Hàn ống thép không gỉ và đường ống dẫn thường đòi hỏi phải làm sạch ngược bằng argon khi sử dụng các quy trình truyền thống như hàn hồ quang khí vonfram (GTAW) và hàn hồ quang kim loại bảo vệ (SMAW). Nhưng chi phí khí và thời gian thiết lập quy trình làm sạch có thể rất quan trọng, đặc biệt là khi đường kính và chiều dài của ống tăng lên.
Khi hàn thép không gỉ series 300, các nhà thầu có thể loại bỏ hiện tượng thổi ngược trong các mối hàn ống tủy hở bằng cách chuyển từ phương pháp hàn GTAW hoặc SMAW truyền thống sang quy trình hàn cải tiến, đồng thời vẫn đạt được chất lượng mối hàn cao, duy trì khả năng chống ăn mòn của vật liệu và đáp ứng Quy trình hàn (WPS) yêu cầu quy trình hàn hồ quang kim loại khí ngắn mạch (GMAW). Quy trình hàn GMAW ngắn mạch cải tiến cũng mang lại những lợi ích bổ sung về năng suất, hiệu quả và dễ sử dụng, giúp tăng lợi nhuận.
Được ưa chuộng vì khả năng chống ăn mòn và độ bền, hợp kim thép không gỉ được sử dụng trong nhiều ứng dụng ống và ống dẫn, bao gồm dầu khí, hóa dầu và nhiên liệu sinh học. Mặc dù GTAW theo truyền thống được sử dụng trong nhiều ứng dụng thép không gỉ, nhưng nó có một số nhược điểm có thể được giải quyết bằng cách cải thiện GMAW ngắn mạch.
Đầu tiên, do tình trạng thiếu hụt thợ hàn lành nghề vẫn tiếp diễn, việc tìm kiếm những công nhân quen thuộc với GTAW vẫn là một thách thức. Thứ hai, GTAW không phải là quy trình hàn nhanh nhất, điều này cản trở các công ty muốn tăng năng suất để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Thứ ba, quy trình này đòi hỏi phải xả ngược ống thép không gỉ tốn kém và mất thời gian.
Thổi ngược là gì? Thổi ngược là quá trình đưa khí vào trong quá trình hàn để loại bỏ chất gây ô nhiễm và hỗ trợ. Quá trình thổi ngược bảo vệ mặt sau của mối hàn khỏi sự hình thành oxit nặng khi có oxy.
Nếu mặt sau không được bảo vệ trong quá trình hàn ống tủy mở, có thể dẫn đến hư hỏng lớp nền. Sự cố này được gọi là quá trình đường hóa, được đặt tên như vậy vì nó tạo ra một bề mặt trông giống như đường bên trong mối hàn. Để tránh bị dập nát, thợ hàn sẽ đưa một ống dẫn khí vào một đầu của ống và bịt đầu ống bằng một đập xả. Họ cũng tạo một lỗ thông hơi ở đầu kia của ống. Họ cũng thường dán băng dính xung quanh lỗ mối nối. Sau khi làm sạch ống, họ bóc một đoạn băng dính xung quanh mối nối và bắt đầu hàn, lặp lại quá trình tước và hàn cho đến khi hoàn thành đường viền chân răng.
Loại bỏ hiện tượng thổi ngược. Việc hàn ngược có thể tốn rất nhiều thời gian và tiền bạc, trong một số trường hợp, có thể tăng thêm hàng nghìn đô la cho dự án. Việc chuyển đổi sang quy trình GMAW ngắn mạch cải tiến cho phép công ty hoàn thành đường hàn gốc mà không cần hàn ngược trong nhiều ứng dụng thép không gỉ. Các ứng dụng hàn cho thép không gỉ dòng 300 rất phù hợp với phương pháp này, trong khi các ứng dụng hàn cho thép không gỉ duplex có độ tinh khiết cao hiện nay yêu cầu hàn GTAW cho đường hàn gốc.
Giữ nhiệt lượng đầu vào ở mức thấp nhất có thể giúp duy trì khả năng chống ăn mòn của phôi. Giảm số lần hàn là một cách để giảm nhiệt lượng đầu vào. Các quy trình GMAW ngắn mạch được cải tiến, chẳng hạn như Lắng đọng kim loại theo quy định (RMD®), sử dụng quá trình truyền kim loại được kiểm soát chính xác để cung cấp quá trình lắng đọng giọt đồng đều. Điều này giúp thợ hàn dễ dàng kiểm soát vũng hàn hơn, từ đó kiểm soát nhiệt lượng đầu vào và tốc độ hàn. Nhiệt lượng đầu vào thấp hơn cho phép vũng hàn đông lại nhanh hơn.
Với quá trình chuyển kim loại được kiểm soát và quá trình đông cứng vũng hàn nhanh hơn, vũng hàn ít bị nhiễu loạn hơn và khí bảo vệ giữ cho súng GMAW tương đối không bị xáo trộn. Điều này cho phép khí bảo vệ đi qua gốc hàn hở, đẩy khí quyển ra ngoài và ngăn ngừa quá trình đường hóa hoặc oxy hóa ở mặt sau của mối hàn. Quá trình phủ khí này chỉ mất một thời gian ngắn vì vũng hàn đóng băng rất nhanh.
Các cuộc thử nghiệm đã chỉ ra rằng quy trình GMAW ngắn mạch được cải tiến đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng mối hàn trong khi vẫn duy trì khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ như khi hàn mối hàn gốc bằng GTAW.
Việc thay đổi quy trình hàn đòi hỏi công ty phải chứng nhận lại WPS, nhưng việc chuyển đổi như vậy có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí cho công việc sản xuất và sửa chữa mới.
Hàn ống tủy hở sử dụng quy trình hàn GMAW ngắn mạch cải tiến mang lại những lợi ích bổ sung về năng suất, hiệu quả và đào tạo thợ hàn. Bao gồm:
Loại bỏ khả năng hình thành kênh nóng do có thể đưa thêm kim loại vào để tăng độ dày của kênh gốc.
Khả năng chịu đựng tuyệt vời đối với độ lệch cao và thấp giữa các đoạn ống. Nhờ quá trình chuyển kim loại trơn tru, quy trình này có thể dễ dàng thu hẹp khoảng cách lên đến 3⁄16 inch.
Chiều dài hồ quang luôn đồng nhất bất kể độ mở rộng của điện cực, điều này giúp người vận hành tránh được tình trạng khó duy trì độ mở rộng đồng nhất. Vũng hàn dễ kiểm soát hơn và quá trình chuyển kim loại đồng nhất có thể rút ngắn thời gian đào tạo cho thợ hàn mới.
Giảm thời gian chết khi chuyển đổi quy trình. Có thể sử dụng cùng một dây và khí bảo vệ cho các kênh gốc, kênh lấp đầy và kênh nắp. Có thể sử dụng quy trình GMAW xung với điều kiện các kênh được lấp đầy và nắp bằng ít nhất 80% khí bảo vệ argon.
Đối với các hoạt động muốn loại bỏ hiện tượng chảy ngược trong các ứng dụng thép không gỉ, điều quan trọng là phải tuân theo năm mẹo chính để thành công khi chuyển sang quy trình hàn GMAW ngắn mạch đã được cải tiến.
Làm sạch bên trong và bên ngoài đường ống để loại bỏ mọi chất gây ô nhiễm. Sử dụng bàn chải sắt được thiết kế cho thép không gỉ để làm sạch mặt sau của mối nối, cách mép ít nhất 1 inch.
Sử dụng kim loại hàn bằng thép không gỉ có hàm lượng silicon cao, chẳng hạn như 316LSi hoặc 308LSi. Hàm lượng silicon cao hơn giúp làm ướt vũng hàn và hoạt động như chất khử oxy.
Để có hiệu suất tốt nhất, hãy sử dụng hỗn hợp khí bảo vệ được pha chế đặc biệt cho quy trình này, chẳng hạn như 90% heli, 7,5% argon và 2,5% carbon dioxide. Một lựa chọn khác là 98% argon và 2% carbon dioxide. Nhà cung cấp khí hàn có thể có các khuyến nghị khác.
Để có kết quả tốt nhất, hãy sử dụng đầu và vòi phun thuôn nhọn để dẫn khí vào gốc răng. Vòi phun hình nón có bộ khuếch tán khí tích hợp mang lại khả năng phủ khí tuyệt vời.
Lưu ý rằng việc sử dụng quy trình GMAW ngắn mạch đã được cải tiến mà không có khí hỗ trợ sẽ tạo ra một lượng nhỏ cặn ở mặt sau của mối hàn. Lớp cặn này thường bong ra khi mối hàn nguội và đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cho các ứng dụng dầu mỏ, nhà máy điện và hóa dầu.
Jim Byrne là Giám đốc bán hàng và ứng dụng của Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
Tube & Pipe Journal trở thành tạp chí đầu tiên chuyên phục vụ ngành công nghiệp ống kim loại vào năm 1990. Ngày nay, đây vẫn là ấn phẩm duy nhất ở Bắc Mỹ chuyên về ngành này và đã trở thành nguồn thông tin đáng tin cậy nhất cho các chuyên gia về ống.
Bây giờ bạn có thể truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị trong ngành.
Phiên bản kỹ thuật số của The Tube & Pipe Journal hiện đã có thể truy cập đầy đủ, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị trong ngành.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của Tạp chí STAMPING, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Bây giờ bạn có thể truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, dễ dàng truy cập vào các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.