Ricerca
Tubi in acciaio inossidabile martensitico sono ampiamente utilizzati nei campi di petrolio, gas, industria chimica, aviazione, costruzione navale e energia nucleare. Hanno un'alta resistenza, una buona resistenza all'usura e una certa resistenza alla corrosione e sono ideali per condizioni di lavoro ad alte richieste. La saldatura, come un importante collegamento di processo in connessione e produzione, svolge un ruolo vitale nell'integrità strutturale e nella durata di servizio dei tubi in acciaio inossidabile martensitico. Tuttavia, a causa della struttura metallografica unica e delle caratteristiche del trattamento termico di questo materiale, durante il processo di saldatura vengono facilmente generate una serie di difetti, influenzando le prestazioni e la sicurezza dell'uso.
Crepe fredde (fessure di spegnimento)
Le fessure fredde sono uno dei difetti più comuni e pericolosi quando salda i tubi in acciaio inossidabile martensitico. Questo tipo di acciaio inossidabile contiene alte carbonio e cromo e la trasformazione martensitica si verificherà durante il processo di saldatura di raffreddamento, con conseguente grande stress strutturale e stress residuo. Quando la struttura martensitica ad alta resistenza è sovrapposta a stress di trazione, è molto probabile che si verifichino crepe ritardate o crepe fredde nella saldatura o nella zona colpita dal calore.
Le crepe fredde di solito appaiono diverse ore o addirittura giorni dopo la saldatura e sono altamente nascoste e si espandono rapidamente, influenzando seriamente le prestazioni e la sicurezza della fatica della struttura. Al fine di evitare il verificarsi di crepe fredde, di solito è necessario preriscaldare l'area di saldatura e adottare un trattamento di temperatura adeguato.
Crepette calde (crack di soluzione solida)
Le crepe calde si verificano principalmente durante il processo di solidificazione della saldatura, che è causata dalla sollecitazione di restringimento del metallo liquido che supera la resistenza di legame del confine del grano. L'acciaio inossidabile martensitico contiene una certa quantità di elementi di impurità come lo zolfo (i) e il fosforo (P), che formano eutettica a basso punto di fusione ad alte temperature di saldatura e si radunano ai confini del grano, riducendo la forza del confine del grano e aumentando il rischio di crepe calde.
Le crepe calde sono generalmente distribuite linearmente lungo i confini del grano, con forme sottili, profonde e strette. Non sono facili da rilevare nell'aspetto e possono essere trovati solo attraverso i test a raggi X o ad ultrasuoni. L'uso di materiali di saldatura a basso contenuto di zolfo e a basso fosforo, il controllo degli input di calore e l'ottimizzazione dei parametri di saldatura sono mezzi importanti per prevenire le fessure calde.
Fessure indotte da idrogeno (crepe ritardate)
Se si verificano umidità, olio, ruggine o materiali di saldatura secchi sufficiente durante la saldatura, verrà introdotto l'idrogeno. Gli atomi di idrogeno si dissolvono nel metallo di saldatura ad alte temperature e si raccolgono in difetti o inclusioni durante il processo di raffreddamento per formare gas ad alta pressione, che provoca crepe indotte dall'idrogeno.
A causa della sua alta intensurabilità, l'acciaio inossidabile martensitico è altamente sensibile all'idrogeno ed è molto soggetto al cracking indotto dall'idrogeno. Questo tipo di crepa si verifica spesso nella fase di raffreddamento dopo la saldatura e può espandersi sotto carico statico o leggero carico esterno. L'uso del processo di saldatura a basso contenuto di idrogeno, il preriscaldamento prima della saldatura e il raffreddamento lento dopo la saldatura sono misure efficaci per ridurre le fessure indotte dall'idrogeno.
Fallimento fragile causato da una struttura indurita
Nell'area di saldatura in acciaio inossidabile martensitico, in particolare la zona affetta da calore (HAZ), a causa del riscaldamento locale e del raffreddamento rapido, è facile formare una struttura martensitica fragile ad alta resistenza, persino accompagnata da precipitazioni in carburo, con una forte diminuzione della durezza locale.
Se l'area ad alta resistenza non è adeguatamente temperata, è molto facile causare fratture fragili sotto carico di impatto o carico di fatica. L'offitto della zona affetta da calore è di solito una delle cause della radice del fallimento della saldatura ed è anche un elemento di controllo chiave nella valutazione del processo di saldatura.
Inclusioni di ossidazione e difetti di fusione incompleti
Se durante la saldatura di acciaio inossidabile martensitico non viene utilizzato gas di schermatura sufficiente o metodo di schermatura impropria, il metallo di saldatura sarà gravemente ossidato, formando inclusioni di ossido e riducendo la purezza del metallo di saldatura. Le inclusioni di ossidazione non solo riducono la resistenza, ma diventano anche fonti di crack, che sono facili da indurre fallimenti durante il servizio.
Allo stesso tempo, input di calore di saldatura troppo bassa, scarsa preparazione alla scanalatura o scarsa tecnologia operativa possono portare a fusioni incomplete o difetti di penetrazione incompleti. Tali difetti riducono l'area trasversale portante del carico della struttura e sono fattori importanti nel causare crepe di fatica e fratture precoci.
Deformazione eccessiva e stress residuo
A causa dell'espansione e della contrazione del cambiamento di fase durante il processo di saldatura dell'acciaio inossidabile martensitico, il campo di stress è complesso e la grande stress residua e deformazione della saldatura si formano facilmente dopo la saldatura. Se non controllato, non solo influenzerà l'accuratezza dimensionale della pipeline o della struttura, ma può anche causare la rottura della corrosione da stress.
Controllando gli input di calore, adottando una sequenza di saldatura ragionevole, un appropriato posizionamento del dispositivo e un trattamento termico post-salvata, la deformazione può essere effettivamente ridotta e è possibile rilasciare lo stress residuo.
Saldatura porosità e pori
Se si verificano umidità, petrolio o gas di schermatura instabile durante la saldatura, si verificheranno difetti di porosità. La maggior parte di questi pori sono distribuiti all'interno della saldatura. Sebbene siano di dimensioni ridotte, possono facilmente diventare punti di concentrazione dello stress in ambienti ad alta pressione o corrosivi.
I pori possono anche influire sulla densità e nella sigillatura delle saldature, in particolare nelle condutture che trasportano gas o liquidi ad alta pressione. La loro presenza influenzerà seriamente il funzionamento sicuro del sistema.
