Ferritiarv dupleks- ja austeniitsetes roostevabades teraskeevitustes: mõõtmine ja reguleerimine

Ferritnumbriga (FN) mõõdetakse, kui palju ferriti sisaldab roostevabast terasest keevitus, ja keevitajad seda reguleerivad, sest see määrab keevituse toimivuse. Duplex- ja superduplexkeevituste puhul on sihtferritisisaldus tavaliselt umbes 30–70 FN, mis vastab tasakaalustatud kahefaasilisele struktuurile, samas kui austeriitsete keevituste puhul on eesmärgiks tavaliselt väike, kuid mitte nullne ferritisisaldus umbes 3–10 FN, et vältida kuumat pragunemist. FN mõõdetakse enamasti kalibreeritud ferritskoopiga ja prognoositakse WRC-1992 diagrammi abil; FN on praktiline regulaatorparameeter, mis seob keevitusprotseduuri korrosioonikindluse ja tugevusega.

Mida ferritnumber esindab
Ferritnumber on standardiseeritud magnetiline indeks, mitte otsene ruumala protsent. See tekkis seetõttu, et varajased „ferriti protsendi“ mõõtmised olid erinevates laborites väga erinevad, mistõttu võttis tööstus kasutusele taastatava skaala, mis põhineb magnetilisel reageerimisel ja on jälgitav sekundaarsete standardite kaudu. Madalatel tasemetel langevad FN ja ferriti ruumala protsent kokku, kuid nad erinevad üksteisest, kui ferriti sisu suureneb, mistõttu märgivad dupl ekspeksifikatsioonid vastuvõtu FN-s või teisendatud protsentides koos kindla meetodiga. Arv on tähtis, sest ferrit ja austeniit käituvad erinevalt: ferrit annab tugevust ja vastupanu kloriidide põhjustatud stressikorrosioonile, austeniit annab tugevust ja venivust. Keetmisliite, mis tahkestub vale tasakaaluga, kaotab ühe omaduse, et saavutada teine.

Miks erinevad austerlikud ja duplex keevitusliited
Austeniitsetes sortides, näiteks 304L ja 316L, on alusmaterjal peaaegu täielikult austeniitne, kuid keevitusmaterjal on taibukalt koostatud nii, et tahkumisel moodustub mõni protsent delta-ferriiti. See väike ferriitfraktsioon katkestab pidevaid austeniitsete terade piire ja lahustab lisandeid, nagu väävel ja fosfor, takistades tahkumise ajal tekkivat kuumat pragunemist. Liiga vähe ferriiti – alla umbes 3 FN – suurendab pragunemise ohtu; liiga palju ferriiti – üle umbes 10–12 FN – võib vähendada tugevust ja pärast kasutamist kaasa tuua habrasuse. Duplexsortide puhul on olukord vastupidine: alusmaterjal on juba tasakaalustatud segu ja eesmärgiks on selle tasakaalu taastada ka keevitusel. Duplexkeevitusel liialdav ferriit, mis tekib siis, kui keevitus liiga kiiresti jahtub ja austeniit ei успenud uuesti moodustuda, halvendab tugevust ja korrosioonikindlust; liialdav austeniit vähendab tugevust ja võib kohaliselt kaasa tuua sügavamate pruunide tekkimise.

FN ennustamine WRC-1992 diagrammi abil
WRC-1992 diagramm on kaasaegne tööriist keevitusferriti prognoosimiseks koostisest. See kujutab kroomi ekvivalenti, mis summeerib ferritit moodustavad elemendid, vastu nikli ekvivalenti, mis summeerib austeniiti moodustavad elemendid, ja loeb sealt välja oodatava FN väärtuse. Kroomi ekvivalent arvutatakse kui Cr + Mo + 0,7 × Nb ja nikli ekvivalent kui Ni + 35 × C + 20 × N + 0,25 × Cu. Suur lähekoefitsient lämmastiku puhul näitab, miks lämmastiku lisamine tõmbab keevitussoona austeniiti poole ja miks seda kasutatakse tahtlikult duplekskeevitusmaterjalides ja kaitsegaasis. Võrdledes baasmetalli, täitematerjali ja nende segunemise prognoositavat FN väärtust, saab keevitusinsener valida tarbematerjalid ja segunemise nii, et tulemus jääks sihtvahemikku enne ühegi katseproovi lõikamist.

Tabel: Tüüpilised ferriititargetid

Ferriti mõõtmine praksis
Ferritskoop on tootmisruumi töövesi. See rakendab keevitusõmblusele magnetvälja ja mõõdab selle reageerimist, mis on proportsionaalne ferriitisisaldusega, andes otsest FN-väärtust sekundites pärast kalibreerimist sertifitseeritud standardite järgi. See on mittesüstruuktiivne, kanduv ja hästi sobib tootmisega seotud kontrollide tegemiseks nii juur- kui ka kattekeevituste puhul. Arbiitri- või teadusuuringute eesmärgil annab ettevalmistatud ristlõikes metallograafiline punktide loendamine ruumala protsendi, ja mõlemat meetodit käsitlevad tunnustatud standardid. Tehke keevitusõmbluse ja soojuspiirkonna üle mitu mõõtmist ühe asemel, sest lahjendus ja jahutus muutuvad õmbluse piki ja risti. Pange tähele ka seda, et ferritskoop mõõdab ainult seda pinnapiirkonda, millega see kokku puutub, mistõttu võivad pindade lihvimine, külm töötlemine ja pinna saastumine tulemusi moonutada ning väikese läbimõõduga kõverate torude puhul võib olla vajalik geomeetriline parandus. Varustatud laboris tehakse ferriitisisalduse mõõtmist koos löögi- ja korrosioonikatsetega, et kinnitada, et hea arv vastab tegelikult aktsepteeritavale mehaanilisele ja korrosioonikindlusele.

Ferriti kontrollimine protseduuri kaudu
Kahe protsessi käepide domineerib ferriidi kontrolli: soojusenergia sisend ja lämmastik. Soojusenergia sisend määrab jahutumiskiirust, ja jahutumiskiirus määrab, kui palju austeniiti saab taas tekkida ferriidist, mis tahkub esimesena. Duplex-keevitamisel põhjustab liiga väike soojusenergia sisend kiire jahutumise, mis „külmutab“ liiga palju ferriiti ja takistab austeniidi teket, vähendades seeläbi tugevust; liiga suur soojusenergia sisend aeglustab jahutumist nii palju, et võivad tekkida intermetallilised faasid. Kontrollitud vahemik, sageli koos vahekeevitus temperatuuri piiriga umbes 150 kraadi Celsiuse järgi, säilitab struktuuri tasakaalus. Lämmastik on keemiline käepide: mõne protsendi lämmastiku lisamine argoon-kaitsegaasi ja üleliitunud, nikli- ja lämmastikurikka täitematerjali valik soodustavad austeniidi taas-teket ja suurendavad keevitusühenduse korrosioonikindlust. Autogeense juhtumi puhul tuleb olla eriti ettevaatlik, sest keevitus ilma täitematerjalita ja ilma lämmastikuta gaasis toetub täielikult alusmaterjali keemiakompositsioonile ning kalduvad liiga palju ferriiti moodustama – seepärast tehakse duplexi aluskeevitused peaaegu alati lämmastikku sisaldava taga-keevitusgaasiga. Vigade tegemisel on tagajärjed selged. Ferriidirikas duplex-keevitus näitab madalat Charpy tugevust ja võib puruneda kloori stressi all; ferriidivaene keevitus kaotab tugevust ja sügavuskorrosiooni vastupidavust; austeniitne keevitus liiga vähe ferriidiga võib tahkumisel praguneda. Määrake FN-aknakeskus, ennustage seda WRC-1992 abil, reguleerige soojusenergia sisendit ja lämmastikku ning kontrollige tulemust ferriitskoopiga – siis muutub keevituskvaliteet kontrollitud ja dokumenteeritud tulemuseks mitte lootuseks.

Tavaliselt esinevad küsimused
K: Milline ferriitarv peaks olema 2205 dupleksse keevitusel?
S: Tasakaalustatud 2205 keevitusel on tavaliselt eesmärgiks ligikaudu 30–60 FN; liialdus ferriiti vähendab vastupidavust ja korrosioonikindlust, samas kui liiga väike ferriitide sisaldus vähendab tugevust.
K: Kuidas mõõdetakse ferriitarvu valmis keevitusel?
S: Enamasti kasutatakse kalibreeritud ferriitskoopi, mis loeb FN-i mittepurustavalt sekundites; metallograafiline punktloendus kasutatakse kohtuasjade lahendamiseks ja annab ruumala protsendi.

Dupleks- ja austeniitsete torude puhul, mille keevitamine ja testimine toimub kontrollitud ferriitarvude järgi, võtke ühendust Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. tel. +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/