ड्यूप्लेक्स और ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के वेल्ड में फेराइट संख्या: मापन और नियंत्रण

फेराइट संख्या, या एफएन, यह मापती है कि एक स्टेनलेस स्टील वेल्ड में कितना फेराइट होता है, और वेल्डर इसे नियंत्रित करते हैं क्योंकि यह वेल्ड के प्रदर्शन को निर्धारित करता है। डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स वेल्ड के लिए लक्ष्य फेराइट सामग्री सामान्यतः लगभग ३० से ७० एफएन होती है, जो एक संतुलित द्वि-चरणीय संरचना के अनुरूप होती है, जबकि ऑस्टेनिटिक वेल्ड आमतौर पर गर्म दरारों को रोकने के लिए लगभग ३ से १० एफएन की एक छोटी लेकिन गैर-शून्य फेराइट सामग्री के लक्ष्य पर काम करते हैं। एफएन को अधिकांशतः एक कैलिब्रेटेड फेराइटस्कोप के साथ मापा जाता है और डब्ल्यूआरसी-१९९२ आरेख के साथ भविष्यवाणी की जाती है; यह एक व्यावहारिक नियंत्रण पैरामीटर है जो वेल्डिंग प्रक्रिया को संक्षारण प्रतिरोध और टूटने के प्रतिरोध से जोड़ता है।

फेराइट संख्या क्या दर्शाती है
फेराइट संख्या एक मानकीकृत चुंबकीय सूचकांक है, सीधे आयतन प्रतिशत नहीं। यह इसलिए विकसित की गई क्योंकि "फेराइट का प्रतिशत" के प्रारंभिक मापन प्रयोगशालाओं के बीच काफी भिन्न थे, इसलिए उद्योग ने चुंबकीय प्रतिक्रिया द्वारा परिभाषित एक पुनरुत्पादन योग्य पैमाने को अपनाया, जिसे द्वितीयक मानकों से ट्रेस किया जा सकता है। कम स्तरों पर एफएन और फेराइट का आयतन प्रतिशत लगभग समान होते हैं, लेकिन जैसे-जैसे फेराइट की मात्रा बढ़ती है, वे अलग-अलग हो जाते हैं, जिसी कारण डुप्लेक्स विनिर्देशों में स्वीकृति एफएन में या एक परिभाषित विधि के साथ रूपांतरित प्रतिशत में दी जाती है। यह संख्या महत्वपूर्ण है क्योंकि फेराइट और ऑस्टेनाइट अलग-अलग व्यवहार करते हैं: फेराइट ताकत और क्लोराइड प्रेरित तनाव संक्षारण दरार के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है, जबकि ऑस्टेनाइट टघना और लचीलापन प्रदान करता है। एक वेल्ड जो गलत संतुलन के साथ ठोस होता है, एक गुण को छोड़कर दूसरा प्राप्त करता है।

क्यों ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स वेल्ड एक-दूसरे से भिन्न होते हैं
ऑस्टेनिटिक ग्रेड्स जैसे 304L और 316L में, आधार धातु मूलतः पूर्णतः ऑस्टेनिटिक होती है, लेकिन वेल्ड धातु को जानबूझकर इस प्रकार बनाया जाता है कि वह कुछ प्रतिशत डेल्टा फेराइट के साथ ठोस हो। यह छोटा फेराइट अंश निरंतर ऑस्टेनाइट दाने की सीमाओं को तोड़ देता है और सल्फर और फॉस्फोरस जैसे अशुद्धियों को घोल देता है, जिससे ठोसीकरण के समय गर्म दरारें नहीं बनतीं। फेराइट की मात्रा बहुत कम होने पर—लगभग 3 FN से कम—दरारें बनने का खतरा होता है; जबकि बहुत अधिक होने पर—लगभग 10 से 12 FN से अधिक—टफनेस कम हो सकती है और सेवा के दौरान भंगुरता को बढ़ावा मिल सकता है। ड्यूप्लेक्स ग्रेड्स इसके विपरीत काम करते हैं: आधार धातु पहले से ही संतुलित मिश्रण होती है, और लक्ष्य वेल्ड में उसी संतुलन को पुनः उत्पन्न करना होता है। ड्यूप्लेक्स वेल्ड में अतिरिक्त फेराइट—जो तब होता है जब वेल्ड इतनी तेज़ी से ठंडा होता है कि ऑस्टेनाइट पुनः नहीं बन पाता—टफनेस और संक्षारण प्रतिरोध को कम कर देता है, जबकि अतिरिक्त ऑस्टेनाइट ताकत को कम कर सकता है और स्थानीय रूप से छिद्रण प्रतिरोध को कम कर सकता है।

डब्ल्यूआरसी-1992 आरेख के साथ एफएन की भविष्यवाणी करना
डब्ल्यूआरसी-1992 आरेख रचना से वेल्ड फेराइट की भविष्यवाणी करने का आधुनिक उपकरण है। यह एक क्रोमियम समतुल्य मान को, जो फेराइट-निर्माता तत्वों का योग है, एक निकल समतुल्य मान के विरुद्ध आलेखित करता है, जो ऑस्टेनाइट-निर्माता तत्वों का योग है, और अपेक्षित एफएन (FN) को पढ़ता है। क्रोमियम समतुल्य Cr + Mo + 0.7 × Nb है, और निकल समतुल्य Ni + 35 × C + 20 × N + 0.25 × Cu है। नाइट्रोजन पर भारी गुणांक दर्शाता है कि नाइट्रोजन के योग से वेल्ड ऑस्टेनाइट की ओर क्यों झुकता है, और यही कारण है कि डुप्लेक्स फिलर और शील्डिंग गैस में इसका जानबूझकर उपयोग किया जाता है। आधार धातु, फिलर और उनके तनुता के भविष्यवाणित एफएन की तुलना करके, एक वेल्डिंग इंजीनियर पहले से ही परीक्षण कूपन काटे बिना ही ऐसे उपभोग्य सामग्री और तनुता का चयन कर सकता है जो लक्ष्य सीमा के भीतर आएँ।

सारणी: सामान्य फेराइट लक्ष्य

व्यवहार में फेराइट का मापन
फेराइटस्कोप कार्यशाला के फर्श पर एक मुख्य उपकरण है। यह वेल्ड पर एक चुंबकीय क्षेत्र लगाता है और प्रतिक्रिया को मापता है, जो फेराइट सामग्री के अनुपात में बदलती है, जिससे प्रमाणित मानकों के आधार पर कैलिब्रेशन के बाद कुछ सेकंड में सीधा एफएन पाठ्यांक प्राप्त हो जाता है। यह गैर-विनाशकारी, पोर्टेबल है और मूल तथा ऊपरी पास दोनों पर उत्पादन जाँच के लिए उपयुक्त है। विवाद निपटान या अनुसंधान के लिए, एक खुरदुरी किए गए अनुप्रस्थ काट पर धातुविज्ञानीय बिंदु गणना से आयतन प्रतिशत प्राप्त किया जाता है, और दोनों विधियाँ मान्यता प्राप्त मानकों द्वारा शामिल हैं। एकल स्थान के बजाय वेल्ड और ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र के विभिन्न स्थानों पर कई पाठ्यांक लें, क्योंकि तनुता और ठंडा होना जोड़ के अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों दिशाओं में भिन्न होता है। यह भी ध्यान रखें कि फेराइटस्कोप केवल उस सतही क्षेत्र को पढ़ता है जिसे वह स्पर्श करता है, अतः पॉलिशिंग, ठंडा कार्य और सतही दूषण परिणाम को प्रभावित कर सकते हैं, और छोटे व्यास के वक्र पाइप पर पाठ्यांकों के लिए ज्यामितीय सुधार की आवश्यकता हो सकती है। एक सुसज्जित प्रयोगशाला में, फेराइट माप को प्रभाव परीक्षण और संक्षारण परीक्षण के साथ जोड़ा जाता है ताकि यह पुष्टि की जा सके कि एक अच्छा मान वास्तव में स्वीकार्य यांत्रिक और संक्षारण प्रदर्शन में अनुवादित होता है।

प्रक्रिया के माध्यम से फेराइट का नियंत्रण
दो प्रक्रिया लीवर फेराइट नियंत्रण को प्रभावित करते हैं: ऊष्मा-इनपुट और नाइट्रोजन। ऊष्मा-इनपुट ठंडा होने की दर को नियंत्रित करता है, और ठंडा होने की दर यह तय करती है कि पहले ठोस हुए फेराइट से कितना ऑस्टेनाइट पुनः बन सकता है। डुप्लेक्स वेल्डिंग में, बहुत कम ऊष्मा-इनपुट एक तीव्र क्वेंच पैदा करता है, जिससे अत्यधिक फेराइट जम जाता है और ऑस्टेनाइट के लिए पर्याप्त सामग्री नहीं बचती, जिससे टफनेस कम हो जाती है; बहुत अधिक ऊष्मा-इनपुट ठंडा होने की दर को इतना धीमा कर देता है कि अंतरधात्विक चरण (इंटरमेटैलिक फेज़) बनने लग सकते हैं। एक नियंत्रित सीमा—जिसमें अक्सर अंतर-पास तापमान की सीमा लगभग १५० डिग्री सेल्सियस होती है—संरचना को संतुलित रखती है। नाइट्रोजन रासायनिक लीवर है: आर्गन शील्डिंग गैस में कुछ प्रतिशत नाइट्रोजन मिलाना और एक अतिरिक्त मिश्रित, निकल और नाइट्रोजन से समृद्ध फिलर का चयन करना ऑस्टेनाइट के पुनर्गठन को बढ़ावा देता है और वेल्ड में संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है। ऑटोजीनस केस के लिए विशेष सावधानी की आवश्यकता होती है, क्योंकि बिना फिलर के और गैस में नाइट्रोजन के बिना बनाई गई वेल्ड पूरी तरह से आधार धातु की रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है और अत्यधिक फेराइट की ओर झुक जाती है; यही कारण है कि डुप्लेक्स रूट पास को लगभग हमेशा नाइट्रोजन युक्त बैकिंग गैस के साथ बनाया जाता है। यदि गलती की गई, तो परिणाम स्पष्ट और गंभीर होते हैं। फेराइट-प्रधान डुप्लेक्स वेल्ड में चार्पी टफनेस कम होती है और क्लोराइड तनाव के तहत दरारें बन सकती हैं; फेराइट-हीन वेल्ड में ताकत और पिटिंग प्रतिरोध दोनों कम हो जाते हैं; और ऑस्टेनिटिक वेल्ड में यदि फेराइट की मात्रा बहुत कम हो, तो ठोसीकरण के दौरान दरारें बन सकती हैं। एक एफएन विंडो को निर्दिष्ट करें, डब्ल्यूआरसी-१९९२ के आधार पर उसका अनुमान लगाएँ, ऊष्मा-इनपुट और नाइट्रोजन को नियंत्रित करें, और फेराइटस्कोप के माध्यम से सत्यापित करें—इस प्रकार वेल्ड गुणवत्ता एक नियंत्रित, दस्तावेज़ीकृत परिणाम बन जाती है, न कि कोई आशा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: एक 2205 डुप्लेक्स वेल्ड का फेराइट संख्या कितनी होनी चाहिए?
उत्तर: एक संतुलित 2205 वेल्ड में आमतौर पर लगभग 30 से 60 FN का लक्ष्य रखा जाता है; अधिक फेराइट के कारण टूफनेस और संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाता है, जबकि बहुत कम फेराइट के कारण ताकत कम हो जाती है।
प्रश्न: पूर्ण वेल्ड पर फेराइट संख्या कैसे मापी जाती है?
उत्तर: अधिकांशतः एक कैलिब्रेटेड फेराइटस्कोप के साथ, जो कुछ सेकंड में FN को गैर-विनाशकारी रूप से मापता है; अंतिम निर्णय के लिए धातुविज्ञानीय बिंदु गणना का उपयोग किया जाता है जो आयतन प्रतिशत देता है।

डुप्लेक्स और ऑस्टेनिटिक पाइप के लिए, जिन्हें नियंत्रित फेराइट लक्ष्यों के अनुसार वेल्ड और परीक्षण किया गया हो, कृपया झेजियांग वेनकियांग स्टेनलेस स्टील कं., लि. से संपर्क करें। फ़ोन +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/