Tentă termică la sudură și decolorare: Criterii de acceptare și curățare (AWS D18.2)

Tenta termică la sudură este decolorarea vizibilă ca oxid, care apare pe oțelul inoxidabil în vecinătatea sudurii; culoarea ei indică direct câtă căldură și oxigen au deteriorat stratul protector de oxid de crom. AWS D18.2 oferă o diagramă cu eșantioane de decolorare la sudură, care clasifică aceste nuanțe de tentă, de la nuanțe acceptabile de galben deschis până la nuanțe inacceptabile de albastru închis, gri și negru, oferind astfel constructorilor un mod obiectiv de a evalua sudurile critice din punct de vedere sanitar sau al coroziunii. O tentă mai închisă indică o epuizare a cromului sub stratul de oxid și o rezistență redusă la coroziune; prin urmare, criteriile de acceptare și curățarea corespunzătoare sunt la fel de importante ca și sudura însăși. La Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. considerăm starea după sudură ca parte integrantă a produsului livrat, nu ca o simplă finisare estetică.

De ce apare tenta termică și ce semnifică culorile
Oțelul inoxidabil rezistă coroziunii datorită unui strat subțire pasiv de oxid de crom, care se reface spontan. Încălzirea zonei sudurii în prezența oxigenului determină îngroșarea acestui strat într-un oxid interferențial al cărui culoare depinde de temperatură și de expunerea la oxigen, asemănător culorilor de revenire de pe oțelul carbon. Nuancele de aur pal și pai deschis indică un oxid subțire format la temperaturi modeste, cu pierdere redusă de crom. Albastrul mai intens, apoi griul și negrul indică condiții mai fierbinți și mai oxidante, precum și un oxid mai gros.
Problema este ce se află sub culoare. Pentru a forma un oxid gros, suprafața extrage crom din metalul situat imediat sub ea, lăsând un strat sărac în crom. Rezistența la coroziune depinde de menținerea unui conținut de aproximativ 10,5 % sau mai mult crom în filmul pasiv; astfel, un strat sărac în crom situat sub nuanța întunecată a căldurii este mult mai predispus la coroziune. Experiența din teren și lucrările de laborator confirmă faptul că o nuanță mai întunecată corespunde unei rezistențe reduse la coroziunea prin puncte și la coroziunea interstițială, motiv pentru care sistemele sanitare, farmaceutice și cele expuse la cloruri mențin nuanța strict controlată.

Conceptul AWS D18.2
AWS D18.2 este un standard vizual de acceptare construit în jurul unui grafic fizic cu mostre de decolorare a sudurilor pe partea interioară a tuburilor și conductelor austenitice. Acesta prezintă o serie gradată de mostre, fiecare reprezentând un nivel de decolorare, de la lipsa acesteia până la nuanțe din ce în ce mai întunecate, atribuindu-se un număr fiecărei mostre. Un sudor sau un inspector compară sudura reală cu graficul, în condiții de iluminare definite, și înregistrează nivelul corespunzător. Cu cât numărul este mai mare, cu atât nuanța este mai întunecată și cu atât rezistența la coroziune pierdută este mai mare.
Graficul este cel mai potrivit pentru tuburile higienice, unde suprafața interioară este în contact cu produsul și unde calitatea purjării inverse determină rezultatul. Valoarea sa constă în transformarea unei aprecieri subiective privind «cât de întunecată este prea întunecată» într-un nivel reproductibil și comunicabil, care poate fi inclus în specificații și verificat la recepție.

Nivelul pe care îl acceptați depinde de specificația aplicabilă și de agresivitatea mediului de serviciu; o linie pentru apă potabilă poate tolera o nuanță mai mare decât un sistem de înaltă puritate sau cu conținut ridicat de cloruri.

Prevenție prin purjare inversă și controlul temperaturii
Cea mai eficientă metodă de control al nuanței termice constă în menținerea oxigenului în afara zonei de sudură în timpul sudării și răcirii. Purjați interiorul țevii cu argon, asigurați o protecție corespunzătoare a exteriorului și veți menține nivelul de oxigen sub pragul care formează oxizi masivi, astfel încât o sudură bine purjată va avea o culoare strălucitoare sau doar ușor aurie. Continuați purjarea până când sudura se răcește sub pragul de oxidare, deoarece nuanța continuă să se dezvolte atâta timp cât metalul este fierbinte și expus.
Controlul cantității de căldură introdusă, a vitezei de deplasare și a temperaturii între treceri limitează oxidarea totală și lățimea zonei afectate. Prea multă căldură determină o nuanță mai largă și mai închisă, iar, în cazul calităților duplex, implică, în plus, riscul unor deteriorări metalurgice.

Eliminarea nuanței termice
Când nuanța depășește nivelul acceptabil, aceasta trebuie îndepărtată împreună cu stratul sărac în crom de sub ea, iar suprafața trebuie supusă unei noi pasivări. Metoda aleasă depinde de accesibilitatea zonei și de condițiile de exploatare.
Pasta de decapare, un gel format din acizi azotic și fluorhidric, este aplicată cu peria pe sudură pentru a dizolva oxidul și stratul epuizat prin reacție chimică, apoi este clătită minuțios; această metodă restabilește rezistența la coroziune, dar necesită manipulare atentă și neutralizarea deșeurilor. Electropolisharea îndepărtează un strat superficial subțire prin procedeu electrochimic, lăsând o finiță lucioasă, netedă și îmbogățită în crom, preferată de sistemele de înaltă puritate. Metodele mecanice, cum ar fi perierea cu sârmă din oțel inoxidabil, sablarea abrazivă cu medii curate sau rectificarea, îndepărtează nuanța fizic, dar trebuie să utilizeze exclusiv scule din oțel inoxidabil pentru a evita încorporarea particulelor de fier provenite din oțel carbonic; în plus, aceste metode, aplicate singure, pot lăsa o suprafață cu rezistență redusă la coroziune, dacă nu sunt urmate de pasivare.
După orice metodă de îndepărtare, pasivarea cu acid azotic sau citric refacerea unui strat de oxid curat și îmbogățit în crom, restabilind astfel rezistența la coroziune pierdută datorită nuanței termice.

Când nuanța este acceptabilă
Nu fiecare urmă de colorare trebuie eliminată. Decolorarea ușoară de nuanță aurie la o sudură bine curățată în condiții ușoare de funcționare îndeplinește adesea specificația și păstrează rezistența la coroziune practic neschimbată. Standardul aplicabil și mediul determină ce se cere: pentru aplicații igienice, de înaltă puritate sau cu prezență de cloruri se cer suduri aproape lucioase, în timp ce pentru condiții mai puțin agresive se poate accepta un nivel scăzut D18.2 fără curățare. Ceea ce contează este stabilirea din start a nivelului acceptabil și verificarea acestuia, nu evaluarea vizuală fără un reper de referință.

Ghid practic
Specificați un nivel maxim de decolorare conform AWS D18.2 potrivit pentru serviciul respectiv, preveniți colorarea prin purjare controlată din spate și controlul temperaturii, iar orice sudură care depășește limita trebuie îndepărtată și repasivată. Utilizați unelte specifice numai pentru oțel inoxidabil la curățarea mecanică, pentru a evita contaminarea cu fier, și clătiți minuțios suprafețele supuse pickling-ului. Wenqiang produce țevi și tuburi sudate din oțel inoxidabil, cu purjare controlată și curățare post-sudură, iar laboratorul nostru intern verifică calitatea sudurii și starea suprafeței, astfel încât produsul livrat să îndeplinească atât cerințele privind decolorarea, cât și cele privind rezistența la coroziune pentru aplicația dumneavoastră.

Întrebări frecvente
Î: Colorarea termică a sudurii reduce cu adevărat rezistența la coroziune?
R: Da. Colorarea termică mai închisă se formează prin extragerea cromului din metalul situat imediat sub suprafață, lăsând un strat sărac în crom. Acest strat este mai predispus la coroziune localizată (pitting) și la coroziune în crăpături (crevice corrosion), motiv pentru care AWS D18.2 clasifică colorarea termică și pentru care serviciile riguroase o limitează.
Î: Care este cea mai bună metodă de a preveni decolorarea sudurii?
A: Purjarea cu argon a interiorului îmbinării și protejarea exteriorului elimină oxigenul în timpul sudării și răcirii, menținând sudura strălucitoare sau ușor aurie. Controlul aportului de căldură și menținerea purjării până la răcirea suplimentară a sudurii limitează, de asemenea, apariția nuanțelor.

Pentru țevi din oțel inoxidabil sudate, cu purjare controlată, curățare post-sudură și calitate a sudurii verificată, contactați Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. la +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/