Söka
Martensitiska rostfritt stålrör används ofta inom områdena olja, gas, kemisk industri, luftfart, varvsindustri och kärnkraft. De har hög styrka, god slitmotstånd och viss korrosionsbeständighet och är idealiska för höga efterfrågan. Svetsning, som en viktig processlänk i anslutning och tillverkning, spelar en viktig roll i den strukturella integriteten och livslängden för martensitiska rostfritt stålrör. På grund av den unika metallografiska strukturen och värmebehandlingsegenskaperna för detta material genereras emellertid en serie defekter lätt under svetsningsprocessen, vilket påverkar användningsföreställningen och säkerheten.
Kalla sprickor (släckande sprickor)
Kalla sprickor är en av de vanligaste och farligaste defekterna när man svetsar martensitiska rostfritt stålrör. Denna typ av rostfritt stål innehåller högt kol och krom, och martensitisk transformation kommer att inträffa under kylningsprocessen för svetsning, vilket resulterar i stor strukturell stress och restspänning. När den höghårda martensitiska strukturen är överlagrad med dragspänning, är försenade sprickor eller kalla sprickor mycket troligt att inträffa i svets- eller värmepåverkad zon.
Kalla sprickor förekommer vanligtvis flera timmar eller till och med dagar efter svetsning och är mycket dolda och expanderar snabbt, vilket allvarligt påverkar trötthetsprestanda och säkerhet i strukturen. För att undvika förekomsten av kalla sprickor är det vanligtvis nödvändigt att förvärma svetsområdet och anta lämplig härdningsbehandling.
Heta sprickor (solida lösningssprickor)
Heta sprickor förekommer huvudsakligen under stelningsprocessen för svetsen, vilket orsakas av krympningspänningen hos den flytande metallen som överskrider bindningsstyrkan hos korngränsen. Martensitiskt rostfritt stål innehåller en viss mängd föroreningselement såsom svavel (er) och fosfor (P), som bildar lågsmältpunkt eutektik vid högsvetstemperaturer och samlas vid korngränserna, minskar korngränsstyrkan och ökar risken för heta sprickor.
Varma sprickor fördelas vanligtvis linjärt längs korngränserna, med smala, djupa och smala former. De är inte lätta att upptäcka i utseende och kan bara hittas genom röntgen- eller ultraljudstestning. Att använda lågsvavel- och lågfosforssvetsmaterial, kontrollera värmeinmatning och optimera svetsparametrar är viktiga sätt att förhindra heta sprickor.
Väteinducerade sprickor (försenade sprickor)
Om det finns fukt, olja, rost eller otillräckligt torkade svetsmaterial under svetsning, kommer väte att introduceras. Väteatomer upplöses i svetsmetallen vid höga temperaturer och samlas i defekter eller inneslutningar under kylningsprocessen för att bilda högtrycksgas, vilket orsakar väteinducerade sprickor.
På grund av sin höga härdbarhet är martensitiskt rostfritt stål mycket känsligt för väte och är mycket benägen att väteinducerad sprickbildning. Denna typ av spricka förekommer ofta i kylstadiet efter svetsning och kan expandera under statisk belastning eller lätt extern belastning. Användningen av lågvätesvetsningsprocess, förvärmning före svetsning och långsam kylning efter svetsning är effektiva åtgärder för att minska väteinducerade sprickor.
Sprött fel orsakat av härdad struktur
I det martensitiska svetsområdet för rostfritt stål, särskilt den värmepåverkade zonen (HAZ), på grund av lokal uppvärmning och snabb kylning, är det lätt att bilda en hög hårdhet spröd martensitisk struktur, till och med åtföljd av karbidutfällning, vilket resulterar i en kraftig minskning av lokal seghet.
Om det höghårda området inte är ordentligt härdat är det mycket lätt att orsaka spröd fraktur under slagbelastning eller trötthetsbelastning. Förstärkningen av den värmepåverkade zonen är vanligtvis en av de grundläggande orsakerna till svetsfel och är också en viktig kontrollobjekt vid svetsningsprocessbedömning.
Oxidation av inneslutningar och ofullständiga fusionsfel
Om tillräcklig skärmningsgas eller felaktig skärmningsmetod inte används under svetsningen av martensitiskt rostfritt stål, kommer svetsmetallen att oxideras kraftigt, bilda oxidinneslutningar och minska renheten hos svetsmetallen. Oxidationsinklusioner minskar inte bara styrka, utan blir också sprickkällor, som är lätta att inducera misslyckande under tjänsten.
Samtidigt kan för låg svetsvärmeinmatning, dålig spårberedning eller dålig driftsteknologi leda till ofullständig fusion eller ofullständiga penetrationsdefekter. Sådana defekter minskar det bärande tvärsnittsarea i strukturen och är viktiga faktorer för att orsaka trötthetssprickor och tidiga frakturer.
Överdriven deformation och restspänning
På grund av fasförändringsutvidgningen och sammandragningen under svetsningsprocessen för martensitiskt rostfritt stål är spänningsfältet komplex och stor restspänning och svetsdeformation bildas lätt efter svetsning. Om det inte kontrolleras kommer det inte bara att påverka rörledningen eller strukturens dimensionella noggrannhet, utan kan också orsaka spänningskorrosion.
Genom att kontrollera värmeinmatning, anta en rimlig svetssekvens, lämplig fixturpositionering och värmebehandling efter svets, kan deformation effektivt minskas och rester kan frisättas.
Svetsporositet och porer
Om det finns fukt, olja eller instabil skärmgas under svetsning kommer porositetsdefekter att inträffa. De flesta av dessa porer är fördelade i svetsen. Även om de är små i storlek kan de lätt bli stresskoncentrationspunkter i högt tryck eller frätande miljöer.
Porer kan också påverka densitet och tätning av svetsar, särskilt i rörledningar som transporterar gas eller högtrycksvätskor. Deras närvaro kommer allvarligt att påverka systemets säkra drift.
