1. Overview sa cryogenic steel
1) Ang teknikal nga mga kinahanglanon alang sa ubos nga temperatura nga asero kasagaran: igo nga kalig-on ug igo nga kalig-on sa usa ka ubos nga temperatura nga palibot, maayo nga welding performance, pagproseso sa performance ug corrosion resistance, ug uban pa Lakip kanila, ang ubos nga temperatura katig-a, nga mao, ang abilidad aron mapugngan ang panghitabo ug pagpalapad sa brittle fracture sa ubos nga temperatura mao ang labing importante nga butang. Busa, ang mga nasud kasagarang nagtakda sa usa ka piho nga epekto sa pagkagahi nga kantidad sa labing ubos nga temperatura.
2) Lakip sa mga sangkap sa ubos nga temperatura nga asero, kasagarang gituohan nga ang mga elemento sama sa carbon, silicon, phosphorus, sulfur, ug nitrogen makadaut sa ubos nga temperatura nga katig-a, ug ang phosphorus mao ang labing makadaot, mao nga sayo nga ubos nga temperatura dephosphorization kinahanglan nga. gihimo sa panahon sa smelting. Ang mga elemento sama sa manganese ug nickel makapauswag sa katig-a sa ubos nga temperatura. Alang sa matag 1% nga pagtaas sa nickel content, ang brittle critical transition temperature mahimong mapakunhod sa mga 20°C.
3) Ang proseso sa pagtambal sa kainit adunay usa ka mahukmanon nga impluwensya sa metallographic nga istruktura ug gidak-on sa lugas sa ubos nga temperatura nga asero, nga makaapekto usab sa ubos nga temperatura nga katig-a sa asero. Human sa quenching ug tempering nga pagtambal, ang ubos nga temperatura katig-a dayag nga milambo.
4) Sumala sa lainlaing mga pamaagi sa pagporma sa init, ang ubos nga temperatura nga asero mahimong bahinon sa cast steel ug rolled steel. Sumala sa kalainan sa komposisyon ug metallographic nga estraktura, ubos nga temperatura steel mahimong bahinon ngadto sa: ubos nga steel steel, 6% nickel steel, 9% nickel steel, chromium-manganese o chromium-manganese-nickel austenitic steel ug chromium-nickel austenitic stainless steel paghulat. Ang low-alloy nga asero kasagarang gigamit sa usa ka sakup sa temperatura nga mga -100 ° C alang sa paghimo sa mga kagamitan sa pagpalamig, kagamitan sa transportasyon, mga lawak sa pagtipig sa vinyl ug kagamitan sa petrochemical. Sa Estados Unidos, United Kingdom, Japan ug uban pang mga nasud, ang 9% nga nickel steel kaylap nga gigamit sa mga istruktura nga ubos ang temperatura sa 196 ° C, sama sa mga tangke sa pagtipig alang sa pagtipig ug transportasyon sa liquefied biogas ug methane, kagamitan sa pagtipig sa likido nga oxygen. , ug paghimo sa likido nga oxygen ug likido nga nitrogen. Ang Austenitic nga stainless steel usa ka maayo kaayo nga materyal nga istruktura nga ubos ang temperatura. Kini adunay maayo nga ubos nga temperatura nga katig-a, maayo kaayo nga welding performance, ug ubos nga thermal conductivity. Kini kaylap nga gigamit sa ubos nga temperatura nga mga uma, sama sa transport tanker ug storage tanks alang sa liquid hydrogen ug liquid oxygen. Apan, tungod kay kini adunay daghang chromium ug nickel, kini mas mahal.
2. Overview sa ubos nga temperatura steel welding construction
Kung gipili ang pamaagi sa pagtukod sa welding ug mga kondisyon sa pagtukod sa mubu nga temperatura nga asero, ang pokus sa problema mao ang mosunud nga duha nga mga aspeto: pagpugong sa pagkadaot sa ubos nga temperatura nga katig-a sa welded joint ug pagpugong sa mga panghitabo sa welding cracks.
1) Pagproseso sa bevel
Ang groove nga porma sa ubos nga temperatura nga steel welded joints dili lahi sa prinsipyo gikan sa ordinaryo nga carbon steel, low alloy steel o stainless steel, ug mahimong trataron sama sa naandan. Apan alang sa 9Ni Gang, ang pag-abli nga anggulo sa groove mas maayo nga dili moubos sa 70 degrees, ug ang blunt edge mas maayo nga dili moubos sa 3mm.
Ang tanan nga ubos nga temperatura nga puthaw mahimong putlon gamit ang oxyacetylene torch. Kini lang nga ang cutting speed mao ang gamay hinay sa diha nga gas pagputol 9Ni steel kay sa diha nga gas pagputol ordinaryo nga carbon structural steel. Kung ang gibag-on sa puthaw molapas sa 100mm, ang pagputol sa ngilit mahimong preheated sa 150-200 ° C sa wala pa ang pagputol sa gas, apan dili labaw sa 200 ° C.
Ang pagputol sa gas walay dili maayong epekto sa mga lugar nga apektado sa welding heat. Apan, tungod sa pagpatig-a sa kaugalingon nga mga kabtangan sa nickel-containing steel, ang giputol nga nawong mogahi. Aron maseguro ang katagbawan nga pasundayag sa welded joint, labing maayo nga gamiton ang grinding wheel aron galingon ang nawong sa cut surface nga limpyo sa dili pa welding.
Ang arc gouging mahimong gamiton kung ang weld bead o base metal tangtangon atol sa welding construction. Bisan pa, ang nawong sa notch kinahanglan nga limpyohan pa sa dili pa i-apply pag-usab.
Ang Oxyacetylene flame gouging kinahanglan dili gamiton tungod sa kapeligrohan sa sobrang kainit sa puthaw.
2) Pagpili sa pamaagi sa welding
Ang kasagarang pamaagi sa welding nga magamit alang sa ubos nga temperatura nga asero naglakip sa arc welding, submerged arc welding, ug molten electrode argon arc welding.
Ang arc welding mao ang labing sagad nga gigamit nga pamaagi sa welding alang sa mubu nga temperatura nga asero, ug mahimo kini nga welded sa lainlaing mga posisyon sa welding. Ang welding init input mao ang mahitungod sa 18-30KJ/cm. Kung ang usa ka low-hydrogen type electrode gigamit, ang usa ka hingpit nga makatagbaw nga welded joint mahimong makuha. Dili lamang ang mekanikal nga mga kabtangan maayo, apan ang kalig-on sa notch maayo usab. Dugang pa, ang arc welding machine yano ug barato, ug ang pagpamuhunan sa ekipo gamay ra, ug wala kini maapektuhan sa posisyon ug direksyon. mga bentaha sama sa mga limitasyon.
Ang init nga input sa submerged arc welding sa ubos nga temperatura steel mao ang mahitungod sa 10-22KJ/cm. Tungod sa yano nga kagamitan niini, taas nga kahusayan sa welding ug dali nga operasyon, kini kaylap nga gigamit. Bisan pa, tungod sa epekto sa insulasyon sa kainit sa flux, ang rate sa pagpabugnaw mohinay, mao nga adunay mas dako nga kalagmitan nga makamugna og init nga mga liki. Dugang pa, ang mga hugaw ug Si mahimong kanunay nga mosulod sa weld metal gikan sa flux, nga labi nga makadasig niini nga kalagmitan. Busa, Sa diha nga ang paggamit sa submerged arc welding, pagtagad sa pagpili sa welding wire ug flux ug operate pag-ayo.
Ang mga lutahan nga gi-welded sa CO2 gas shielded welding adunay ubos nga kalig-on, mao nga wala kini gigamit sa ubos nga temperatura nga steel welding.
Tungsten argon arc welding (TIG welding) kasagaran nga gihimo sa kamut, ug ang iyang welding init input limitado ngadto sa 9-15KJ/cm. Busa, bisan tuod ang welded joints adunay bug-os nga makatagbaw nga mga kabtangan, sila hingpit nga dili angay kung ang steel gibag-on molapas sa 12mm.
Ang MIG welding mao ang labing kaylap nga gigamit nga awtomatiko o semi-awtomatikong welding nga pamaagi sa ubos nga temperatura nga steel welding. Ang welding heat input niini mao ang 23-40KJ/cm. Sumala sa pamaagi sa pagbalhin sa tinulo, kini mahimong bahinon sa tulo ka mga matang: proseso sa pagbalhin sa short-circuit (ubos nga input sa kainit), proseso sa pagbalhin sa jet (mas taas nga input sa kainit) ug proseso sa pagbalhin sa pulso jet (pinakataas nga input sa kainit). Ang short-circuit transition MIG welding adunay problema sa dili igo nga penetration, ug ang depekto sa dili maayo nga fusion mahimong mahitabo. Ang susamang mga problema anaa sa uban nga MIG fluxes, apan sa usa ka lain nga ang-ang. Aron mahimo ang arko nga mas makonsentrar aron makab-ot ang makatagbaw nga pagsulod, pipila ka porsyento ngadto sa napulo ka porsyento sa CO2 o O2 mahimong ma-infiltrate ngadto sa puro nga argon isip usa ka shielding gas. Ang angay nga mga porsyento matino pinaagi sa pagsulay alang sa partikular nga asero nga welded.
3) Pagpili sa mga materyales sa welding
Ang mga materyales sa welding (lakip ang welding rod, welding wire ug flux, ug uban pa) sa kasagaran kinahanglan nga ibase sa pamaagi sa welding nga gigamit. Ang hiniusa nga porma ug porma sa groove ug uban pang gikinahanglan nga mga kinaiya aron mapili. Alang sa ubos nga temperatura nga asero, ang labing importante nga butang nga hatagan ug pagtagad mao ang paghimo sa weld metal nga adunay ubos nga temperatura nga kalig-on nga igo nga mohaum sa base nga metal, ug mamenosan ang sulod sa diffusible hydrogen niini.
Ang Xinfa welding adunay maayo kaayo nga kalidad ug lig-on nga kalig-on, alang sa mga detalye, palihug susiha:https://www.xinfatools.com/welding-cutting/
(1) Aluminum deoxidized steel
Ang aluminum deoxidized steel usa ka steel grade nga sensitibo kaayo sa impluwensya sa cooling rate human sa welding. Kadaghanan sa mga electrodes nga gigamit sa manual arc welding sa aluminum deoxidized steel mao ang Si-Mn low-hydrogen electrodes o 1.5% Ni ug 2.0% Ni electrodes.
Aron makunhuran ang pag-input sa kainit sa welding, ang aluminum deoxidized steel sa kasagaran nagsagop lamang sa multi-layer welding nga adunay manipis nga mga electrodes nga ≤¢ 3 ~ 3.2mm, aron ang ikaduha nga siklo sa kainit sa ibabaw nga layer sa weld magamit sa pagpino sa mga lugas.
Ang kalig-on sa epekto sa weld metal nga welded sa Si-Mn series electrode mokunhod pag-ayo sa 50 ℃ uban ang pagtaas sa init nga input. Pananglitan, sa diha nga ang init nga input mosaka gikan sa 18KJ/cm ngadto sa 30KJ/cm, ang katig-a mawad-an sa labaw pa kay sa 60%. Ang 1.5% Ni series ug 2.5% Ni series welding electrodes dili kaayo sensitibo niini, mao nga labing maayo nga pilion kini nga matang sa electrode alang sa welding.
Ang submerged arc welding kay kasagarang gigamit nga automatic welding method para sa aluminum deoxidized steel. Ang welding wire nga gigamit sa submerged arc welding mas maayo ang matang nga adunay 1.5~3.5% nickel ug 0.5~1.0% molybdenum.
Sumala sa literatura, nga adunay 2.5% Ni-0.8% Cr-0.5% Mo o 2% Ni welding wire, nga gipares sa angay nga flux, ang kasagaran nga Charpy kalig-on nga bili sa weld metal sa -55 ° C mahimong makaabot sa 56-70J (5.7). ~7.1Kgf.m). Bisan kung ang 0.5% Mo welding wire ug manganese alloy basic flux gigamit, basta ang init nga input kontrolado ubos sa 26KJ/cm, weld metal nga adunay ν∑-55=55J (5.6Kgf.m) mahimo gihapon.
Sa pagpili sa flux, ang pagtagad kinahanglan ibayad sa pagpares sa Si ug Mn sa weld metal. Test proof. Ang lainlaing mga sulud sa Si ug Mn sa weld metal makabag-o pag-ayo sa kantidad sa kalig-on sa Charpy. Ang mga sulod sa Si ug Mn nga adunay labing kaayo nga kantidad sa kalig-on mao ang 0.1 ~ 0.2% Si ug 0.7 ~ 1.1% Mn. Sa diha nga ang pagpili sa welding wire ug Hibal-i kini kung magsolder.
Ang tungsten argon arc welding ug metal argon arc welding dili kaayo gigamit sa aluminum deoxidized steel. Ang ibabaw nga welding wires para sa submerged arc welding mahimo usab nga gamiton alang sa argon arc welding.
(2) 2.5Ni steel ug 3.5Ni
Ang submerged arc welding o MIG welding sa 2.5Ni steel ug 3.5Ni steel sa kasagaran mahimong welded sa parehas nga welding wire ingon nga base nga materyal. Apan sama sa gipakita sa Wilkinson formula (5), ang Mn usa ka init nga cracking inhibitor nga elemento alang sa low-nickel low-temperature steel. Ang pagtipig sa sulod sa manganese sa weld metal sa mga 1.2% mapuslanon kaayo aron malikayan ang init nga mga liki sama sa arc crater cracks. Kini kinahanglan nga tagdon sa diha nga ang pagpili sa kombinasyon sa welding wire ug flux.
Ang 3.5Ni nga asero lagmit nga masuko ug madunot, mao nga pagkahuman sa pagtambal sa kainit sa post-weld (pananglitan, 620 °C × 1 nga oras, dayon pagpabugnaw sa hudno) aron mawagtang ang nahabilin nga kapit-os, ν∑-100 mahulog nga kusog gikan sa 3.8 Kgf.m hangtod sa Ang 2.1Kgf.m dili na makatubag sa mga kinahanglanon. Ang weld metal nga naporma pinaagi sa welding nga adunay 4.5% Ni-0.2% Mo nga serye nga welding wire adunay mas gamay nga kalagmitan sa pagkadaot sa kasuko. Ang paggamit niini nga welding wire makalikay sa mga kalisud sa ibabaw.
(3) 9Ni asero
Ang 9Ni nga asero kasagarang gitratar sa kainit pinaagi sa pagpalong ug pag-temper o kaduha nga pag-normalize ug pag-ayo aron mapataas ang katig-a sa ubos nga temperatura. Apan ang weld metal niini nga asero dili mahimong init nga pagtratar sama sa ibabaw. Busa, lisud ang pagkuha sa usa ka weld metal nga adunay ubos nga temperatura nga katig-a nga ikatandi sa base nga metal kung gigamit ang mga gamit sa welding nga nakabase sa puthaw. Sa pagkakaron, ang high-nickel welding nga mga materyales kasagarang gigamit. Ang mga welds nga gideposito sa maong mga welding nga materyales mahimong hingpit nga austenitic. Bisan tuod kini adunay mga disbentaha sa ubos nga kalig-on kay sa 9Ni steel base nga materyal ug mahal kaayo nga mga presyo, ang brittle fracture dili na usa ka seryoso nga problema alang niini.
Gikan sa ibabaw, mahibal-an nga tungod kay ang weld metal hingpit nga austenitic, ang ubos nga temperatura nga katig-a sa weld metal nga gigamit alang sa welding nga adunay mga electrodes ug wire hingpit nga ikatandi sa base nga metal, apan ang tensile strength ug yield point mao ang ubos pa kay sa base nga metal. Ang puthaw nga adunay nickel mao ang pagpatig-a sa kaugalingon, mao nga kadaghanan sa mga electrodes ug mga wire nagtagad sa paglimite sa sulud sa carbon aron makab-ot ang maayo nga weldability.
Ang Mo usa ka importante nga elemento sa pagpalig-on sa mga materyales sa welding, samtang ang Nb, Ta, Ti ug W importante nga mga elemento sa pagpatig-a, nga gihatagan og bug-os nga pagtagad sa pagpili sa mga materyales sa welding.
Kung ang parehas nga welding wire gigamit alang sa welding, ang kalig-on ug kalig-on sa weld metal sa submerged arc welding mas grabe kaysa sa MIG welding, nga mahimong tungod sa paghinay sa weld cooling rate ug ang posible nga paglusot sa mga hugaw o Si gikan sa flux sa.
3. A333-GR6 ubos nga temperatura steel pipe welding
1) Weldability analysis sa A333-GR6 steel
Ang A333-GR6 nga asero iya sa ubos nga temperatura nga asero, ang minimum nga temperatura sa serbisyo mao ang -70 ℃, ug kini kasagarang gihatag sa normal o normal ug tempered nga estado. Ang A333-GR6 steel adunay ubos nga carbon content, mao nga ang hardening tendency ug cold cracking tendency medyo gamay, ang materyal adunay maayo nga kalig-on ug plasticity, kasagaran dili sayon nga makahimo og hardening ug crack defects, ug adunay maayo nga weldability. Ang ER80S-Ni1 argon arc welding wire mahimong magamit Uban sa W707Ni electrode, gamita ang argon-electric joint welding, o gamita ang ER80S-Ni1 argon arc welding wire, ug gamita ang bug-os nga argon arc welding aron maseguro ang maayo nga pagkagahi sa welded joints. Ang brand sa argon arc welding wire ug electrode mahimo usab nga mopili sa mga produkto nga adunay parehas nga pasundayag, apan kini magamit lamang kung adunay pagtugot sa tag-iya.
2) Proseso sa welding
Para sa detalyadong pamaagi sa proseso sa welding, palihog tan-awa ang welding process instruction book o WPS. Atol sa welding, I-type butt joint ug full argon arc welding gisagop alang sa mga tubo nga adunay diyametro nga ubos sa 76.2 mm; alang sa mga tubo nga adunay diyametro nga labaw sa 76.2 mm, gihimo ang V-shaped grooves, ug ang pamaagi sa argon-electric combination welding nga adunay argon arc priming ug multi-layer filling gigamit o Ang pamaagi sa full argon arc welding. Ang piho nga pamaagi mao ang pagpili sa katugbang nga pamaagi sa welding sumala sa kalainan sa pipe diameter ug pipe bungbong gibag-on sa WPS giaprobahan sa tag-iya.
3) Proseso sa pagtambal sa kainit
(1) Preheating sa dili pa welding
Sa diha nga ang ambient temperatura mao ang ubos pa kay sa 5 °C, ang weldment kinahanglan nga preheated, ug ang preheating temperatura mao ang 100-150 °C; ang preheating range mao ang 100 mm sa duha ka kilid sa weld; gipainit kini sa usa ka oxyacetylene nga siga (neutral nga siga), ug ang temperatura gisukod. .
(2) Post-weld init nga pagtambal
Aron mapauswag ang katig-a sa notch sa mubu nga temperatura nga asero, ang mga materyales nga kasagarang gigamit gipalong ug gipainit. Ang dili husto nga pagtambal sa kainit sa post-weld kanunay nga makadaot sa pasundayag sa ubos nga temperatura, nga kinahanglan hatagan igong pagtagad. Busa, gawas sa mga kondisyon sa dako nga gibag-on nga weldment o grabe kaayo nga mga kondisyon sa pagpugong, ang post-weld heat treatment kasagaran dili ipahigayon alang sa ubos nga temperatura nga steel. Pananglitan, ang welding sa bag-ong LPG pipelines sa CSPC wala magkinahanglan og post-weld heat treatment. Kung gikinahanglan ang post-weld heat treatment sa pipila ka mga proyekto, ang rate sa pagpainit, kanunay nga oras sa temperatura ug rate sa pagpabugnaw sa post-weld heat treatment kinahanglan nga higpit nga nahiuyon sa mga musunud nga regulasyon:
Kung ang temperatura mosaka sa ibabaw sa 400 ℃, ang rate sa pagpainit kinahanglan dili molapas sa 205 × 25 / δ ℃ / h, ug dili molapas sa 330 ℃ / h. Ang kanunay nga oras sa temperatura kinahanglan nga 1 ka oras matag 25 mm nga gibag-on sa dingding, ug dili moubos sa 15 minuto. Sa panahon sa kanunay nga temperatura, ang kalainan sa temperatura tali sa labing taas ug labing ubos nga temperatura kinahanglan nga mas ubos kaysa 65 ℃.
Pagkahuman sa kanunay nga temperatura, ang rate sa pagpabugnaw kinahanglan dili molapas sa 65 × 25 / δ ℃ / h, ug dili kinahanglan nga labi pa sa 260 ℃ / h. Ang natural nga pagpabugnaw gitugotan ubos sa 400 ℃. TS-1 type heat treatment equipment nga kontrolado sa computer.
4) Mga panagana
(1) Hugot nga preheat sumala sa mga regulasyon, ug kontrola ang interlayer temperatura, ug ang interlayer temperatura kontrolado sa 100-200 ℃. Ang matag welding seam kinahanglan nga welded sa usa ka higayon, ug kung kini mabalda, hinay nga pagpabugnaw nga mga lakang ang himuon.
(2) Ang nawong sa weldment hugot nga gidid-an nga ma-scratch sa arko. Ang arc crater kinahanglan nga pun-on ug ang mga depekto kinahanglan nga yuta sa usa ka grinding ligid sa diha nga ang arko sirado. Ang mga lutahan tali sa mga sapaw sa multi-layer welding kinahanglan nga staggered.
(3) Hugot nga pagkontrolar sa linya sa enerhiya, pagsagop sa gamay nga kasamtangan, ubos nga boltahe, ug paspas nga welding. Ang welding gitas-on sa matag W707Ni electrode uban sa usa ka diametro sa 3.2 mm kinahanglan nga labaw pa kay sa 8 cm.
(4) Ang operasyon mode sa mubo nga arko ug walay duyan kinahanglan nga gisagop.
(5) Ang bug-os nga proseso sa penetration kinahanglan nga gisagop, ug kini kinahanglan nga ipatuman sa estrikto nga pagsunod sa mga kinahanglanon sa welding process specification ug welding process card.
(6) Ang reinforcement sa weld mao ang 0 ~ 2mm, ug ang gilapdon sa matag kilid sa weld mao ang ≤ 2mm.
(7) Ang dili makadaot nga pagsulay mahimong himuon labing menos 24 ka oras pagkahuman kwalipikado ang weld visual inspection. Pipeline butt welds ipailalom sa JB 4730-94.
(8) "Pressure Vessels: Non-destructive Testing of Pressure Vessels" standard, Klase II nga kuwalipikado.
(9) Ang pag-ayo sa weld kinahanglan nga himuon sa wala pa ang pagtambal sa kainit sa post-weld. Kung gikinahanglan ang pag-ayo human sa pagtambal sa kainit, ang weld kinahanglan nga ipainit pag-usab human sa pag-ayo.
(10) Kung ang geometric nga dimensyon sa weld surface milapas sa standard, gitugot ang paggaling, ug ang gibag-on human sa paggaling dili mokubos sa gikinahanglan sa disenyo.
(11) Alang sa kinatibuk-ang mga depekto sa welding, gitugotan ang labing taas nga duha nga pag-ayo. Kung ang duha nga pag-ayo dili pa kwalipikado, ang weld kinahanglan putlon ug i-welded pag-usab sumala sa kompleto nga proseso sa welding.
Oras sa pag-post: Hun-21-2023
