Зварювання труб і трубопроводів з нержавіючої сталі часто вимагає зворотної продувки аргоном при використанні традиційних процесів, таких як дугове зварювання вольфрамовим електродом у газовому середовищі (GTAW) та дугове зварювання в захисному середовищі металу (SMAW). Але вартість газу та час налаштування процесу продувки можуть бути важливими, особливо зі збільшенням діаметрів і довжин труб.
Під час зварювання нержавіючої сталі серії 300 підрядники можуть усунути зворотний продув у зварних швах відкритих кореневих каналів, перейшовши від традиційного GTAW або SMAW до вдосконаленого процесу зварювання, водночас досягаючи високої якості зварювання, зберігаючи корозійну стійкість матеріалу та дотримуючись вимог Специфікації процедури зварювання (WPS), яка вимагає процесу газового дугового зварювання коротким замиканням (GMAW). Вдосконалений процес GMAW коротким замиканням також забезпечує додаткові переваги в продуктивності, ефективності та простоті використання, допомагаючи збільшити прибутки.
Нержавіючі сталеві сплави, що користуються популярністю завдяки своїй стійкості до корозії та міцності, використовуються в багатьох сферах застосування трубопроводів, включаючи нафтогазову, нафтохімічну та біопаливну промисловість. Хоча GTAW традиційно використовується в багатьох сферах застосування нержавіючої сталі, він має деякі недоліки, які можна усунути за допомогою покращеного короткозамикаючого GMAW.
По-перше, оскільки брак кваліфікованих зварювальників продовжується, пошук працівників, знайомих з GTAW, є постійною проблемою. По-друге, GTAW не є найшвидшим процесом зварювання, що заважає компаніям, які прагнуть підвищити продуктивність для задоволення потреб клієнтів. По-третє, він вимагає трудомісткої та дорогої зворотної промивки труб з нержавіючої сталі.
Що таке продувка? Продувка – це введення газу під час процесу зварювання для видалення забруднень та забезпечення підтримки. Продувка зворотного боку захищає зворотний бік зварного шва від утворення важких оксидів у присутності кисню.
Якщо під час зварювання відкритого кореневого каналу задню поверхню не захистити, це може призвести до пошкодження основи. Це руйнування називається оцукрюванням, тому що в результаті всередині зварного шва утворюється поверхня, схожа на цукор. Щоб запобігти затиранню, зварювальник вставляє газовий шланг в один кінець труби та закриває кінець труби продувною греблею. Він також створює вентиляційний отвір на іншому кінці труби. Зазвичай він також накладає стрічку навколо отвору стику. Після очищення труби вони знімають шматок стрічки навколо стику та починають зварювати, повторюючи процес зачистки та зварювання, доки кореневий валик не буде завершено.
Усунення зворотного продуву. Відновлення може коштувати багато часу та грошей, а в деяких випадках додавати тисячі доларів до проекту. Перехід на вдосконалений процес зварювання коротким замиканням GMAW дозволив компанії виконувати кореневі проходи без зворотного продувування в багатьох випадках з нержавіючої сталі. Зварювальні програми для нержавіючих сталей серії 300 добре підходять для цього, тоді як зварювальні програми для високочистих дуплексних нержавіючих сталей наразі вимагають GTAW для кореневого проходу.
Збереження якомога нижчого рівня підведення тепла допомагає підтримувати корозійну стійкість заготовки. Зменшення кількості зварних проходів є одним зі способів зменшення підведення тепла. Удосконалені процеси короткозамиканого GMAW, такі як регульоване осадження металу (RMD®), використовують точно контрольоване перенесення металу для забезпечення рівномірного осадження крапель. Це полегшує зварювальнику контроль зварювальної ванни, що, у свою чергу, контролює підведення тепла та швидкість зварювання. Менше підведення тепла дозволяє зварювальній ванні швидше замерзати.
Завдяки контрольованому переносу металу та швидшому замерзанню зварювальної ванни, зварювальна ванна менш турбулентна, а захисний газ залишає гармату GMAW відносно спокійно. Це дозволяє захисному газу проходити через відкритий корінь шва, витісняючи атмосферу та запобігаючи оцукрюванню або окисленню на зворотному боці шва. Таке покриття газом займає короткий час, оскільки калюжі замерзають дуже швидко.
Випробування показали, що модифікований процес зварювання коротким замиканням методом GMAW відповідає стандартам якості зварного шва, зберігаючи при цьому корозійну стійкість нержавіючої сталі, як і під час зварювання кореневого валика методом GTAW.
Зміна процесу зварювання вимагає від компанії повторної сертифікації своєї системи зварювання та ремонту (WPS), але такий перехід може призвести до величезної економії часу та коштів на нові виробничі та ремонтні роботи.
Зварювання кореневих каналів з використанням удосконаленого процесу зварювання коротким замиканням у відкритому положенні (GMAW) пропонує додаткові переваги в продуктивності, ефективності та навчанні зварювальників. До них належать:
Усуває можливість утворення гарячих каналів завдяки можливості нанесення більшої кількості металу для збільшення товщини кореневого каналу.
Відмінна толерантність до великих та малих перекосів між секціями труби. Завдяки плавному переміщенню металу, процес може легко усунути зазори до 3⁄16 дюйма.
Довжина дуги залишається постійною незалежно від висування електрода, що компенсує труднощі операторів із підтримкою постійного висування. Легше контрольована зварювальна ванна та рівномірний перенос металу можуть скоротити час навчання для нових зварників.
Зменшення часу простою для зміни процесу. Той самий дріт і захисний газ можна використовувати для кореневих, заповнювальних та закритих каналів. Імпульсний процес GMAW можна використовувати за умови, що канали заповнені та закриті щонайменше 80% захисним газом аргоном.
Для підприємств, які прагнуть усунути зворотний промив під час обробки нержавіючої сталі, важливо дотримуватися п'яти ключових порад для успішного переходу на модифікований процес зварювання GMAW з коротким замиканням.
Очистіть труби зсередини та зовні, щоб видалити будь-які забруднення. Використовуйте дротяну щітку, призначену для нержавіючої сталі, щоб очистити задню частину з'єднання на відстані щонайменше 2,5 см від краю.
Використовуйте присадний метал з нержавіючої сталі з високим вмістом кремнію, такий як 316LSi або 308LSi. Вищий вміст кремнію сприяє змочуванню зварювальної ванни та діє як розкислювач.
Для найкращої продуктивності використовуйте захисну газову суміш, спеціально розроблену для цього процесу, таку як 90% гелію, 7,5% аргону та 2,5% вуглекислого газу. Інший варіант – 98% аргону та 2% вуглекислого газу. Постачальник зварювального газу може мати інші рекомендації.
Для найкращих результатів використовуйте конічний наконечник та насадку для формування кореневих каналів, щоб визначити газове покриття. Конічна насадка з вбудованим газовим дифузором забезпечує чудове покриття.
Зверніть увагу, що використання модифікованого процесу короткозамиканого GMAW без підтримуючого газу призводить до утворення невеликої кількості окалини на зворотному боці зварного шва. Зазвичай вона відшаровується, коли зварний шов охолоджується, і відповідає стандартам якості для нафтової, енергетичної та нафтохімічної промисловості.
Джим Бірн — менеджер з продажу та застосувань у Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
Журнал «Tube & Pipe Journal» став першим журналом, присвяченим обслуговуванню галузі металевих труб, у 1990 році. Сьогодні він залишається єдиним виданням у Північній Америці, присвяченим цій галузі, і став найнадійнішим джерелом інформації для фахівців з трубопроводів.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The FABRICATOR, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання журналу «The Tube & Pipe Journal» тепер повністю доступне, забезпечуючи легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтесь повним доступом до цифрового видання журналу STAMPING, який містить найновіші технологічні досягнення, передовий досвід та новини галузі для ринку штампування металу.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The Fabricator en Español, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.