser Schweißparameter mussen och suergfälteg kontrolléiert ginn. Dës Faktoren enthalen d'Benotzung vu gudder Endvirbereedungsausrüstung, gutt Botz- a Behandlungspraktiken, gutt Dimensiounstoleranzen vu Réier oder aner Deeler, déi geschweesst ginn, konsequent Wolframtyp a Gréisst, héich gereinegt Inertgaser, a virsiichteg Opmierksamkeet op Materialvariatiounen. - héich Temperatur.
D'Virbereedungsufuerderunge fir d'Schweißen vun de Päifenden si méi kritesch fir Orbitalschweißen wéi fir manuell Schweißen. Geschweißte Verbindungen fir Orbitalschweißen vu Päifen si meeschtens quadratesch Stossverbindungen. Fir déi beim Orbitalschweißen gewënschte Widderhuelbarkeet z'erreechen, ass eng präzis, konsequent, maschinell Endvirbereedung noutwendeg. Well de Schweißstroum vun der Wanddicke ofhänkt, mussen d'Ennen quadratesch sinn, ouni Graten oder Fasen um OD oder ID (OD oder ID), wat zu verschiddene Wanddicke féiere géif.
D'Ennen vun de Päifen mussen am Schweesskapp zesummepassen, sou datt et kee bemierkenswäerte Spalt tëscht den Enden vun der véiereckeger Stossverbindung gëtt. Och wann geschweesste Verbindungen mat klenge Spalten erreecht kënne ginn, kann d'Schweessqualitéit negativ beaflosst ginn. Wat méi grouss d'Spalt, wat méi wahrscheinlech ass et, datt et e Problem gëtt. Schlecht Montage kann zu engem komplette Versoen vum Läten féieren. Päifsägen, déi vum George Fischer an aneren hiergestallt goufen, déi d'Päif schneiden an d'Päifen an der selwechter Operatioun schneiden, oder portabel Endvirbereedungsdréibanken wéi déi vu Protem, Wachs an aneren, ginn dacks benotzt fir glat Enn-Orbitalschweißnähten ze maachen, déi fir d'Bearbechtung gëeegent sinn. Hacksägen, Hacksägen, Bandsägen a Réierschneider sinn net dofir gëeegent.
Nieft de Schweessparameteren, déi d'Leeschtung fir d'Schweessen aféieren, ginn et aner Variabelen, déi e groussen Afloss op d'Schweessen hunn kënnen, awer si sinn net Deel vum eigentleche Schweessprozess. Dëst beinhalt den Typ a Gréisst vum Wolfram, den Typ a Rengheet vum Gas, dat benotzt gëtt fir de Bou ze schützen an d'Innere vun der Schweessverbindung ze spülen, de Gasduerchfluss, deen fir d'Spülen benotzt gëtt, den Typ vum Kapp an der Stroumquell, d'Konfiguratioun vun der Verbindung, an all aner relevant Informatioun. Mir nennen dës "net programméierbar" Variabelen a notéieren se am Schweessplang. Zum Beispill gëtt den Typ vum Gas als eng wesentlech Variabel an der Schweessprozedurspezifikatioun (WPS) ugesinn, fir datt d'Schweessprozeduren dem ASME Section IX Boiler and Pressure Vessel Code entspriechen. Ännerungen am Gastyp oder am Prozentsaz vun der Gasmëschung, oder d'Eliminatioun vun der ID-Spülung erfuerderen eng Neivalidéierung vum Schweessprozess.
Schweessgas. Edelstol ass resistent géint d'Oxidatioun duerch atmosphäresch Sauerstoff bei Raumtemperatur. Wann en op säi Schmelzpunkt (1530 °C oder 2800 °F fir rengt Eisen) erhëtzt gëtt, oxidéiert en einfach. Inert Argon gëtt am meeschten als Schutzgas a fir d'Spülung vun internen Schweessverbindungen duerch den orbitalen GTAW-Prozess benotzt. D'Reinheet vum Gas am Verhältnes zu Sauerstoff a Fiichtegkeet bestëmmt d'Quantitéit vun der oxidatiounsinduzéierter Verfärbung, déi op oder no bei der Schweess no dem Schweess geschitt. Wann de Spülgas net vun der héchster Qualitéit ass oder wann de Spülsystem net komplett leckfräi ass, sou datt eng kleng Quantitéit Loft an de Spülsystem leeft, kann d'Oxidatioun hellgréng oder blo sinn. Natierlech féiert keng Reinigung zu der knuspreger schwaarzer Uewerfläch, déi allgemeng als "geséisst" bezeechent gëtt. Schweessargon, deen a Zylinder geliwwert gëtt, ass 99,996-99,997% reng, ofhängeg vum Liwwerant, an enthält 5-7 ppm Sauerstoff an aner Ongereinheeten, dorënner H2O, O2, CO2, Kuelewaasserstoffer, etc., fir insgesamt 40 ppm pro Joer. Maximum. Héichreinheetsargon an engem Zylinder oder flëssegt Argon an engem Dewar kann 99,999% reng oder 10 ppm Gesamtongreinheeten hunn, mat engem Maximum vun 2 ppm Sauerstoff. NOTÉIERT: Gasreiniger wéi Nanochem oder Gatekeeper kënne beim Spülen benotzt ginn, fir d'Kontaminatiounsniveauen op d'Deeler pro Milliarde (ppb) Beräich ze reduzéieren.
Gemëschte Zesummesetzung. Gasmëschunge wéi 75% Helium/25% Argon an 95% Argon/5% Waasserstoff kënnen als Schutzgase fir speziell Uwendungen benotzt ginn. Déi zwou Mëschunge hunn méi waarm Schweißnähten produzéiert wéi déi, déi ënner de selwechte Programmastellungen wéi Argon gemaach goufen. Heliummëschunge si besonnesch gëeegent fir maximal Penetratioun duerch Schmelzschweißen op Kuelestol. E Beroder aus der Hallefleitindustrie empfeelt d'Benotzung vun Argon/Waasserstoffmëschungen als Schutzgase fir UHP-Uwendungen. Waasserstoffmëschunge hunn e puer Virdeeler, awer och e puer eescht Nodeeler. De Virdeel ass, datt se eng méi fiicht Pëtz an eng méi glat Schweißfläch produzéieren, wat ideal ass fir Ultra-Héichdrock-Gasliwwersystemer mat enger sou glatter bannenzeger Uewerfläch wéi méiglech ëmzesetzen. D'Präsenz vu Waasserstoff suergt fir eng reduzéierend Atmosphär, sou datt wann Spure vu Sauerstoff am Gasmëschung präsent sinn, déi resultéierend Schweißnäht méi propper ausgesäit mat manner Verfärbungen wéi eng ähnlech Sauerstoffkonzentratioun a purem Argon. Dësen Effekt ass optimal bei ongeféier 5% Waasserstoffgehalt. E puer benotzen eng 95/5% Argon/Waasserstoffmëschung als ID-Spülung fir d'Erscheinung vun der bannenzeger Schweißperle ze verbesseren.
D'Schweißperle mat enger Waasserstoffmëschung als Schutzgas ass méi schmuel, ausser datt den Edelstol e ganz niddrege Schwefelgehalt huet a méi Hëtzt an der Schweess generéiert wéi déiselwecht Stroumastellung mat ongemëschtem Argon. En bedeitenden Nodeel vun Argon/Waasserstoffmëschungen ass, datt de Bou vill manner stabil ass wéi puren Argon, an et gëtt eng Tendenz fir de Bou ze driften, déi sou staark ass, datt et zu enger falscher Schmelzverschmelzung kënnt. D'Boudrift kann verschwannen, wann eng aner gemëschte Gasquell benotzt gëtt, wat drop hiweist, datt et duerch Kontaminatioun oder schlecht Vermëschung verursaacht ka ginn. Well d'Hëtzt, déi vum Bou generéiert gëtt, mat der Waasserstoffkonzentratioun variéiert, ass eng konstant Konzentratioun essentiell fir widderhuelbar Schweißungen z'erreechen, an et gëtt Ënnerscheeder am virgemëschte Fläschegas. En aneren Nodeel ass, datt d'Liewensdauer vum Wolfram staark verkierzt gëtt, wann eng Waasserstoffmëschung benotzt gëtt. Wärend de Grond fir d'Verschlechterung vum Wolfram aus dem gemëschte Gas net festgestallt gouf, gouf gemellt, datt de Bou méi schwéier ass an de Wolfram eventuell no enger oder zwou Schweißungen ersat muss ginn. Argon/Waasserstoffmëschunge kënnen net benotzt ginn fir Kuelestol oder Titan ze schweessen.
Eng ënnerscheedend Eegeschaft vum TIG-Prozess ass, datt en keng Elektroden verbraucht. Wolfram huet deen héchste Schmelzpunkt vun all Metall (6098°F; 3370°C) an ass e gudden Elektronenemitter, wat en besonnesch gëeegent mécht fir als net-verbrauchbar Elektrod ze benotzen. Seng Eegeschafte gi verbessert andeems 2% vu bestëmmte seltenen Äerdoxiden wéi Ceriumoxid, Lanthanoxid oder Thoriumoxid bäigefüügt ginn, fir de Boustart an d'Boustabilitéit ze verbesseren. Pure Wolfram gëtt selten am GTAW benotzt wéinst de bessere Eegeschafte vu Ceriumwolfram, besonnesch fir orbital GTAW Uwendungen. Thoriumwolfram gëtt manner benotzt wéi fréier, well se zimmlech radioaktiv sinn.
Elektroden mat engem poléierte Finish si méi gläichméisseg an der Gréisst. Eng glat Uewerfläch ass ëmmer besser wéi eng rau oder onkonsequent Uewerfläch, well d'Konsistenz an der Elektrodengeometrie entscheedend ass fir konsequent, eenheetlech Schweessresultater. Elektronen, déi vun der Spëtzt (DCEN) emittéiert ginn, transferéieren Hëtzt vun der Wolframspëtzt op d'Schweißnaht. Eng méi fein Spëtzt erlaabt et, d'Stroumdicht ganz héich ze halen, kann awer zu enger méi kuerzer Wolframliewensdauer féieren. Fir Orbitalschweessen ass et wichteg, d'Elektrodenspëtzt mechanesch ze schleifen, fir d'Widderhuelbarkeet vun der Wolframgeometrie an d'Widderhuelbarkeet vun der Schweess ze garantéieren. Déi stumpf Spëtzt forcéiert de Bou vun der Schweessnaht op déiselwecht Plaz um Wolfram. Den Duerchmiesser vun der Spëtzt kontrolléiert d'Form vum Bou an d'Quantitéit vun der Penetratioun bei engem bestëmmte Stroum. De Konuswénkel beaflosst d'Stroum-/Spannungseigenschaften vum Bou a muss spezifizéiert a kontrolléiert ginn. D'Längt vum Wolfram ass wichteg, well eng bekannt Längt vu Wolfram benotzt ka ginn, fir d'Bougenofstand anzestellen. D'Bougenofstand fir e spezifesche Stroumwäert bestëmmt d'Spannung an domat d'Leeschtung, déi op d'Schweißnaht ugewannt gëtt.
D'Gréisst vun der Elektrode an hiren Duerchmiesser vun der Spëtz ginn no der Intensitéit vum Schweessstroum ausgewielt. Wann de Stroum ze héich fir d'Elektrod oder hir Spëtz ass, kann se Metall vun der Spëtz verléieren, an d'Benotzung vun Elektroden mat engem Spëtzdurchmesser, deen ze grouss fir de Stroum ass, kann zu engem Boudrift féieren. Mir spezifizéieren Elektroden- an Spëtzdurchmesser no der Wanddicke vun der Schweessverbindung a benotzen en Duerchmiesser vun 0,0625 fir bal alles bis zu enger Wanddicke vun 0,093 Zoll, ausser d'Benotzung ass fir Elektroden mat engem Duerchmiesser vun 0,040 Zoll fir d'Schweesse vu klenge Präzisiounskomponenten geduecht. Fir d'Widderhuelbarkeet vum Schweessprozess mussen den Wolframtyp an d'Finish, d'Längt, de Kegelwénkel, den Duerchmiesser, den Spëtzdurchmesser an d'Bouofstand all spezifizéiert a kontrolléiert ginn. Fir Réierschweessapplikatiounen ass Cerwolfram ëmmer recommandéiert, well dësen Typ eng vill méi laang Liewensdauer huet wéi aner Typen an exzellent Bouenzündungseigenschaften huet. Cerwolfram ass net radioaktiv.
Fir méi Informatiounen, kontaktéiert w.e.g. d'Barbara Henon, Managerin fir technesch Publikatiounen, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Telefon: 818-896-9556. Fax: 818-890-3724.