Svejseproces og overvejelser i rustfrit stålrør

Svejseproces og overvejelser i rustfrit stålrør

Derustfrit stålrører kendetegnet ved ultra-lavt kulstofindhold, lavt nitrogenindhold, en typisk sammensætning af Cr 17%, Ni 5% og et højere nitrogenindhold sammenlignet med førstegenerations duplex stålrør i rustfrit stål. Dette øger modstanden mod spændingskorrosionsrevner og grubetæring i sure medier med høje chloridionkoncentrationer. Nitrogen er et stærkt austenitdannende grundstof. Dens tilføjelse i duplex rustfrit stål forbedrer ikke kun styrken uden at skade stålets plasticitet og sejhed markant, men hæmmer også udfældningen af ​​karbider og forsinker relaterede processer.

Mikrostruktur og egenskaber: Ved stuetemperatur består mikrostrukturen af ​​omtrent lige store andele af austenit og ferrit, der udviser karakteristikaene af en dobbeltfasestruktur. Det bevarer fordelene ved ferritiske rustfrie stålrør, såsom højere termisk ledningsevne, modstandsdygtighed over for grubetæring, spaltekorrosion og chloridspændingskorrosion, samtidig med at den har god sejhed, lav duktil-til-skør overgangstemperatur, modstandsdygtighed over for intergranulær korrosion og gunstige mekaniske egenskaber og svejseegenskaber.

Materiale kan gemmes under samme trykforhold. Flydestyrken og spændingskorrosionsbestandigheden af ​​duplex rustfrit stålrør er næsten dobbelt så stor som austenitisk rustfrit stål. Den lineære ekspansionskoefficient er lavere end for austenitisk rustfrit stål og er tættere på kulstofstål. Koldsmedningsegenskaber er dog ringere end austenitiske rustfrie stål.

Svejsbarhed: Det rustfri stålrør udviser generelt god svejsbarhed med lav følsomhed over for både kolde og varme revner. Typisk er forvarmning ikke nødvendig før svejsning, og varmebehandling efter svejsning er ikke nødvendig. På grund af den lave tendens til enfaset ferritdannelse i den varmepåvirkede zone (HAZ) og det høje nitrogenindhold, kan gode omfattende egenskaber opnås ved at vælge passende svejsematerialer og kontrollere varmetilførslen.

Varm revnedannelse: Tilbøjeligheden til varm revnedannelse er betydeligt lavere end for austenitisk rustfrit stål. Dette skyldes, at nikkelindholdet ikke er overdrevent højt, niveauet af urenheder, der danner eutektika med lavt smeltepunkt, er meget lavt, hvilket gør dannelsen af ​​flydende film med lavt smeltepunkt mindre sandsynlig. Desuden er risikoen for hurtig kornvækst ikke udbredt ved høje temperaturer.

Skørhed af den varmepåvirkede zone (HAZ): Et primært problem ved svejsning af dupleksrør af rustfrit stål er HAZ. På grund af den hurtige afkølingseffekt af den termiske svejsecyklus bevarer HAZ, som er i en ikke-ligevægtstilstand, ofte en for stor mængde ferrit ved afkøling. Dette kan øge modtageligheden for korrosion og brint-induceret revnedannelse.

Svejsemetallurgi: Under svejsningen af ​​duplex rustfrit stål gennemgår mikrostrukturen af ​​svejsemetallet og HAZ en række ændringer under påvirkning af den termiske cyklus. Ved høje temperaturer er mikrostrukturen afrustfrit stålrører overvejende ferritisk, idet austenit udfældes under afkølingsprocessen. Mængden af ​​udfældet austenit er påvirket af forskellige faktorer.