Spawanie rur i przewodów ze stali nierdzewnej często wymaga przepłukiwania argonem w przypadku stosowania tradycyjnych procesów, takich jak spawanie łukowe elektrodą wolframową w osłonie gazów ochronnych (GTAW) i spawanie łukowe elektrodą otuloną (SMAW). Jednak koszt gazu i czas przygotowania procesu przepłukiwania mogą mieć znaczenie, zwłaszcza gdy zwiększają się średnice i długości rur.
Spawając stal nierdzewną serii 300, wykonawcy mogą wyeliminować efekt cofania się spoin w otwartych kanałach korzeniowych, przechodząc z tradycyjnego spawania GTAW lub SMAW na ulepszony proces spawania, jednocześnie uzyskując wysoką jakość spoiny, zachowując odporność materiału na korozję i spełniając wymagania specyfikacji procedur spawania (WPS), które wymagają spawania łukiem elektrycznym w osłonie gazów ochronnych (GMAW). Ulepszony proces spawania łukiem elektrycznym w osłonie gazów ochronnych w osłonie gazów ochronnych przynosi również dodatkowe korzyści pod względem wydajności, efektywności i łatwości użytkowania, co przekłada się na zwiększenie zysków.
Ze względu na swoją odporność na korozję i wytrzymałość stopy stali nierdzewnej są używane w wielu zastosowaniach związanych z rurami i przewodami, w tym w przemyśle naftowym i gazowym, petrochemicznym i biopaliwach. Chociaż metoda GTAW była tradycyjnie stosowana w wielu zastosowaniach związanych ze stalą nierdzewną, ma ona pewne wady, które można rozwiązać, udoskonalając metodę GMAW wykorzystującą zjawisko zwarcia.
Po pierwsze, ze względu na ciągły niedobór wykwalifikowanych spawaczy, znalezienie pracowników znających metodę GTAW stanowi ciągłe wyzwanie. Po drugie, GTAW nie jest najszybszą metodą spawania, co utrudnia firmom zwiększanie wydajności, aby sprostać wymaganiom klientów. Po trzecie, wymaga czasochłonnego i kosztownego płukania wstecznego rur ze stali nierdzewnej.
Czym jest blowback? Przedmuch to wprowadzanie gazu podczas procesu spawania w celu usunięcia zanieczyszczeń i zapewnienia podparcia. Przedmuch od tyłu chroni tylną stronę spoiny przed tworzeniem się ciężkich tlenków w obecności tlenu.
Jeśli podczas spawania otwartego kanału korzeniowego nie zabezpieczono tylnej strony, może dojść do uszkodzenia podłoża. Ten proces nazywa się scukrzaniem, ponieważ w jego wyniku wewnątrz spoiny powstaje powierzchnia przypominająca cukier. Aby zapobiec zacieraniu, spawacz wkłada wąż gazowy do jednego końca rury i zatyka koniec rury zaporą odpowietrzającą. Na drugim końcu rury tworzy również otwór wentylacyjny. Zazwyczaj owija również taśmą otwór w złączu. Po oczyszczeniu rury odkleja kawałek taśmy wokół złącza i rozpoczyna spawanie, powtarzając proces zdejmowania taśmy i spawania, aż do ukończenia ściegu korzeniowego.
Wyeliminuj przedmuch. Ponowne przejścia mogą być bardzo czasochłonne i kosztowne, w niektórych przypadkach zwiększając projekt o tysiące dolarów. Przejście na ulepszony proces spawania GMAW zwarciowego umożliwiło firmie wykonywanie warstw graniowych bez płukania wstecznego w wielu zastosowaniach ze stali nierdzewnej. Zastosowania spawalnicze stali nierdzewnych serii 300 dobrze się do tego nadają, podczas gdy zastosowania spawalnicze stali nierdzewnych dupleksowych o wysokiej czystości obecnie wymagają stosowania metody GTAW do warstwy graniowej.
Utrzymywanie możliwie najniższego dopływu ciepła pomaga zachować odporność obrabianego przedmiotu na korozję. Jednym ze sposobów na zmniejszenie dopływu ciepła jest zmniejszenie liczby warstw spoiny. Ulepszone procesy spawania zwarciowego GMAW, takie jak Regulated Metal Deposition (RMD®), wykorzystują precyzyjnie kontrolowane przenoszenie metalu w celu zapewnienia równomiernego osadzania kropli. Ułatwia to spawaczowi kontrolę nad jeziorkiem spawalniczym, co z kolei kontroluje dopływ ciepła i prędkość spawania. Niższe dopływ ciepła pozwala na szybsze zamarzanie jeziorka spawalniczego.
Dzięki kontrolowanemu przenoszeniu metalu i szybszemu zamarzaniu jeziorka spawalniczego, jeziorko spawalnicze jest mniej turbulentne, a gaz osłonowy opuszcza uchwyt GMAW w stosunkowo niezakłócony sposób. Pozwala to gazowi osłonowemu na przepływ przez otwarty wrąb, wypierając atmosferę i zapobiegając scukrzaniu lub utlenianiu tylnej strony spoiny. Pokrycie gazem trwa tylko chwilę, ponieważ jeziorka zamarzają bardzo szybko.
Badania wykazały, że zmodyfikowany proces spawania zwarciowego GMAW spełnia standardy jakości spawania, a jednocześnie zapewnia odporność stali nierdzewnej na korozję, taką samą jak w przypadku spawania ściegu graniowego metodą GTAW.
Zmiana procesu spawania wymaga od firmy ponownej certyfikacji WPS, ale taka zmiana może przynieść ogromne oszczędności czasu i kosztów w przypadku nowych prac produkcyjnych i naprawczych.
Spawanie otwartego kanału korzeniowego z wykorzystaniem udoskonalonego procesu GMAW zwarciowego zapewnia dodatkowe korzyści w zakresie produktywności, wydajności i szkolenia spawaczy. Należą do nich:
Eliminuje ryzyko powstawania gorących kanałów, ponieważ umożliwia osadzanie większej ilości metalu i zwiększenie grubości kanału korzeniowego.
Doskonała tolerancja na duże i małe odchylenia między odcinkami rur. Dzięki płynnemu przenoszeniu metalu proces ten umożliwia łatwe łączenie szczelin o szerokości do 3⁄16 cala.
Długość łuku jest stała niezależnie od wydłużenia elektrody, co rekompensuje problemy operatorów mających problemy z utrzymaniem stałego wydłużenia. Łatwiejsza kontrola jeziorka spawalniczego i równomierne przenoszenie metalu mogą skrócić czas szkolenia nowych spawaczy.
Skróć przestoje spowodowane zmianą procesu. Ten sam drut i gaz osłonowy mogą być używane do kanałów wrębowych, wypełniających i zaślepiających. Proces spawania impulsowego GMAW może być stosowany pod warunkiem, że kanały zostaną wypełnione i zaślepione gazem osłonowym zawierającym co najmniej 80% argonu.
W przypadku operacji mających na celu wyeliminowanie cofania się cieczy w zastosowaniach ze stali nierdzewnej, ważne jest przestrzeganie pięciu kluczowych wskazówek, aby odnieść sukces przy przejściu na zmodyfikowany proces spawania metodą GMAW z użyciem zwarcia.
Wyczyść rury od wewnątrz i od zewnątrz, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia. Za pomocą szczotki drucianej przeznaczonej do stali nierdzewnej wyczyść tylną część złącza w odległości co najmniej 2,5 cm od krawędzi.
Użyj spoiwa ze stali nierdzewnej o wysokiej zawartości krzemu, np. 316LSi lub 308LSi. Wyższa zawartość krzemu wspomaga zwilżanie jeziorka spawalniczego i działa jako odtleniacz.
Aby uzyskać najlepsze rezultaty, należy stosować specjalnie opracowaną mieszankę gazów osłonowych, np. 90% helu, 7,5% argonu i 2,5% dwutlenku węgla. Można również zastosować mieszankę 98% argonu i 2% dwutlenku węgla. Dostawca gazów spawalniczych może mieć inne zalecenia.
Aby uzyskać najlepsze rezultaty, należy użyć stożkowej końcówki i dyszy do kanałów korzeniowych w celu zlokalizowania obszaru pokrycia gazem. Stożkowa dysza z wbudowanym dyfuzorem gazu zapewnia doskonałe pokrycie.
Należy pamiętać, że stosowanie zmodyfikowanego procesu spawania GMAW zwarciowego bez gazu podkładowego powoduje powstawanie niewielkiej ilości zgorzeliny na tylnej stronie spoiny. Zazwyczaj odpada ona podczas stygnięcia spoiny i spełnia normy jakościowe obowiązujące w przemyśle naftowym, elektrowniach i przemyśle petrochemicznym.
Jim Byrne jest kierownikiem ds. sprzedaży i zastosowań w Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
W 1990 roku czasopismo Tube & Pipe Journal zostało pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych. Do dziś pozostaje ono jedyną publikacją w Ameryce Północnej poświęconą tej branży i stało się najbardziej wiarygodnym źródłem informacji dla specjalistów zajmujących się rurami.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępne, dzięki czemu można łatwo zapoznać się z cennymi zasobami branżowymi.
Uzyskaj pełny dostęp do wydania cyfrowego czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dla rynku tłoczenia metali.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The Fabricator w języku hiszpańskim, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.