स्टेनलेस स्टील के ट्यूब के वेल्डिंग में बैक-पर्जिंग: शुगरिंग और रूट ऑक्सीकरण को रोकना

बैक-पर्जिंग का अर्थ है स्टेनलेस स्टील के ट्यूब के अंदर की हवा को एक निष्क्रिय गैस—आमतौर पर आर्गन—से विस्थापित करना, ताकि गलित वेल्ड रूट ऑक्सीजन के संपर्क में आए बिना जम जाए। यदि आप इसे सही ढंग से करते हैं, तो आप "शुगरिंग" को रोक सकते हैं—यह एक दानेदार, भारी ऑक्सीकृत रूट सतह है जो संक्षारण प्रतिरोध को नष्ट कर देती है और एक बार बन जाने के बाद इसे रेतने से भी नहीं हटाया जा सकता। व्यावहारिक लक्ष्य यह है कि आर्क लगाने से पहले जोड़ में शेष ऑक्सीजन को लगभग ०.५% से कम कर दिया जाए, और उच्च-मिश्र धातु तथा उच्च-शुद्धता कार्यों के लिए ०.१% से कम। चमकदार, साफ़ वेल्ड रूट केवल सौंदर्य के लिए नहीं है; यह वही है जो पैसिव फिल्म और पाइप के सेवा जीवन को बनाए रखता है।

शुगरिंग क्या है और यह क्यों होती है
जब ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग तापमान तक पहुँचते हैं, तो क्रोमियम कोई भी उपलब्ध ऑक्सीजन को अवशोषित कर लेता है। एक अशुद्ध (अनपर्ज़्ड) ट्यूब के अंदर, फँसी हुई वायु गर्म रूट को ऑक्सीकृत कर देती है, जिससे क्रोमियम-युक्त ऑक्साइड्स की एक खुरदुरी, गहरे रंग की, चीनी जैसी परत बन जाती है और उसके ठीक नीचे के धातु से क्रोमियम को हटा दिया जाता है। इस क्रोमियम-न्यून क्षेत्र में अब पैसिव फिल्म बनाए रखने की क्षमता नहीं रहती, इसलिए रूट पिटिंग, क्रेविस अटैक और तनाव संश्लेषण द्वारा संक्षारण के प्रति जोड़ का सबसे कमज़ोर बिंदु बन जाता है।

चीनी जैसी परत का यांत्रिक नुकसान भी होता है। ऑक्साइड स्केल भंगुर और अनियमित होती है; यह प्रवाह को बाधित करती है, अवशेषों को संग्रहित करती है, और संक्षारण तथा थकान के लिए शुरुआती स्थान प्रदान करती है। और एक बार यह घटित हो जाने के बाद, क्षति धातुविज्ञानीय होती है, केवल एक सतह फिल्म नहीं। एक पूर्ण पाइप के आंतरिक भाग को पीसना लगभग कभी संभव नहीं होता और यह मिश्र धातु से खोए गए क्रोमियम को पुनः प्राप्त नहीं कर सकता, इसलिए वेल्डिंग के दौरान इसे रोकना ही एकमात्र विश्वसनीय उपाय है।

आर्गन बैक-पर्ज की भूमिका
पीछे की ओर पर्जिंग काम करती है जोड़ के अंदरूनी हिस्से में आर्गन, एक निष्क्रिय गैस को भरकर, जो हवा से भारी होती है और गरम धातु के साथ कोई प्रतिक्रिया नहीं करती है। जैसे ही आर्गन अंदर प्रवाहित होती है, वह ऑक्सीजन युक्त हवा को कम करती है और बाहर की ओर धकेलती है, जब तक कि शेष ऑक्सीजन इतनी कम न हो जाए कि ठोसीकरण के दौरान कोई सार्थक ऑक्साइड न बने। फिर वेल्ड को टॉर्च की शील्डिंग गैस से बाहर की रक्षा करते हुए और पर्जिंग से अंदर की रक्षा करते हुए किया जाता है, ताकि जड़ के दोनों तरफ की सतहें साफ रहें।

आर्गन को आमतौर पर उसकी निष्क्रियता, उपलब्धता और घनत्व के कारण चुना जाता है, जो इसे क्षैतिज रनों में बैठने और हवा को विस्थापित करने में मदद करता है। मोटे या उच्च-मिश्र धातु वाले जोड़ों पर कुछ निर्माता चमकदार जड़ के लिए आर्गन में थोड़ा हाइड्रोजन मिलाते हैं, हालाँकि हाइड्रोजन युक्त मिश्रण केवल ऑस्टेनिटिक ग्रेड्स पर ही उपयोग किए जाते हैं और डुप्लेक्स या मार्टेन्सिटिक स्टील के पास भी नहीं जाते हैं, क्योंकि फटने का खतरा होता है। सिद्धांत नहीं बदलता: जड़ के गरम हिस्से पर ऑक्सीजन को तब तक नहीं आने देना चाहिए जब तक कि वह ऑक्सीकरण के तापमान से नीचे ठंडा न हो जाए।

ऑक्सीजन लक्ष्य को प्राप्त करना

प्रभावी शुद्धिकरण को मापा जाता है, अनुमानित नहीं किया जाता। जिस आयतन को आप शुद्ध कर रहे हैं, उसे सील करें, आर्गन को नियंत्रित दर से प्रवेश कराएँ, और वेल्डिंग से पहले ऑक्सीजन विश्लेषक के साथ निकास को देखते रहें जब तक कि पाठ्यांक लक्ष्य मान तक न पहुँच जाए। सामान्य स्टेनलेस स्टील कार्य के लिए एक सामान्य स्वीकृति सीमा ०.५% से कम अवशेष ऑक्सीजन है, जबकि माँग वाली सेवाओं के लिए इससे कठोर सीमाएँ होती हैं।

शुद्धिकरण का आयतन और प्रवाह ट्यूब के व्यास और लंबाई के अनुकूल होने चाहिए। बहुत कम प्रवाह से वायु के बुलबुले बच जाते हैं; बहुत अधिक प्रवाह से टर्बुलेंस उत्पन्न होती है, जो द्रवित पूल को विघटित कर सकती है या मूल को बुझा सकती है। आर्गन को नीचे से प्रवेश कराएँ और ऊपर से निकास करें, ताकि हल्की वायु आगे बढ़ती अक्रिय गैस के सामने धकेली जाए, और चाप प्रारंभ करने से पहले शुद्धिकरण को पर्याप्त समय दिया जाए।

शुद्धिकरण डैम और व्यावहारिक स्थापना
लंबी लाइनों पर, पूरी पाइप का शुद्धिकरण धीमा और अपव्ययी होता है, इसलिए घुलनशील या यांत्रिक शुद्धिकरण डैम जोड़ के आसपास एक छोटे क्षेत्र को अलग कर देते हैं। जल-घुलनशील कागज़ या फिल्म डैम लोकप्रिय हैं क्योंकि वे बाद में जल-परीक्षण या सेवा के दौरान घुल जाते हैं और धो जाते हैं, जिससे लाइन में कुछ भी शेष नहीं रहता। फुलाने योग्य और यांत्रिक प्लग्स को दोहराए गए कार्यों के लिए पुनः उपयोग किया जा सकता है। डैम किसी भी प्रकार का हो, एक नियंत्रित निकास प्रदान करें ताकि दबाव न बढ़े और मूल विकृत न हो, तथा वेल्ड अंतराल को वेल्डिंग शुरू करने तक टेप या कवर से ढक दें।
अच्छी प्रथा का अर्थ है कि आप वेल्डिंग से पहले प्यूर्ज करें और वेल्डिंग के दौरान प्रवाह बनाए रखें, जड़ (रूट) और गर्म पास के ठंडा होने तक प्यूर्ज चलाएं, और खुले पाइप के सिरों को हवा के झोंकों से बचाएं। वेनकियांग इन नियंत्रणों को ASTM A249, A269, A312 और A928 के अनुसार अपने वेल्डेड पाइप और ट्यूब उत्पादन पर लागू करता है, जहाँ वेल्ड की गुणवत्ता की पुष्टि ISO 9001 प्रणाली के तहत गैर-विनाशकारी परीक्षण (NDT) और जल-दाब परीक्षण (हाइड्रोस्टैटिक टेस्टिंग) द्वारा की जाती है।

जड़ के रंग को पढ़ना और स्वीकार करना
पूर्ण जड़ का रंग धातु तक पहुँचने वाली ऑक्सीजन की मात्रा का एक त्वरित दृश्य संकेतक है। चमकदार चाँदी या भूरी-पीली जड़ न्यूनतम ऑक्सीकरण को दर्शाती है और सामान्यतः स्वीकार्य होती है। नीले से लेकर धूसर तक के गहरे रंग बढ़ते ऑक्सीकरण को दर्शाते हैं, और गहरे धूसर या काले, कणीय जड़ को ‘सुगरिंग’ कहा जाता है, जिसे अस्वीकार कर दिया जाता है। कई विनिर्देश और मानक, जैसे सैनिटरी ट्यूब वेल्डिंग के लिए AWS D18.1, रंग चार्ट के साथ स्वीकार्य विरंजन स्तरों को परिभाषित करते हैं।
क्योंकि गर्मी से होने वाला रंग परिवर्तन (हीट टिंट) पूर्ण सुगरिंग के बिना भी संक्षारण प्रतिरोध को कम कर देता है, इसलिए उच्च-शुद्धता और कठोर सेवा वाले कार्यों के लिए सबसे चमकदार जड़ें आवश्यक होती हैं और कभी-कभी वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता होती है। जड़ के रंग को शुद्ध आर्गन वातावरण में ऑक्सीजन के मापन के साथ दर्ज करने से आपको यह साबित करने का ट्रेसेबल प्रमाण मिलता है कि जोड़ को नियंत्रित परिस्थितियों में बनाया गया था।

निष्कर्ष
पीछे की ओर आर्गन भरना (बैक-पर्जिंग) उस स्टेनलेस स्टील के वेल्ड के बीच का अंतर है जो दशकों तक संक्षारण का प्रतिरोध करता है और जो अंदर से बाहर की ओर विफल हो जाता है। वायु को आर्गन से विस्थापित करें, अवशेष ऑक्सीजन को लगभग ०.५% से नीचे ले जाएँ, जोड़ को पर्ज डैम्स के साथ अलग करें, निकास की पुष्टि ऑक्सीजन विश्लेषक से करें, और केवल चमकदार, ऑक्साइड-मुक्त जड़ों को स्वीकार करें। ऐसा करने से आप उस क्रोमियम की रक्षा करते हैं जो स्टेनलेस को उसकी निष्क्रियता (पैसिविटी) प्रदान करता है। परिणामस्वरूप, वेल्ड जड़ जितनी संक्षारण प्रतिरोधी होती है जितनी मूल ट्यूब होती है—जो कि कठोर रासायनिक, स्वच्छता संबंधी, खाद्य-ग्रेड और ऑफशोर पाइपिंग को दशकों तक सेवा प्रदान करने के लिए आवश्यक होता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: क्या मैं वेल्डिंग के बाद सुगरिंग को रगड़कर हटा सकता हूँ?
उत्तर: आमतौर पर नहीं। शुगरिंग आंतरिक मूल का ऑक्सीकरण है, जो उसके नीचे के धातु से क्रोमियम को भी कम कर देता है, और ट्यूब का आंतरिक भाग आमतौर पर अप्राप्य होता है। ग्राइंडिंग खोए हुए क्रोमियम को पुनर्स्थापित नहीं कर सकती, इसलिए आर्क वेल्डिंग से पहले बैक-पर्जिंग के माध्यम से इसे रोकना ही एकमात्र विश्वसनीय तरीका है।
प्रश्न: वेल्डिंग से पहले मैं कितने अवशेष ऑक्सीजन स्तर का लक्ष्य रखूँ?
उत्तर: कई स्टेनलेस स्टील अनुप्रयोगों के लिए लगभग ०.५% से कम का स्तर स्वीकार्य है, जबकि उच्च-मिश्र धातु, उच्च-शुद्धता या कठोर सेवा के लिए वेल्ड के लिए लगभग ०.१% से कम का स्तर प्राप्त करना चाहिए। हमेशा आर्क जलाने से पहले पर्ज निकास पर ऑक्सीजन विश्लेषक के साथ सत्यापन करें।

वेनक़ियांग द्वारा बैक-पर्ज्ड, संक्षारण-मुक्त वेल्डेड स्टेनलेस ट्यूब का स्रोत: +८६ ५७७ ८९२२ २५९५ \/ https://www.chinawqsteel.com/