Bahan Habis Kimpalan untuk Sambungan Aloi Nikel Tidak Sama: Matriks Pemilihan Logam Pengisi

Bagi kebanyakan sambungan aloi nikel yang tidak serupa, ERNiCrMo-3 (AWS A5.14, dipasarkan sebagai pengisi Inconel 625) ialah logam pengisi lalai, kerana kandungan nikel, kromium dan molibdenumnya yang tinggi bertolak ansur dengan pencairan daripada keluli karbon,keluli tahan karat, atau logam asas dupleks tanpa kehilangan rintangan retak atau prestasi kakisan.

Pengisi aloi-lebih tinggi seperti ERNiCrMo-4 atau ERNiCrMo-14 dikhaskan untuk sambungan yang melibatkan aloi molibdenum tinggi seperti Hastelloy C-276 atau C-22, yang memerlukan rintangan kakisan yang sepadan dan bukannya toleransi retak. Pilihan yang betul sentiasa bergantung pada pengiraan pencairan dengan gambar rajah Schaeffler atau WRC-1992, bukan pada memadankan logam asas yang lebih mahal dengan nama sahaja.

Logam Pengisi Apakah yang Harus Anda Gunakan untuk Sambungan Aloi Nikel Tidak Sama?

ERNiCrMo-3 (Pengisi jenis Inconel 625-) ialah lalai yang selamat untuk kebanyakan penyambung aloi nikel yang berbeza, kerana ia mencairkan dengan anggun dengan keluli karbon, keluli tahan karat, dupleks dan kebanyakan aloi nikel yang lain sambil mengekalkan endapan kimpalan yang tahan retak dan tahan kakisan.

Kimpalan logam yang tidak serupa, menggabungkan dua aloi berbeza pada satu sambungan, adalah perkara biasa dalam fabrikasi aloi nikel: muncung reaktor bersalut 625-dikimpal pada cangkerang keluli karbon, tiub Hastelloy yang dikimpal ke dalam helaian tiub keluli tahan karat atau badan injap Monel yang dikimpal pada paip kuprum-nikel. Dalam setiap kes, logam pengisi dipilih untuk menampung kimia kolam kimpalan yang terhasil daripada mencampurkan kedua-dua logam asas, bukan semata-mata untuk memadankan salah satu.

ERNiCrMo-3 telah menjadi lalai kerana kimia asasnya, kira-kira 62% nikel, 21.5% kromium, 9% molibdenum dan 3.6% niobium, mempunyai nikel yang mencukupi untuk kekal mulur dan tahan retak walaupun apabila ia mengambil besi daripada keluli karbon atau keluli tahan karat logam asas dan tahan corromium yang cukup bermakna. pencairan. Niobium juga menyekat rekahan panas semasa pemejalan, yang penting apabila mengimpal sambungan berbeza yang sangat terkawal.

Mengapa Kawalan Pencairan Lebih Penting dalam Kimpalan Aloi Nikel Tidak Sama?

Pencairan menentukan kimia logam kimpalan akhir, dan dalam sambungan yang berbeza ia boleh menarik mendapan di luar julat komposisi selamatnya, menyebabkan keretakan panas atau pembentukan martensit melainkan logam pengisi dipilih untuk menampan terhadap anjakan itu.

Pencairan ialah peratusan logam kimpalan siap yang berasal daripada logam asas cair dan bukannya daripada wayar pengisi atau elektrod. Dalam sambungan logam-yang serupa, pencairan hampir tidak mengubah hasil kerana kedua-dua bahagian berkongsi kimia yang sama. Dalam sambungan yang berbeza, pencairan boleh menarik logam kimpalan pada jarak yang agak jauh merentasi rajah fasa.

Kimpalan aloi nikel kepada keluli karbon:Pengambilan besi dari bahagian keluli karbon mencairkan kandungan nikel kolam kimpalan. Jika pengisi tidak membawa cukup nikel untuk mengimbangi, deposit yang terhasil boleh membentuk martensit rapuh dalam zon gabungan.

Kimpalan aloi nikel kepada keluli tahan karat austenit:Pencairan adalah lebih ringan, tetapi tahap kromium dan molibdenum masih boleh jatuh di bawah ambang yang diperlukan untuk rintangan kakisan penuh dalam persekitaran perkhidmatan.

Kimpalan aloi nikel kekeluli tahan karat dupleks: Pencairan boleh mengganggu keseimbangan ferit-austenit dalam zon gabungan, jadi pemilihan pengisi mesti mengambil kira kedua-dua kimia pencairan dan keseimbangan fasa, bukan rintangan kakisan sahaja.

Jurutera kimpalan meramalkan hasil ini menggunakan gambar rajah Schaeffler atau, lebih tepat untuk pengisi nikel-tinggi, gambar rajah WRC-1992, yang memplot setara kromium terhadap setara nikel untuk mengesahkan mendapan kimpalan yang dicairkan mendarat di kawasan mulur yang tahan retak sebelum kimpalan bermula.

Apakah Matriks Pemilihan Logam Pengisi untuk Sendi Tidak Serupa Biasa?

ERNiCrMo-3 meliputi kebanyakan sambungan yang tidak serupa yang melibatkan Inconel 625, 718, atau 825; ERNiCrMo-4 atau ERNiCrMo-14 diperlukan apabila logam asas Hastelloy C-276 atau C-22 mesti mengekalkan rintangan kakisan penuhnya merentasi sambungan.

Matriks ini adalah titik permulaan, bukan pengganti WPS/PQR yang layak. Pemilihan pengisi sebenar mesti sentiasa disahkan terhadap kelayakan ASME Seksyen IX, ketebalan logam asas khusus dan persekitaran perkhidmatan, kerana faktor seperti kandungan gas masam atau pendedahan kriogenik boleh mengatasi pengesyoran umum.

Mengapakah ERNiCrMo-3 Pilihan Lalai untuk Kebanyakan Sendi Nikel Tidak Sama?

ERNiCrMo-3 bertolak ansur dengan julat pencairan yang lebih luas daripada hampir mana-mana pengisi nikel lain sambil masih mendarat di zon tahan retak-, tahan kakisan-diagram WRC-1992, menjadikannya lalai berisiko paling rendah merentas gabungan keluli karbon, keluli tahan karat dan dupleks.

Tiga sifat menerangkan dominasinya dalam aplikasi sendi yang berbeza:

Toleransi pencairan yang luas:Oleh kerana komposisi asasnya sudah membawa nikel tinggi dan kromium dan molibdenum sederhana, ia boleh menyerap 20 hingga 30 peratus pencairan daripada logam-besi dan masih mengekalkan kemuluran dan rintangan kakisan yang boleh diterima.

Rintangan retak-panas daripada niobium:Niobium membentuk karbida yang stabil dan fasa Laves yang mengganggu laluan retak semasa pemejalan, yang paling penting dalam sambungan tidak serupa yang sangat terkawal di mana tegasan sisa dinaikkan.

Penerimaan kod luas:ERNiCrMo-3 (GTAW/GMAW) dan ENiCrMo-3 (SMAW) layak di bawah ASME Seksyen IX, AWS A5.14 dan A5.11, dan telah diluluskan secara meluas dalam spesifikasi kimpalan EPC, yang memendekkan masa kelayakan prosedur dan masa utama perolehan.

Bilakah Anda Harus Menggunakan ERNiCrMo-4 atau ERNiCrMo-14 Daripada ERNiCrMo-3?

Gunakan ERNiCrMo-4 atau ERNiCrMo-14 apabila sambungan melibatkan logam asas Hastelloy C-276 atau C-22 dan persekitaran servis memerlukan logam kimpalan untuk memadankan rintangan unggul logam asas terhadap pitting, kakisan celah atau asid pengoksidaan/penurun campuran, memandangkan ERNiCrMo-3 tidak membawa cukup aloi molibdenum selepas itu.

ERNiCrMo-4 (pengisi Hastelloy C-276):Dipilih apabila logam asas ialah C-276 dan perkhidmatannya, seperti gas masam dengan kandungan klorida yang tinggi, menuntut nombor setara rintangan pitting penuh (PREN) aloi induk dan bukannya PREN yang lebih rendah daripada deposit 625 jenis yang dicairkan.

ERNiCrMo-14 (pengisi Hastelloy C-22):Dipilih untuk logam asas C-22 dalam persekitaran asid campuran (gabungan nitrik, hidroklorik, sulfurik) di mana rintangan seimbang C-22 terhadap kedua-dua keadaan pengoksidaan dan pengurangan mesti dikekalkan dalam kimpalan.

Dalam amalan, menggunakan ERNiCrMo-3 pada sambungan C-276 adalah ralat spesifikasi yang biasa dan mahal: sambungan selalunya akan lulus ujian mekanikal standard, tetapi ia boleh gagal dalam perkhidmatan sebelum waktunya jika persekitaran cukup agresif untuk mengeksploitasi kandungan molibdenum yang lebih rendah daripada logam kimpalan yang dicairkan. Pemilihan pengisi hendaklah sentiasa didorong oleh persekitaran yang menghakis, bukan sahaja oleh kebolehkimpalan atau kos.

Bagaimana Anda Mengimpal Aloi Nikel kepada Karbon atau Keluli Aloi-Rendah?

Sambungan nikel-ke-keluli memerlukan sama ada lapisan mentega pengisi aloi nikel pada bahagian keluli sebelum pemasangan akhir, atau-pengisi nikel tinggi digunakan dalam teknik pencairan terkawal,-untuk mengelakkan pengambilan besi daripada membentuk martensit rapuh dalam zon gabungan.

Karbon dan keluli aloi-rendah menyumbang sejumlah besar besi ke kolam kimpalan berbanding dengan ketebalannya, dan tidak seperti keluli tahan karat, ia tidak membawa kromium atau nikel untuk melembutkan kesan tersebut. Dua amalan mengawal hasilnya:

Mentega:Lapisan ERNiCrMo-3 (atau aloi yang sepadan) dimendapkan pada muka keluli dan dibiarkan sejuk, kemudian dikisar rata. Kimpalan sambungan akhir kemudiannya dibuat di antara dua permukaan yang kaya-nikel, pada asasnya menukarkan sambungan yang berbeza kepada yang hampir serupa dan secara mendadak mengurangkan risiko pencairan.

Input haba rendah, teknik manik-tali:Apabila mentega tidak praktikal, meminimumkan input haba dan menggunakan berbilang hantaran rentetan dan bukannya satu pas anyaman besar mengehadkan kedalaman keluli cair dan berapa banyak besi yang memasuki kolam kimpalan.

Mentega amat diutamakan untuk sambungan servis-tebal,-tinggi atau kitaran, seperti muncung reaktor-ke-kimpalan cangkerang, kerana ia memberikan pencairan yang boleh diramal, kod-tidak kira siapa yang melakukan kimpalan medan akhir.

Bagaimana Anda Mengimpal Aloi Nikel kepada Keluli Tahan Karat Dupleks atau Super Dupleks?

ERNiCrMo-3 juga merupakan pengisi standard untuk-aloi-ke-nikel nikel kerana ia mengelak daripada mengganggu keseimbangan fasa ferit-austenit yang bergantung pada keluli tahan karat dupleks untuk kekuatan dan rintangan kakisannya.

Keluli tahan karat dupleks dan super dupleks bergantung pada kira-kira 50/50 ferit-struktur mikro austenit. Mengimpalnya kepada aloi nikel dengan pengisi padan-dupleks boleh menolak zon pelakuran ke arah lebihan ferit, memandangkan pencairan aloi nikel-menukar keseimbangan tanpa diduga. Menggunakan pengisi nikel austentik sepenuhnya,{7}}tinggi seperti ERNiCrMo-3 mengelakkan masalah ini: logam kimpalan yang terhasil adalah austenit pada kedua-dua belah sempadan pelakuran, mengetepikan soalan kawalan ferit sepenuhnya, sambil masih memberikan rintangan kakisan yang melebihi logam asas dupleks dalam kebanyakan perkhidmatan.

Apakah Peranan Mentega Main dalam Kimpalan Logam Tidak Sama?

Mentega memisahkan kimpalan pengeluaran akhir daripada sentuhan langsung dengan logam asas yang lebih mudah dicairkan-, membolehkan sambungan itu layak dan dikimpal dengan kimia pencairan yang boleh diramal,-rendah tanpa mengira ketebalan bahagian atau keadaan medan.

Mentega amat berharga dalam tiga senario: bahagian keluli karbon tebal yang mana pencairan mungkin teruk, beli-ke-sambungan medan di mana mentega boleh dilakukan di bawah keadaan kedai terkawal dan kimpalan medan akhir hanya bercantum dengan-permukaan kaya nikel yang serupa dan membaiki kimpalan yang komposisi logam asasnya tidak pasti. Sambungan mentega juga lebih mudah untuk layak di bawah ASME Bahagian IX, kerana PQR boleh berdasarkan -nikel bercirikan-ke-kimpalan akhir nikel dan bukannya kimpalan tidak serupa langsung yang lebih berubah-ubah.

Apakah Kod dan Piawaian yang Mentadbir Pemilihan Logam Pengisi untuk Sendi Nikel Tidak Sama?

AWS A5.11 dan A5.14 mengelaskan sendiri logam pengisi, ASME Seksyen IX mengawal kelayakan prosedur untuk sambungan dan NACE MR0175/ISO 15156 menambah keperluan ujian kekerasan dan kakisan-apabila perkhidmatan melibatkan keadaan masam (H2S).

AWS A5.14 (Rod dan Elektrod Kimpalan Bare Aloi Nikel dan Nikel):Mengelaskan wayar pengisi GTAW dan GMAW, termasuk ERNiCrMo-3, ERNiCrMo-4 dan ERNiCrMo-14, mengikut komposisi kimia.

AWS A5.11 (Elektrod Dilindungi Nikel dan Aloi Nikel):Mengelaskan elektrod SMAW seperti ENiCrMo-3 dan ENiCrMo-4 untuk keluarga aloi yang sama.

ASME Bahagian IX:Mentadbir kelayakan WPS/PQR untuk sambungan yang berbeza, dan menganggap perubahan dalam logam pengisi F-Nombor atau A-Nombor, atau perubahan dalam mana-mana logam asas P-Nombor, sebagai pembolehubah penting yang memerlukan kelayakan semula.

NACE MR0175 / ISO 15156:Menambahkan had kekerasan dan keperluan ujian-karat (seperti ASTM G48) untuk kimpalan aloi nikel yang berbeza yang digunakan dalam perkhidmatan minyak dan gas masam.

Soalan Lazim

Bolehkah saya menggunakan pengisi tahan karat 309L untuk menyertai Inconel 625 kepada keluli karbon?

Tidak disyorkan. 309L tidak mempunyai kandungan nikel untuk menampan dengan pasti terhadap pencairan besi daripada bahagian keluli karbon tebal, dan ia tidak membawa molibdenum atau niobium yang diperlukan untuk memadankan rintangan kakisan 625 atau rintangan retak-panas. ERNiCrMo-3, sebaik-baiknya dengan sambungan mentega, adalah pilihan yang betul.

Adakah pengisi ERNiCrMo-3 sama dengan logam asas Inconel 625?

Ia berkait rapat tetapi tidak serupa. Wayar pengisi ERNiCrMo-3 dirumus dengan kandungan niobium yang lebih tinggi sedikit daripada logam asas standard 625 khusus untuk menahan keretakan panas semasa pemejalan, kerana logam kimpalan menyejuk dan memejal secara berbeza daripada logam asas tempa atau tuang.

Adakah saya perlu mengoleskan mentega pada kedua-dua belah sendi yang berbeza, atau hanya bahagian keluli?

Biasanya hanya bahagian karbon atau keluli aloi rendah-yang memerlukan mentega. Bahagian aloi nikel atau keluli tahan karat sudah mempunyai kimia yang serasi dan tidak mencairkan kolam kimpalan dengan unsur berbahaya dengan ketara.

Apakah yang berlaku jika logam pengisi yang salah digunakan pada sambungan nikel yang berbeza?

Sambungan mungkin lulus ujian mekanikal awal tetapi gagal dalam perkhidmatan lebih awal melalui rekahan panas, pembentukan martensit atau kakisan setempat, kerana ujian tegangan dan lenturan standard tidak selalu mendedahkan kimia pencairan marginal atau kerentanan kakisan jangka-panjang.

Adakah pemilihan logam pengisi dikira sebagai pembolehubah penting di bawah ASME Bahagian IX?

ya. Perubahan dalam logam pengisi F-Nombor atau A-Nombor ialah pembolehubah penting, bermakna sebarang perubahan memerlukan WPS untuk dilayakan semula dengan PQR baharu sebelum ia boleh digunakan dalam pengeluaran.

Kesimpulan

Memilih logam pengisi yang betul untuk sambungan aloi nikel yang berbeza bermakna meramalkan kimia kimpalan yang dicairkan dan memadankannya dengan persekitaran perkhidmatan, bukan sekadar memilih pengisi yang berkongsi nama dengan salah satu logam asas.

Sambungan aloi nikel yang tidak serupa terletak di persimpangan metalurgi dan kejuruteraan kakisan: logam pengisi mesti berjaya dikimpal, menahan keretakan di bawah pencairan, dan memberikan prestasi kakisan yang sesuai dengan persekitaran perkhidmatan sebenar, kadangkala untuk dua logam asas yang lebih menuntut.

Fabrikasi yang mengira pencairan dengan gambar rajah Schaeffler atau WRC-1992, menyatakan mentega di mana sesuai dan melayakkan prosedur mengikut ASME Bahagian IX secara konsisten mengelakkan kegagalan pramatang yang datang daripada menganggap pemilihan logam pengisi sebagai carian mudah. Untuk sambungan kritikal yang berbeza dalam sistem Inconel, Hastelloy atau Monel, bekerjasama dengan pembekal yang menyimpan rangkaian penuh logam pengisi yang sepadan dan boleh menyokong pembangunan WPS/PQR secara material mengurangkan risiko fabrikasi dan kos penyelenggaraan jangka panjang.