Takapuhdistus ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien hitsaamisessa: sokerointeen ja juuritason hapettumiseen estäminen

Takapuhdistus tarkoittaa ilman poistamista ruostumattomasta teräksestä valmistetun putken sisältä inertilla kaasulla, yleensä argonilla, jotta sulan hitsin juuritaso kovettuu ilman happiin kosketusta. Oikein tehtynä takapuhdistus estää "sokeröitymisen", eli karkean, voimakkaasti hapettuneen juuritason pinnan, joka tuhoaa korroosionkestävyyden ja jota ei voida hioa pois, kun se on kerran muodostunut. Käytännön tavoitteena on saada jäljellä oleva happipitoisuus liitoksen sisällä alle noin 0,5 prosenttia ja alle 0,1 prosenttia korkean seoslisäaineen ja korkean puhtauden työssä ennen kaaren sytyttämistä. Kiiltävä ja puhtaasti hitsattu juuritaso ei ole vain esteettinen vaatimus; se säilyttää passiivikalvon ja putken käyttöiän.

Mikä sokeröityminen on ja miksi se syntyy
Kun austeniittiset ja duplex-ruostumattomat teräkset saavuttavat hitsausten lämpötilan, kromi sitoo kaiken saatavilla olevan hapen. Purkamatonta putkea sisällä oleva ilmakuoppa hapettaa kuumaa juurta, mikä johtaa karkean, tumman, sokerimaisen kromirikkaan okсидikerroksen muodostumiseen ja kromin poistumiseen metallista juuren alapuolelta. Tämä kromia puutteellinen vyöhyke ei enää pysty muodostamaan passiivista kalvoa, joten juuri muodostuu liitoksen heikoimmaksi kohdaksi pisteiden, halkeamien ja jännityskorroosion suhteen.

Sokerointi aiheuttaa myös mekaanisia haittoja. Oksidikalvo on hauras ja epäsäännöllinen; se häiritsee virtausta, kerää epäpuhtauksia ja tarjoaa korroosiolle ja väsymiselle aloituspaikan. Kun sokerointi on kerran tapahtunut, vahinko on metallurginen, ei pelkästään pintakalvo. Valmiin putken sisäpinnan hiomista ei yleensä voida tehdä, eikä hiominen palauta seoksesta kadonnutta kromia, joten sokeroinnin estäminen hitsauksen aikana on ainoa luotettava ratkaisu.

Argon-takapuhalluksen rooli
Takapuhdistus toimii täyttämällä liitoksen sisäosa argonilla, joka on ilmasta raskaampi jalokaasu ja joka ei reagoi kuumen metallin kanssa. Kun argonia virtaa sisään, se laimentaa ja työntää pois hapen sisältävän ilman, kunnes jäljelle jäävä happipitoisuus on niin alhainen, ettei kiinteäytymisen aikana muodostu merkityksellisiä oksideja. Hitsaus tehdään siten, että polttimen suojauskaasu suojaa ulkopintaa ja puhdistuskaasu sisäpintaa, joten juuritasan molemmat pinnat pysyvät puhtaina.

Argon on yleisin valinta sen jalokaasuluonteesta, saatavuudesta ja tiukkuudesta, mikä auttaa sitä laskeutumaan ja syrjäyttämään ilmaa vaakasuorissa hitsauksissa. Paksuissa tai korkeamman seosluisuuden liitoksissa jotkut valmistajat lisäävät argoniin hieman vetyä saadakseen kirkkaamman juuritasan, mutta vetyä sisältävät kaasuseokset käytetään vain austeniittisissa teräksissä eivätkä ne saa koskaan tulla kosketukseen duplex- tai martensiittisten terästen kanssa halkeamisvaaran vuoksi. Periaate ei muutu: happi on pidettävä poissa kuumasta juuritasasta, kunnes se on jäähtynyt alle sen lämpötilan, jossa hapettuminen tapahtuu.

Happitavoitteen saavuttaminen

Tehokas kaasunpoisto mitataan, ei arvioida. Tiukkaa purkauksen alue, johon päästetään argonia ohjatulla nopeudella, ja seurataan poistokaasua happianalyysatorilla, kunnes mittaus saavuttaa tavoiteltavan arvon ennen hitsausta. Yleinen hyväksyntäraja on alle 0,5 % jäännöshappia yleiseen ruostumattoman teräksen käsittelyyn, tiukemmat rajat vaativiin käyttöolosuhteisiin.

Puhdistustilavuuden ja -virtauksen on sovittava putken halkaisijaan ja pituuteen. Liian vähäinen virtaus jättää ilmakuplia; liian suuri virtaus aiheuttaa turbulenssia, joka voi häiritä sulan metallin kyljystä tai puhkaista juurikohdan. Anna argonia sisään alhaalta ja poista ilma ylhäältä, jotta kevyempi ilma työntyy eteenpäin edistyvän inertiakaasun edessä, ja anna puhdistukselle riittävästi aikaa ennen kaaren sytyttämistä.

Puhdistusesteet ja käytännöllinen asennus
Pitkissä linjoissa koko putken puhdistaminen on hidasta ja tuhlaavaa, joten liukoiset tai mekaaniset puhdistusesteet eristävät lyhyen alueen liitoksen ympärillä. Vesiliukoiset paperi- tai kalvoesteet ovat suosittuja, koska ne liukenevat ja huuhtoutuvat pois myöhempänä hydrokokeilussa tai käytössä, jättäen linjaan mitään jäljelle. Turbopumppuiset ja mekaaniset tukit ovat uudelleenkäytettäviä toistuvassa työssä. Riippumatta esteen tyypistä varmista ohjattu poistoaukko, jotta paine ei kasvaisi ja vääntäisi juurikohdasta, ja tee sideaineella tai peitä hitsausrao, kunnes hitsaus alkaa.
Hyvät käytännöt tarkoittavat myös kaasun poistamista ennen hitsausta ja kaasuvirran ylläpitämistä hitsauksen aikana, kaasun poistamista niin kauan kuin juurit ja kuumat kerrokset ovat jäähtyneet sekä avointen putkien suujen suojaamista ilmavirroilta. Wenqiang soveltaa näitä ohjauksia kaikessa hitsattavassa putki- ja putkituotteissaan ASTM A249-, A269-, A312- ja A928-standardien mukaisesti, ja hitsauslaatua tarkastetaan NDT- ja hydrostaattisilla testeillä ISO 9001 -järjestelmän puitteissa.

Juuren värin lukeminen ja hyväksyminen
Valmiin juuren väri on nopea visuaalinen indikaattori siitä, kuinka paljon happea on päässyt metalliin. Kirkkaan hopean- tai olkivalkoinen juuri viittaa vähäiseen hapettumiseen ja on yleensä hyväksyttävissä. Tummemmat sävyt, sinisestä harmaaseen, tarkoittavat kasvavaa hapettumista, ja tummanharmaa tai mustaa, rakeista juurta kutsutaan sokeroitumiseksi, ja se hylätään. Monet spesifikaatiot ja standardit, kuten AWS D18.1 terveydenhuollon putkien hitsausta varten, määrittelevät hyväksyttävät värimuutokset värikaavioilla.
Koska lämpövärjäys heikentää korroosionkestävyyttä, vaikka sokerointia ei esiintyisikään täysimittaisena, korkean puhtausasteen ja vaativien käyttöolosuhteiden työt edellyttävät kirkkaimpia juuria ja joskus hitsausten jälkeistä puhdistusta. Juurivärin rekisteröinti yhdessä puhtauskaasun happipitoisuusmittausten kanssa antaa jäljitettävissä olevaa todistusaineistoa siitä, että liitos tehtiin hallitussa ympäristössä.

Johtopäätös
Takapuhdistus on se tekijä, joka erottaa ruostumattoman teräksen hitsin, joka kestää korroosiota vuosikymmeniä, ja hitsin, joka hajoaa sisältä ulospäin. Korvaa ilma argonilla, vähennä jäännöshappipitoisuus noin 0,5 prosenttiin, erota liitos puhdistusesteillä, varmista poistokaasun koostumus happianalysaattorilla ja hyväksy ainoastaan kirkkaat, hapettumattomat juuret. Tämä suojelee kromia, joka antaa ruostumattomalle teräkselle sen passiivisuuden. Tuloksena on hitsin juuri, jonka korroosionkestävyys vastaa emätputken korroosionkestävyyttä – tätä vaativat kemialliset, terveydenhuollon, elintarviketeollisuuden ja merenkulun putkijärjestelmät vuosikymmenien ajan.

Usein kysytyt kysymykset
K: Voinko hiomalla poistaa sokeroinnin hitsaamisen jälkeen?
A: Yleensä ei. Sokerointi on sisäisen juuren hapettumista, joka vähentää myös kromia sen alla olevasta metallista, ja putken sisäpuoli on yleensä käyttämättävissä. Hiominen ei voi palauttaa kadonnutta kromia, joten sen estäminen takapuhalluksella on ainoa luotettava tapa.
K: Mikä jäännöshappipitoisuus tulisi saavuttaa hitsaamisen ennen?
A: Alle noin 0,5 % on hyväksyttävää moniin ruostumattomien terästen sovelluksiin, kun taas korkean seoslisäaineen, korkean puhtauden tai vaativissa käyttöolosuhteissa tehtävien hitsausten tulisi saavuttaa alle noin 0,1 %. Tarkista aina happipitoisuus happianalysaattorilla puhalluskaasun poistovirtauksesta ennen kaaren sytyttämistä.

Takapuhalluksella varustettu, korroosionpuhdas hitsattu ruostumaton teräsputki Wenqiangilta: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/