1. Tinjauan baja cryogenic
1) Sarat teknis pikeun baja-suhu low umumna: kakuatan cukup jeung kateguhan cukup dina lingkungan-suhu low, kinerja las alus, kinerja processing jeung lalawanan korosi, jsb Di antarana, kateguhan hawa low, nyaeta, kamampuhan. pikeun nyegah lumangsungna sarta perluasan narekahan regas dina suhu low mangrupakeun faktor pangpentingna. Ku alatan éta, nagara biasana stipulate nilai kateguhan dampak tangtu dina suhu panghandapna.
2) Diantara komponén baja-suhu low, éta umumna dipercaya yén unsur kayaning karbon, silikon, fosfor, walirang, jeung nitrogén deteriorate kateguhan-suhu low, sarta fosfor téh paling ngabahayakeun, jadi mimiti dephosphorization-suhu low kudu. dipigawé salila smelting. Unsur sapertos mangan sareng nikel tiasa ningkatkeun kateguhan suhu rendah. Pikeun unggal kanaékan 1% eusi nikel, suhu transisi kritis rapuh bisa ngurangan ku ngeunaan 20 ° C.
3) Prosés perlakuan panas boga pangaruh decisive on struktur metallographic sarta ukuran sisikian baja-suhu low, nu ogé mangaruhan kateguhan-suhu low tina baja. Saatos quenching na tempering perlakuan, anu kateguhan hawa low écés ningkat.
4) Nurutkeun kana métode panas-ngabentuk béda, baja-suhu low bisa dibagi kana baja tuang jeung baja digulung. Numutkeun bédana komposisi jeung struktur metallographic, baja suhu low bisa dibagi kana: baja alloy low, 6% baja nikel, 9% baja nikel, kromium-mangan atawa kromium-mangan-nikel baja austenitic na kromium-nikel austenitic stainless steel. antosan. baja low-alloy umumna dipaké dina rentang hawa ngeunaan -100 ° C pikeun pabrik alat refrigeration, alat transportasi, kamar panyimpen vinyl jeung alat pétrokimia. Di Amérika Serikat, Britania Raya, Jepang jeung nagara séjén, 9% baja nikel loba dipaké dina struktur-suhu low di 196 ° C, kayaning tanghi gudang pikeun neundeun jeung angkutan biogas liquefied jeung métana, alat-alat pikeun nyimpen oksigén cair. , sarta manufaktur oksigén cair jeung nitrogén cair. stainless steel Austenitic mangrupakeun bahan struktural-suhu low pohara alus. Cai mibanda kateguhan-suhu low alus, kinerja las alus teuing, sarta konduktivitas termal low. Hal ieu loba dipaké dina widang-suhu low, kayaning tankers angkutan jeung tank gudang pikeun hidrogén cair jeung oksigén cair. Tapi, sabab ngandung leuwih kromium jeung nikel, éta leuwih mahal.
2. Tinjauan konstruksi las baja hawa low
Nalika milih metode konstruksi las sareng kaayaan konstruksi baja suhu rendah, fokus masalahna aya dina dua aspék ieu: nyegah deteriorasi kateguhan suhu rendah tina gabungan anu dilas sareng nyegah lumangsungna retakan las.
1) Bevel processing
Bentuk alur tina baja-suhu low dilas mendi henteu béda prinsipna ti nu baja karbon biasa, baja alloy low atawa stainless steel, sarta bisa diolah sakumaha biasa. Tapi pikeun 9Ni Gang, sudut bubuka alur preferably teu kirang ti 70 derajat, sarta ujung Blunt preferably teu kirang ti 3mm.
Sadaya baja suhu rendah tiasa dipotong nganggo obor oksiasetilén. Ngan éta laju motong rada laun nalika motong gas baja 9Ni ti nalika motong gas baja struktural karbon biasa. Lamun ketebalan tina baja ngaleuwihan 100mm, ujung motong bisa preheated ka 150-200 ° C saméméh motong gas, tapi teu leuwih ti 200 ° C.
Motong gas henteu gaduh épék ngarugikeun dina daérah anu kapangaruhan ku panas las. Sanajan kitu, alatan sipat timer hardening tina baja nikel-ngandung, beungeut cut bakal harden. Dina raraga pikeun mastikeun kinerja nyugemakeun tina gabungan dilas, éta pangalusna ngagunakeun kabayang grinding mun grind beungeut beungeut cut bersih saméméh las.
Arc gouging tiasa dianggo upami manik las atanapi logam dasar kedah dipiceun nalika konstruksi las. Sanajan kitu, beungeut kiyeu masih kudu sanded bersih saméméh ulang nerapkeun.
Gouging seuneu oxyacetylene teu kudu dipake kusabab bahaya overheating baja.
2) Pamilihan métode las
Métode las has sadia pikeun baja-suhu low kaasup las busur, las busur submerged, sarta éléktroda lebur argon las busur.
Arc las nya éta métode las paling ilahar dipake keur baja suhu low, sarta eta bisa dilas dina sagala rupa posisi las. Input panas las nyaéta ngeunaan 18-30KJ / cm. Lamun éléktroda tipe low-hidrogén dipaké, gabungan dilas lengkep nyugemakeun bisa diala. Henteu ngan sipat mékanis anu alus, tapi kateguhan kiyeu oge rada alus. Sajaba ti éta, mesin las arc basajan tur murah, sarta investasi parabot leutik, sarta teu kapangaruhan ku posisi jeung arah. kaunggulan kayaning watesan.
Input panas tina las arc submerged tina baja suhu low nyaeta ngeunaan 10-22KJ / cm. Kusabab parabot basajan na, efisiensi las tinggi jeung operasi merenah, éta loba dipaké. Sanajan kitu, alatan pangaruh insulasi panas tina fluks, laju cooling bakal kalem handap, jadi aya kacenderungan gede pikeun ngahasilkeun retakan panas. Sajaba ti éta, pangotor jeung Si bisa mindeng asupkeun logam weld ti fluks, nu salajengna bakal ajak kacenderungan ieu. Ku alatan éta, Lamun maké las arc submerged, nengetan seleksi kawat las sarta fluks sarta beroperasi taliti.
The mendi dilas ku gas CO2 las shielded boga kateguhan low, ngarah teu dipaké dina las baja suhu low.
Tungsten argon arc las (TIG las) biasana dipigawé sacara manual, sarta input panas las na dugi ka 9-15KJ / cm. Ku alatan éta, sanajan sambungan dilas boga sipat lengkep nyugemakeun, aranjeunna sagemblengna teu cocog lamun ketebalan baja ngaleuwihan 12mm.
las MIG nyaéta métode las otomatis atawa semi-otomatis paling loba dipaké dina las baja suhu low. Input panas las na nyaéta 23-40KJ / cm. Numutkeun metode transfer droplet, éta tiasa dibagi kana tilu jinis: prosés transfer sirkuit pondok (input panas handap), prosés transfer jet (input panas anu langkung luhur) sareng prosés transfer jet pulsa (input panas pangluhurna). Short-circuit transisi MIG las boga masalah penetrasi cukup, sarta cacad tina fusi goréng bisa lumangsung. Masalah anu sami aya sareng fluks MIG anu sanés, tapi dina tingkat anu béda. Dina raraga nyieun busur leuwih kentel pikeun ngahontal penetrasi nyugemakeun, sababaraha persén nepi ka puluhan persén CO2 atawa O2 bisa infiltrated kana argon murni salaku gas shielding. Persentase anu pas kedah ditangtukeun ku uji pikeun baja khusus anu dilas.
3) Pamilihan bahan las
Bahan las (kaasup rod las, kawat las sareng fluks, jsb) kedah umumna dumasar kana metode las anu dianggo. Bentuk gabungan sareng bentuk alur sareng ciri anu sanésna kedah dipilih. Pikeun baja suhu-rendah, hal anu paling penting pikeun diperhatoskeun nyaéta ngajantenkeun logam las gaduh kateguhan suhu-rendah anu cukup pikeun cocog sareng logam dasar, sareng ngaleutikan eusi hidrogén diffusible di jerona.
las Xinfa boga kualitas alus teuing jeung durability kuat, pikeun detil, mangga parios:https://www.xinfatools.com/welding-cutting/
(1) Aluminium baja deoxidized
Aluminium baja deoxidized mangrupakeun kelas baja anu pohara sénsitip kana pangaruh laju cooling sanggeus las. Kalolobaan éléktroda dipaké dina las busur manual baja deoxidized aluminium nyaéta Si-Mn éléktroda low-hidrogén atawa 1,5% Ni jeung 2,0% éléktroda Ni.
Dina raraga ngurangan input panas las, aluminium deoxidized baja umumna ngan adopts multi-lapisan las jeung éléktroda ipis ≤¢ 3 ~ 3.2mm, ku kituna siklus panas sekundér tina lapisan luhur weld bisa dipaké pikeun nyaring séréal.
Kateguhan dampak tina logam las dilas ku Si-Mn séri éléktroda bakal turun sharply dina 50 ℃ jeung kanaékan input panas. Contona, nalika input panas naek tina 18KJ / cm 30KJ / cm, kateguhan bakal leungit leuwih ti 60%. 1,5% Ni runtuyan jeung 2,5% Ni runtuyan las éléktroda henteu teuing sénsitip kana ieu, jadi éta pangalusna pikeun milih jenis ieu éléktroda pikeun las.
las arc submerged mangrupakeun metoda las otomatis ilahar dipaké pikeun aluminium deoxidized baja. Kawat las dipaké dina las busur submerged nyaeta preferably jenis ngandung 1,5 ~ 3,5% nikel jeung 0,5 ~ 1,0% molybdenum.
Numutkeun literatur, kalawan 2.5% Ni-0.8% Cr-0.5% Mo atawa 2% Ni las kawat, loyog jeung fluks luyu, rata nilai kateguhan Charpy tina logam weld di -55 ° C bisa ngahontal 56-70J (5.7). ~7,1 Kgf.m). Malah lamun 0,5% Mo kawat las jeung fluks dasar alloy mangan dipaké, salami input panas ieu dikawasa handap 26KJ / cm, weld logam kalawan ν∑-55 = 55J (5.6Kgf.m) masih bisa dihasilkeun.
Lamun milih fluks, perhatian kudu dibayar ka cocog Si jeung Bungbulang dina logam weld. Buktina tés. Eusi Si jeung Bungbulang béda dina logam weld bakal greatly ngarobah nilai kateguhan Charpy. Eusi Si jeung Mn kalawan nilai kateguhan pangalusna nyaéta 0.1~0.2%Si jeung 0.7~1.1%Mn. Nalika milih kawat las sarta Waspada ieu nalika soldering.
Tungsten argon arc las jeung logam argon arc las anu kirang dipaké dina aluminium baja deoxidized. Kawat las di luhur pikeun las busur submerged ogé tiasa dianggo pikeun las busur argon.
(2) 2.5Ni baja jeung 3.5Ni
The las arc submerged atanapi las MIG tina baja 2.5Ni jeung baja 3.5Ni umumna bisa dilas jeung kawat las sarua salaku bahan dasar. Tapi sagampil rumus Wilkinson (5) nembongkeun, Bungbulang mangrupakeun unsur inhibitor cracking panas pikeun low-nikel baja-suhu low. Ngajaga kandungan mangan dina logam las kira-kira 1,2% mangpaat pisan pikeun nyegah retakan panas sapertos retakan kawah busur. Ieu kedah diperhatoskeun nalika milih kombinasi kawat las sareng fluks.
3.5Ni baja condong jadi tempered na embrittled, jadi sanggeus perlakuan panas pos-las (contona, 620 ° C × 1 jam, lajeng cooling tungku) pikeun ngaleungitkeun stress residual, ν∑-100 bakal lungsur sharply ti 3,8 Kgf.m mun 2.1Kgf.m teu tiasa deui minuhan sarat. Logam weld dibentuk ku las kalawan 4.5% Ni-0.2% Mo kawat las runtuyan boga kacenderungan leuwih leutik tina embrittlement watek. Ngagunakeun kawat las ieu bisa nyingkahan kasusah luhur.
(3) 9Ni baja
9Ni baja biasana panas diperlakukeun ku quenching na tempering atawa dua kali normalizing na tempering pikeun maksimalkeun pungsi kateguhan hawa low na. Tapi logam weld baja ieu teu bisa panas diperlakukeun sakumaha di luhur. Ku alatan éta, hese pikeun ménta logam weld kalawan kateguhan-suhu low comparable kana logam dasar lamun consumables las basis beusi dipaké. Ayeuna, bahan las-nikel tinggi utamana dianggo. The welds disimpen ku bahan las misalna bakal sagemblengna austenitic. Sanajan eta boga kalemahan kakuatan leuwih handap tina bahan dasar baja 9Ni jeung harga pisan mahal, narekahan regas geus euweuh masalah serius pikeun eta.
Ti luhur, bisa dipikanyaho yén alatan logam weld sagemblengna austenitic, kateguhan suhu low tina logam weld dipaké pikeun las jeung éléktroda jeung kawat sagemblengna comparable jeung logam dasar, tapi kakuatan tensile jeung titik ngahasilkeun anu. leuwih handap tina logam dasar. Nikel-ngandung baja nyaeta timer hardening, jadi paling éléktroda jeung kawat nengetan ngawatesan eusi karbon guna ngahontal weldability alus.
Mo mangrupa unsur strengthening penting dina bahan las, bari Nb, Ta, Ti jeung W mangrupakeun elemen toughening penting, nu geus dibikeun perhatian pinuh dina seleksi bahan las.
Nalika kawat las anu sami dianggo pikeun las, kakuatan sareng kateguhan logam las tina las busur submerged langkung parah tibatan las MIG, anu tiasa disababkeun ku ngalambatkeun laju cooling las sareng kamungkinan infiltrasi najis atanapi Si. ti fluks tina.
3. A333-GR6 hawa low las pipe baja
1) analisis Weldability tina baja A333-GR6
A333-GR6 baja milik baja-suhu low, suhu layanan minimum -70 ℃, sarta biasana disadiakeun dina kaayaan dinormalisasi atawa dinormalisasi tur tempered. A333-GR6 baja boga eusi karbon low, jadi kacenderungan hardening sarta kacenderungan cracking tiis relatif leutik, bahan boga kateguhan alus tur plasticity, éta umumna teu gampang pikeun ngahasilkeun hardening jeung rengat defects, sarta ngabogaan weldability alus. ER80S-Ni1 argon arc las kawat bisa dipaké Jeung W707Ni éléktroda, make argon-listrik las gabungan, atawa make ER80S-Ni1 argon arc las kawat, sarta ngagunakeun pinuh argon arc las pikeun mastikeun kateguhan alus tina mendi dilas. Brand of argon arc las kawat jeung éléktroda ogé bisa milih produk kalawan kinerja anu sarua, tapi ngan bisa dipaké kalawan idin ti nu boga.
2) Prosés las
Pikeun métode prosés las lengkep, mangga tingal buku instruksi prosés las atawa WPS. Salila las, I-tipe butt joint jeung pinuh argon arc las diadopsi pikeun pipa kalayan diaméter kirang ti 76,2 mm; pikeun pipa kalayan diaméter leuwih gede ti 76,2 mm, alur V ngawangun dijieun, sarta metoda las kombinasi argon-listrik kalawan argon arc priming na multi-lapisan keusikan dipaké atawa métode pinuh argon arc las. Metodeu husus nyaéta pikeun milih métode las pakait nurutkeun bédana dina diaméter pipa jeung ketebalan témbok pipe dina WPS disatujuan ku nu boga.
3) prosés perlakuan panas
(1) Preheating saméméh las
Lamun hawa ambient leuwih handap 5 °C, weldment perlu preheated, sarta hawa preheating nyaeta 100-150 °C; rentang preheating nyaeta 100 mm dina dua sisi weld nu; dipanaskeun ku seuneu oxyacetylene (seuneu nétral), sarta suhu diukur. Pen ngukur suhu dina jarak 50-100 mm ti puseur las, sarta titik pangukuran suhu disebarkeun merata pikeun ngadalikeun hawa hadé. .
(2) perlakuan panas Post-las
Dina raraga ngaronjatkeun kateguhan kiyeu baja-suhu low, bahan umumna dipaké geus quenched na tempered. perlakuan panas pos-weld salah mindeng deteriorates kinerja-suhu low na, nu kudu nengetan cukup. Ku alatan éta, iwal kaayaan ketebalan weldment badag atawa kaayaan restraint pisan parna, perlakuan panas pos-weld biasana teu dilaksanakeun pikeun baja suhu-low. Contona, las tina pipelines LPG anyar di CSPC teu merlukeun perlakuan panas pos-las. Lamun perlakuan panas pos-weld memang diperlukeun dina sababaraha proyék, laju pemanasan, waktu hawa konstan jeung laju cooling perlakuan panas pos-weld kudu mastikeun luyu jeung peraturan handap:
Lamun hawa naék luhureun 400 ℃, laju pemanasan teu kudu ngaleuwihan 205 × 25 / δ ℃ / h, sarta teu kudu ngaleuwihan 330 ℃ / h. Waktu suhu konstan kedah 1 jam per 25 mm ketebalan témbok, sarta teu kurang ti 15 menit. Salila période suhu konstan, bédana suhu antara suhu pangluhurna jeung panghandapna kudu leuwih handap 65 ℃.
Saatos suhu konstan, laju cooling teu kudu leuwih gede ti 65 × 25 / δ ℃ / h, sarta teu kudu leuwih gede ti 260 ℃ / h. Cooling alam diwenangkeun handap 400 ℃. TS-1 tipe parabot perlakuan panas dikawasa ku komputer.
4) Pancegahan
(1) Mastikeun preheat nurutkeun peraturan, sarta ngadalikeun hawa interlayer, sarta hawa interlayer ieu dikawasa dina 100-200 ℃. Unggal kelim las kedah dilas dina hiji waktos, sareng upami kaganggu, langkah-langkah pendinginan anu laun kedah dilaksanakeun.
(2) Beungeut weldment mastikeun dilarang ti keur scratched ku arc. Kawah busur kedah dieusi sareng cacad kedah digiling ku roda ngagiling nalika busur ditutup. Sambungan antara lapisan las multi-lapisan kudu staggered.
(3) Mastikeun ngadalikeun énergi garis, ngadopsi arus leutik, tegangan low, sarta las gancang. Panjang las unggal éléktroda W707Ni kalayan diaméter 3,2 mm kudu leuwih gede ti 8 cm.
(4) Modeu operasi busur pondok sareng teu aya ayun kedah diadopsi.
(5) Prosés penetrasi pinuh kudu diadopsi, sarta eta kudu dilumangsungkeun luyu jeung sarat tina spésifikasi prosés las jeung kartu prosés las.
(6) The tulangan of weld nyaeta 0 ~ 2mm, sarta rubak unggal sisi weld nyaeta ≤ 2mm.
(7) Uji non-destructive tiasa dilaksanakeun sahenteuna 24 jam saatos inspeksi visual weld mumpuni. Welds butt pipa kedah tunduk kana JB 4730-94.
(8) "Kapal Tekanan: Uji Non-destructive tina Kapal Tekanan" standar, Kelas II mumpuni.
(9) Perbaikan Weld kudu dilaksanakeun saméméh perlakuan panas pos-las. Lamun perbaikan diperlukeun sanggeus perlakuan panas, weld kudu ulang dipanaskeun sanggeus perbaikan.
(10) Lamun dimensi geometric beungeut weld ngaleuwihan standar, grinding diwenangkeun, sarta ketebalan sanggeus grinding teu kudu kirang ti sarat desain.
(11) Pikeun defects las umum, maksimum dua perbaikan diwenangkeun. Lamun dua perbaikan masih unqualified, weld kudu neukteuk off jeung ulang dilas nurutkeun kana prosés las lengkep.
waktos pos: Jun-21-2023
