При сварке труб и трубопроводов из нержавеющей стали часто требуется обратная продувка аргоном при использовании традиционных процессов, таких как дуговая сварка вольфрамовым электродом в защитной среде (GTAW) и сварка покрытым электродом (SMAW). Однако стоимость газа и время, затрачиваемое на подготовку к процессу продувки, могут быть значительными, особенно при увеличении диаметра и длины труб.
При сварке нержавеющей стали серии 300 подрядчики могут исключить обратный выброс при сварке открытых корневых каналов, перейдя от традиционной сварки GTAW или SMAW к усовершенствованному процессу сварки, при этом сохраняя высокое качество сварного шва, коррозионную стойкость материала и соответствие требованиям Технико-экономического обоснования сварки (WPS), которое предусматривает использование процесса газодуговой сварки в защитной газовой среде (GMAW) с коротким замыканием. Усовершенствованный процесс GMAW с коротким замыканием также обеспечивает дополнительные преимущества в производительности, эффективности и простоте использования, способствуя увеличению прибыли.
Благодаря своей коррозионной стойкости и прочности, сплавы нержавеющей стали используются во многих областях применения, включая нефтегазовую, нефтехимическую и биотопливную промышленность. Хотя сварка GTAW традиционно используется во многих областях применения нержавеющей стали, она имеет некоторые недостатки, которые можно устранить с помощью усовершенствованной сварки GMAW с коротким замыканием.
Во-первых, поскольку дефицит квалифицированных сварщиков сохраняется, поиск работников, знакомых с технологией GTAW, остается сложной задачей. Во-вторых, GTAW — не самый быстрый процесс сварки, что препятствует компаниям, стремящимся повысить производительность для удовлетворения потребностей клиентов. В-третьих, он требует трудоемкой и дорогостоящей обратной промывки труб из нержавеющей стали.
Что такое обратная продувка? Продувка — это введение газа в процессе сварки для удаления загрязнений и обеспечения поддержки. Обратная продувка защищает обратную сторону сварного шва от образования тяжелых оксидов в присутствии кислорода.
Если обратная сторона не защищена во время сварки в открытом корневом канале, это может привести к повреждению основы. Это разрушение называется сахарификацией, так как в результате образуется поверхность, похожая на сахар внутри сварного шва. Чтобы предотвратить деформацию, сварщик вставляет газовый шланг в один конец трубы и закрывает конец трубы продувочной перегородкой. Также создается вентиляционное отверстие на другом конце трубы. Обычно вокруг места соединения наклеивается лента. После очистки трубы снимается часть ленты вокруг соединения, и начинается сварка, повторяя процесс снятия и сварки до тех пор, пока не будет готов корневой шов.
Исключение обратного потока. Повторная обработка может отнимать много времени и денег, в некоторых случаях увеличивая стоимость проекта на тысячи долларов. Переход к улучшенному процессу сварки GMAW с коротким замыканием позволил компании выполнять корневые проходы без обратной промывки во многих областях применения нержавеющей стали. Сварка нержавеющих сталей серии 300 хорошо подходит для этого, в то время как сварка высокочистых дуплексных нержавеющих сталей в настоящее время требует использования GTAW для корневого прохода.
Снижение подводимой тепловой энергии до минимума помогает сохранить коррозионную стойкость заготовки. Одним из способов уменьшения подводимой тепловой энергии является сокращение количества сварочных проходов. Усовершенствованные процессы сварки GMAW с коротким замыканием, такие как регулируемое осаждение металла (RMD®), используют точно контролируемый перенос металла для обеспечения равномерного осаждения капель. Это облегчает сварщику контроль над сварочной ванной, что, в свою очередь, регулирует подводимую тепловую энергию и скорость сварки. Более низкий подвод тепловой энергии позволяет сварочной ванне быстрее застывать.
Благодаря контролируемому переносу металла и более быстрому застыванию сварочной ванны, в ней возникает меньшая турбулентность, и защитный газ относительно спокойно воздействует на сварочную горелку GMAW. Это позволяет защитному газу проходить через открытый корень шва, вытесняя атмосферу и предотвращая осаждение или окисление на обратной стороне сварного шва. Такое газовое покрытие занимает совсем немного времени, поскольку сварочные ванны замерзают очень быстро.
Испытания показали, что модифицированный процесс сварки GMAW с коротким замыканием соответствует стандартам качества сварки, сохраняя при этом коррозионную стойкость нержавеющей стали, как и при сварке корневого шва методом GTAW.
Изменение процесса сварки требует от компании повторной сертификации технологической карты сварки (WPS), но такой переход может принести огромную экономию времени и средств при выполнении новых производственных и ремонтных работ.
Сварка открытых корневых каналов с использованием усовершенствованного процесса короткозамкнутой сварки GMAW обеспечивает дополнительные преимущества в производительности, эффективности и обучении сварщиков. К ним относятся:
Исключает возможность образования горячих каналов благодаря возможности нанесения большего количества металла для увеличения толщины корневого канала.
Отличная устойчивость к большим и малым перекосам между секциями труб. Благодаря плавному переносу металла, этот процесс позволяет легко перекрывать зазоры до 3/16 дюйма.
Длина дуги остается постоянной независимо от выдвижения электрода, что компенсирует трудности операторов, которым сложно поддерживать постоянное выдвижение. Более легко контролируемая сварочная ванна и стабильная передача металла могут сократить время обучения новых сварщиков.
Сокращение времени простоя при переналадке процесса. Для корневого, заполняющего и герметизирующего каналов можно использовать одну и ту же проволоку и защитный газ. Импульсная сварка GMAW возможна при условии, что каналы заполнены и герметизированы защитным газом, содержащим не менее 80% аргона.
Для предприятий, стремящихся исключить обратную промывку при обработке нержавеющей стали, важно следовать пяти ключевым советам для успешного перехода на модифицированный процесс сварки GMAW с коротким контуром.
Очистите трубы изнутри и снаружи от любых загрязнений. Используйте проволочную щетку, предназначенную для нержавеющей стали, чтобы очистить заднюю часть соединения на расстоянии не менее 2,5 см от края.
Используйте присадочный металл из нержавеющей стали с высоким содержанием кремния, например, 316LSi или 308LSi. Более высокое содержание кремния способствует смачиванию сварочной ванны и действует как раскислитель.
Для достижения наилучших результатов используйте специально разработанную для данного процесса смесь защитных газов, например, 90% гелия, 7,5% аргона и 2,5% диоксида углерода. Другой вариант — 98% аргона и 2% диоксида углерода. Поставщик сварочных газов может предложить и другие варианты.
Для достижения наилучших результатов используйте конический наконечник и насадку для прокладки каналов в корнях деревьев, чтобы обеспечить равномерное распределение газа. Коническая насадка со встроенным газовым диффузором обеспечивает превосходное покрытие.
Следует отметить, что использование модифицированного процесса сварки GMAW с коротким замыканием без подающего газа приводит к образованию небольшого количества окалины на обратной стороне сварного шва. Обычно она отслаивается по мере охлаждения сварного шва и соответствует стандартам качества для применения в нефтяной, энергетической и нефтехимической промышленности.
Джим Бирн — менеджер по продажам и применению продукции компании Miller Electric Mfg. LLC, расположенной по адресу: 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, тел. 920-734-9821, веб-сайт: www.millerwelds.com.
Журнал Tube & Pipe Journal стал первым изданием, посвященным индустрии металлических труб, в 1990 году. Сегодня он остается единственным изданием в Северной Америке, посвященным этой отрасли, и стал самым надежным источником информации для специалистов в области трубопроводов.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The FABRICATOR, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровая версия журнала The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступна, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный доступ к цифровой версии журнала STAMPING Journal, в котором представлены последние технологические достижения, лучшие практики и новости отрасли для рынка штамповки металла.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The Fabricator en Español, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.