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 odrzut spoin w otwartych kanałach korzeniowych, przechodząc z tradycyjnego spawania GTAW lub SMAW na ulepszony proces spawania, jednocześnie uzyskując wysoką jakość spoiny, utrzymując odporność materiału na korozję i spełniając wymagania Specyfikacji Procedury Spawalniczej (WPS), która wymaga spawania łukiem elektrycznym w osłonie gazów zwarciowych (GMAW). Ulepszony proces spawania łukiem elektrycznym w osłonie gazów zwarciowych przynosi również dodatkowe korzyści w zakresie 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 jest tradycyjnie stosowana w wielu zastosowaniach związanych ze stalą nierdzewną, ma ona pewne wady, które można wyeliminować, udoskonalając metodę GMAW z wykorzystaniem zwarcia.
Po pierwsze, ze względu na ciągły niedobór wykwalifikowanych spawaczy, znalezienie pracowników znających metodę GTAW stanowi ciągłe wyzwanie. Po drugie, metoda GTAW nie jest najszybszym procesem 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 polega na wprowadzeniu 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 tylna strona nie jest zabezpieczona, może dojść do uszkodzenia podłoża. Ten rodzaj uszkodzenia nazywa się scukrzaniem, nazwanym tak, ponieważ w jego wyniku powierzchnia wewnątrz spoiny wygląda jak cukier. Aby zapobiec zacieraniu, spawacz wkłada wąż gazowy do jednego końca rury i zatyka koniec rury zaporą odpowietrzającą. Tworzy również odpowietrznik na drugim końcu rury. Zazwyczaj owija również taśmą otwór złącza. Po wyczyszczeniu rury odkleja kawałek taśmy wokół złącza i rozpoczyna spawanie, powtarzając proces zdejmowania i spawania, aż do ukończenia spoiny korzeniowej.
Wyeliminuj przedmuch. Ponowne przejścia mogą kosztować dużo czasu i pieniędzy, w niektórych przypadkach dodając tysiące dolarów do projektu. Przejście na ulepszony proces GMAW zwarciowy pozwoliło firmie na wykonywanie warstw graniowych bez płukania wstecznego w wielu zastosowaniach ze stali nierdzewnej. Zastosowania spawalnicze dla stali nierdzewnych serii 300 są do tego dobrze przystosowane, podczas gdy zastosowania spawalnicze dla stali nierdzewnych dupleksowych o wysokiej czystości wymagają obecnie GTAW do warstwy graniowej.
Utrzymywanie możliwie najniższego dopływu ciepła pomaga utrzymać odporność obrabianego przedmiotu na korozję. Jednym ze sposobów na zmniejszenie dopływu ciepła jest zmniejszenie liczby warstw spoiny. Ulepszone procesy spawania metodą GMAW zwarciowego, takie jak Regulated Metal Deposition (RMD®), wykorzystują precyzyjnie kontrolowany transfer metalu w celu zapewnienia równomiernego osadzania kropli. Dzięki temu spawaczowi łatwiej jest kontrolować jeziorko spawalnicze, co z kolei kontroluje dopływ ciepła i prędkość spawania. Niższy dopływ ciepła pozwala na szybsze zamarzanie jeziorka spawalniczego.
Dzięki kontrolowanemu przenoszeniu metalu i szybszemu zamarzaniu jeziorka spawalniczego, jeziorko spawalnicze jest mniej zawirowane, a gaz osłonowy opuszcza pistolet GMAW w stosunkowo niezakłóconym stanie. Pozwala to na przepływ gazu osłonowego przez otwarty wrąb, wypierając atmosferę i zapobiegając scukrzaniu lub utlenianiu tylnej części spoiny. Pokrycie gazem trwa krótko, ponieważ kałuże zamarzają bardzo szybko.
Badania wykazały, że zmodyfikowany proces spawania zwarciowego GMAW spełnia standardy jakości spoin, a jednocześnie zachowuje odporność stali nierdzewnej na korozję, taką samą jak w przypadku spawania spoiny bazowej 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.
Otwarte spawanie kanału korzeniowego przy użyciu ulepszonego procesu GMAW zwarciowego zapewnia dodatkowe korzyści w zakresie produktywności, wydajności i szkolenia spawaczy. Obejmują one:
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 rury. 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 można stosować do kanałów wrębowych, wypełniających i zaślepiających. Proces spawania impulsowego GMAW można stosować 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 osiągnąć sukces przy przejściu na zmodyfikowany proces GMAW zwarciowy.
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 w postaci 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 mieszaninę 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 pokrycia gazem. Stożkowa dysza z wbudowanym dyfuzorem gazu zapewnia doskonałe pokrycie.
Należy pamiętać, że w przypadku stosowania zmodyfikowanego procesu spawania GMAW ze zwarciem bez gazu podkładowego na tylnej stronie spoiny powstaje niewielka ilość zgorzeliny. Zazwyczaj zgorzelina odpada 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 stało się pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych. Obecnie jest to jedyne czasopismo w Ameryce Północnej poświęcone tej branży i najbardziej wiarygodne źródło informacji dla specjalistów zajmujących się rurami.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowa edycja czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępna, umożliwiając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Ciesz się pełnym dostępem do cyfrowej wersji 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.