Inconel Kimpalan 625: Amalan Terbaik untuk GTAW, GMAW dan SMAW

Inconel 625 (UNS N06625)ialah nikel-kromium-molibdenum-niobium superaloi yang terkenal dengan gabungan luar biasa kekuatan-suhu tinggi, rintangan kakisan yang luar biasa dalam kedua-dua persekitaran pengoksidaan dan pengurangan serta kebolehkimpalan yang sangat baik. Ia adalah antara aloi nikel yang paling boleh dikimpal dalam kegunaan komersial - tetapi 'boleh dikimpal' tidak bermakna 'mudah dikimpal'. Kimpalan Inconel 625 tanpa pematuhan kepada kawalan prosedur tertentu secara rutin mengakibatkan keretakan panas, keliangan, kekurangan pelakuran dan pemekaan-zon terjejas (HAZ) - haba - yang kesemuanya boleh menyebabkan kegagalan perkhidmatan-pramatang dalam menuntut aplikasi.

Panduan ini menyediakan rujukan teknikal tahap parameter-yang muktamad untuk mengimpal Inconel 625 menggunakan tiga proses paling penting: Kimpalan Arka Tungsten Gas (GTAW / TIG), Kimpalan Arka Logam Gas (GMAW / MIG) dan Kimpalan Arka Logam Terlindung (SMAW / Stick). Ia merangkumi pemilihan logam pengisi,-jadual parameter khusus proses, penyediaan bersama, punca kecacatan dan penyelesaian serta semua piawaian kelayakan antarabangsa yang berkaitan. Setiap bahagian distrukturkan untuk memberikan kesimpulan langsung dan boleh disebut.

ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) ialah logam pengisi yang betul dan dinyatakan secara universal untuk GTAW dan GMAW Inconel 625. ENiCrMo-3 (AWS A5.11) ialah elektrod SMAW yang sepadan. Menggunakan mana-mana logam pengisi lain - termasuk keluli tahan karat ER316L atau pengisi keluli karbon - secara teknikalnya tidak betul dan akan menghasilkan sambungan dengan rintangan kakisan yang lebih rendah dan prestasi suhu tinggi.

Harta Kimpalan Inconel 625

Inconel 625 mengandungi kira-kira 61% nikel, 21.5% kromium, 9% molibdenum, dan 3.65% niobium (columbium). Unsur-unsur ini memberikan ciri-ciri yang cemerlang, tetapi ia juga mencipta cabaran kimpalan khusus yang sangat berbeza daripada mengimpal keluli tahan karat biasa atau keluli karbon.

Mengapa Inconel 625 Berkelakuan Berbeza daripada Keluli Tahan Karat dalam Kimpalan

Empat ciri metalurgi Inconel 625 menjadikannya berkelakuan berbeza daripada keluli tahan karat semasa mengimpal:

Kekonduksian terma rendah (9.8 W/m·K pada 20 darjah lwn. 16 W/m·K untuk 316L SS): Haba tertumpu berhampiran kimpalan dan bukannya tersebar ke dalam logam asas. Ini bermakna kolam kimpalan kekal panas dan cair lebih lama, dan kecerunan suhu zon terjejas haba (HAZ) adalah lebih curam. Akibat praktikal adalah herotan yang lebih besar dan risiko pemekaan yang lebih tinggi melainkan input haba dikawal ketat.

Pekali pengembangan haba yang tinggi (13.1 x 10-6/ darjah pada 20-315 darjah ): Inconel 625 mengembang dan mengecut dengan ketara lebih daripada keluli karbon (12.0 x 10-6/ darjah ) apabila dipanaskan dan disejukkan. Ini menjadikan pengurusan herotan semasa mengimpal sebagai tugas kejuruteraan yang kritikal, memerlukan lekapan, urutan kimpalan seimbang, dan jarak kimpalan jelujur maksimum 50-75 mm.

Kolam kimpalan yang lembap dan likat: Kandungan nikel yang tinggi menjadikan kolam kimpalan Inconel 625 nyata lebih likat ('lembap') daripada kolam kimpalan keluli tahan karat atau keluli karbon. Ini boleh membawa kepada tindakan pembasahan yang lemah pada hujung kaki kimpal - meningkatkan risiko kekurangan gabungan dan pemotongan rendah jika amperage dan kelajuan perjalanan tidak ditetapkan dengan betul.

Kecenderungan kepada rekahan panas jika tercemar: Surih sejumlah sulfur, fosforus, plumbum atau bismut - walaupun daripada cap jari, pen penanda atau cecair pemotong baki - menyebabkan filem cecair antara butiran yang retak semasa pemejalan kimpalan. Pembersihan bukan pilihan: ia adalah prasyarat untuk kualiti kimpalan.

The Plain-Bahasa Penjelasan: Apakah Hot Cracking?

Bayangkan sebatang coklat menyejukkan selepas dituang ke dalam acuan. Jika anda menolak acuan sebelum ia menjadi pejal sepenuhnya, coklat yang masih-cecair akan terkoyak secara dalaman - yang serupa dengan rekahan panas. Dalam kimpalan, apabila logam cair menjadi pejal, ia mengecut. Jika tegasan pengecutan terkumpul lebih cepat daripada logam memperoleh kekuatan (yang berlaku dalam julat suhu betul-betul di bawah pepejal), kimpalan separa pejal terkoyak di sepanjang sempadan butiran. Filem-titik lebur-rendah bagi sulfida atau fosfida - hadir jika logam tercemar - menjadikan koyakan ini lebih mudah. Ubatnya: hapuskan pencemaran, hadkan input haba, dan isi kawah sepenuhnya sebelum mengeluarkan arka.

Pengisi ERNiCrMo-3 untuk Ketiga-tiga Proses

Memilih logam pengisi yang salah untuk Inconel 625 adalah salah satu kesilapan paling berbangkit yang boleh dilakukan oleh fabrikasi. Pengisi yang salah boleh mengurangkan rintangan kakisan, merendahkan kekuatan suhu tinggi-dan memperkenalkan kerentanan keretakan - tiada satu pun daripadanya akan kelihatan sehingga peralatan gagal dalam perkhidmatan, yang berpotensi membawa bencana.

Jadual 1: Perbandingan Logam Pengisi untuk Inconel Kimpalan 625 (Ni + Elemen Utama Lain, berat%)

Sumber:AWS A5.14 'Spesifikasi untuk Nikel dan Nikel-Alloy Bare Welding Electrod and Rods' (edisi semasa); AWS A5.11 'Spesifikasi untuk Nikel dan Nikel-Elektrod Kimpalan Aloi untuk Kimpalan Arka Logam Terlindung' (edisi semasa); Special Metals Corporation 'INCONEL aloi 625' Penerbitan SMC-027 Rev.2 (2018); Haynes International H-3159.

Mengapa ERNiCrMo-3 ialah pilihan yang betul: ERNiCrMo-3 (juga dikenali dengan nama dagangan INCO-WELD 686 CPT atau Metrode Nimrod 625) mempunyai komposisi yang direka khusus untuk memadankan kimia aloi logam asas Inconel 625. Kandungan kromium dan molibdenum yang tinggi memastikan bahawa deposit kimpalan mempunyai rintangan kakisan yang setara dengan logam asas - kritikal dalam aplikasi seperti saluran paip luar pesisir, vesel pemprosesan kimia, dan peralatan penyahsulfuran gas serombong di mana kimpalan terdedah kepada persekitaran agresif yang sama seperti logam asas.

Mengapa ER316L adalah salah untuk sambungan tinggi-Inconel 625: ER316L (ERNiCrMo-4 kadangkala dikelirukan dengan 316L) hanya mempunyai 11-14% Ni dan 18-20% Cr - kira-kira satu pertiga kandungan nikel dan molyb bes. Dalam perkhidmatan menghakis, ini mewujudkan pasangan galvanik antara logam kimpalan dan logam asas yang boleh menyebabkan kakisan kimpalan keutamaan, menafikan semua perlindungan kakisan bahan asas Inconel 625.

Nota perolehan kritikal: ERNiCrMo-3 wayar pengisi mesti dibeli dengan laporan ujian kilang yang disahkan yang mengesahkan kimia setiap AWS A5.14. Dawai pengisi aloi nikel palsu atau salah diklasifikasikan telah dikenal pasti dalam rantaian bekalan global. Memerlukan kebolehkesanan nombor haba dan pengesahan kimia pihak ketiga untuk aplikasi kritikal.

GTAW (TIG) untuk Inconel 625

Kimpalan Arka Tungsten Gas (GTAW), juga dikenali sebagai kimpalan TIG (Tungsten Inert Gas), ialah proses pilihan untuk mengimpal akar paip Inconel 625,-tiub dinding nipis, komponen ketepatan dan sebarang aplikasi yang kualiti kimpalan dan kekukuhan dalaman adalah kriteria utama. GTAW menyediakan kawalan terbaik ke atas input haba dan ciri-ciri arka bagi sebarang proses kimpalan gabungan, menjadikannya standard untuk pas akar saluran paip aeroangkasa, nuklear dan luar pesisir.

Penyediaan Permukaan Merupakan Langkah Kritikal Pertama - Jangan Sekali-kali Langkau Ini

Sebelum sebarang kerja GTAW bermula pada Inconel 625, urutan penyediaan permukaan berikut mesti dilengkapkan mengikut urutan:

Degrease dengan aseton atau metil etil keton (MEK) - kedua-dua belah sendi dan 50 mm belakang dari garisan kimpalan.

Berus dawai dengan berus keluli tahan karat DEDICATED (bukan keluli karbon, tidak dikongsi dengan bahan lain) untuk mengeluarkan filem oksida.

-Penyusutan semula selepas memberus - memberus boleh melumurkan sisa minyak ke permukaan.

Periksa di bawah cahaya terang atau UV untuk mengesan filem minyak, cat, tanda pen marker atau pencemaran lain.

Kimpalan dalam masa 4 jam penyediaan; jika tertangguh, ulangi nyahgris.

Ungkapan 'berus keluli tahan karat DEDICATED' adalah kritikal. Menggunakan berus yang sebelum ini digunakan pada keluli karbon akan membenamkan zarah besi ke dalam permukaan Inconel 625. Zarah-zarah besi ini kemudiannya akan menyebabkan kakisan galvanik setempat dalam fabrikasi siap - betul-betul jenis pencemaran-kegagalan yang disebabkan yang membuatkan fabrikasi aloi nikel berpengalaman berkeras pada perkakas khusus.

Jadual 2: Parameter Kimpalan GTAW untuk Inconel 625 (UNS N06625)

Sumber:AWS A5.14 (ERNiCrMo-3 klasifikasi); Produk Kimpalan Logam Khas 'INCO-WELD A Electrod and INCONEL Filler Metal 82' (SMC-043); Haynes International 'Pembuatan Aloi Asas Nikel Hastelloy' (H-2010C, disesuaikan untuk 625 logam asas); Lincoln Electric 'Buku Panduan Prosedur Kimpalan Arka' (edisi ke-14); 'Garis Panduan untuk Kimpalan Arka Tungsten Gas (GTAW)' Miller Electric (2022).

Kembali-Pembersihan Bukan Pilihan - Ia Wajib untuk Kualiti Akar

Kembali-membersihkan - gas argon yang mengalir secara berterusan di bahagian akar sambungan kimpalan semasa kimpalan - adalah salah satu keperluan yang paling tidak dihargai dan di bawah-dikuatkuasakan dalam kimpalan paip aloi nikel. Tanpa pembersihan belakang-, kimpalan akar di bahagian dalam paip atau vesel terdedah kepada oksigen atmosfera pada suhu di mana Inconel 625 akan teroksida dengan cepat, membentuk permukaan kasar, berliang, mudah terhakis secara kronik yang biasanya dipanggil 'gula'.

Paras oksigen sasaran di bahagian belakang-pembersihan adalah di bawah 20 ppm (bahagian per juta) - bersamaan dengan kurang daripada 0.002% oksigen. Ini memerlukan argon yang mengalir untuk masa yang mencukupi untuk membersihkan udara dari bahagian dalam paip sebelum kimpalan bermula (suatu proses yang dipanggil 'masa tinggal'), dan mengekalkan aliran sepanjang laluan akar dan sekurang-kurangnya pas isian pertama. Penganalisis oksigen sebaris yang dipasang di saluran ekzos amat disyorkan untuk aplikasi kritikal.

GMAW (MIG) untuk Inconel 625 Isi dan Pas Cap

Kimpalan Arka Logam Gas (GMAW), juga dikenali sebagai kimpalan MIG (Metal Inert Gas), digunakan secara meluas untuk pas isian dan penutup Inconel 625, fabrikasi bahagian-berat dan persekitaran pengeluaran di mana daya pemprosesan adalah penting. GMAW dengan pemindahan berdenyut mencapai kadar pemendapan 3-4 kali lebih tinggi daripada GTAW sambil mengekalkan kawalan input haba yang mencukupi - menjadikannya pilihan standard untuk bejana tekanan dinding tebal, manifold luar pesisir dan fabrikasi kimpalan struktur.

Mengapa Pemindahan Litar-Ringkas Tidak Boleh Digunakan untuk Inconel 625

Pemindahan litar- pintas (mod di mana wayar menyentuh kolam kimpalan secara fizikal dan kemudian melengkung ke belakang berulang kali pada 20-200 Hz) adalah perkara biasa untuk kimpalan GMAW keluli karbon. Ia tidak boleh digunakan untuk Inconel 625. Sebabnya ialah kolam kimpalan likat aloi: secara ringkasnya-mod litar, tenaga yang dihantar setiap kitaran tidak mencukupi untuk menggabungkan dengan betul nikel likat-kolam kimpalan aloi ke dinding sisi sambungan, mengakibatkan kekurangan sistematik-yang mungkin menyebabkan kecacatan radiografik yang tidak dapat dikesan melalui ujian radiografik yang tidak jelas. dalam perkhidmatan.

Mod pemindahan yang betul ialah pemindahan semburan (di atas arus peralihan semburan, biasanya 170-180 A untuk 1.2 mm ERNiCrMo-3 wayar) atau pemindahan semburan berdenyut. Semburan berdenyut menyampaikan pemindahan logam mod semburan dengan input haba purata tetapan arus yang lebih rendah - menjadikannya sesuai untuk Inconel 625 di mana kedua-dua gabungan yang baik dan input haba terkawal diperlukan serentak.

Jadual 3: Parameter Kimpalan GMAW untuk Inconel 625 (UNS N06625)

Sumber:AWS A5.14 (ERNiCrMo-3 klasifikasi wayar); Lincoln Electric 'Panduan Aloi Nikel Kimpalan' NI-1 (2021); Nota Aplikasi 278 'Pulsed GMAW of Nickel Aloi' Miller Electric (2020); Buletin Teknikal Produk Kimpalan Logam Khas W-3165 (GMAW Inconel 625); Eutectic Corporation 'Panduan Kimpalan MIG Aloi Nikel' NI-MIG-7 (2019).

Pemilihan Gas Perisai: Tiada Penambahan CO2 Dibenarkan

Untuk GMAW keluli karbon, campuran gas pelindung yang mengandungi CO2 (seperti 75% Ar + 25% CO2 - yang biasa dipanggil 'C25') adalah standard kerana CO2 meningkatkan kestabilan arka dan penembusan kimpalan. Campuran gas ini tidak boleh digunakan untuk kimpalan Inconel 625. Penambahan CO2 dan oksigen dalam gas pelindung bertindak balas dengan-kolam kimpalan kromium tinggi untuk membentuk kromium oksida, yang: (1) menghabiskan kromium daripada logam kimpalan, mengurangkan rintangan kakisan; (2) membentuk kemasukan oksida pepejal dalam kimpalan; dan (3) mencipta permukaan manik yang kusam dan teroksida yang mengganggu gabungan-antara.

Gas perisai yang betul ialah argon tulen (99.99% minimum ketulenan) atau campuran-helium argon. Penambahan helium (15-50%) meningkatkan voltan arka dan input haba pada kelajuan suapan wayar yang sama, meningkatkan penembusan pada bahagian tebal dan mengurangkan 'jari kaki sejuk' (jari kaki kimpalan tidak bercantum) yang merupakan kecacatan biasa dalam aloi nikel GMAW.

SMAW (Stik) untuk Pembaikan Medan dan Kimpalan Inconel 625 Jauh

Kimpalan Arka Logam Terlindung (SMAW), juga dipanggil kimpalan kayu atau kimpalan arka logam manual (MMA), menggunakan elektrod tertutup - rod logam yang disalut dengan fluks - dan bukannya gas pelindung yang berasingan. Ini menjadikan SMAW paling mudah alih dan{3}}tahan cuaca daripada ketiga-tiga proses,-sesuai untuk pembaikan medan peralatan Inconel 625, kimpalan penyelenggaraan dalam ruang terkurung dan pembinaan di lokasi di mana silinder gas tidak boleh digunakan secara praktikal.

ENiCrMo-3 Pengendalian Elektrod Adalah Kritikal - Kelembapan Menyebabkan Keliangan

Elektrod tertutup untuk SMAW Inconel 625 - ENiCrMo-3 setiap AWS A5.11 - adalah sensitif-lembapan. Tidak seperti elektrod keluli karbon, yang mungkin bertolak ansur dengan pendedahan ringkas kepada udara lembap tanpa kesan kualiti yang ketara, elektrod aloi nikel-menyerap kelembapan dari atmosfera dalam beberapa jam selepas mengeluarkannya daripada pembungkusan tertutup. Kelembapan yang diserap terurai kepada hidrogen pada suhu kimpalan, menyebabkan keliangan hidrogen - lompang gas sfera yang diagihkan melalui logam kimpalan yang mengurangkan kekuatan mekanikal dan hayat lesu.

Protokol pengendalian elektrod wajib ialah: (1) simpan tertutup dalam pembungkusan asal sehingga sedia untuk digunakan; (2) bakar pada suhu 120-200 darjah selama 1-2 jam dalam ketuhar elektrod khusus sebelum digunakan; (3) pindahkan ke ketuhar rod mudah alih (dikekalkan pada 80-120 darjah ) untuk kegunaan tapak kerja; (4) buang mana-mana elektrod yang telah ditinggalkan di udara terbuka selama lebih daripada 4 jam tanpa ketuhar rod.

Jadual 4: Parameter Kimpalan SMAW untuk Inconel 625 (UNS N06625)

Sumber:AWS A5.11 (ENiCrMo-3 pengelasan elektrod); Panduan Aplikasi 'Aloi Nikel Kimpalan Batang' Lincoln Electric NI-SMAW-1 (2022); Produk Kimpalan Logam Khas 'Helaian Data Elektrod ENiCrMo-3' W-4175; Bahan Habis Kimpalan Metrode 'Helaian Data Ni60 ENiCrMo-3' (2021); Teknologi Bahan Sandvik 'Kimpalan Aloi Tahan Karat dan Nikel Aloi Tinggi' (disesuaikan untuk Inconel 625 SMAW).

Mengapa Amperage Mesti Lebih Rendah untuk Inconel 625 Daripada Keluli Karbon

Elektrod E7018 keluli karbon 3.2 mm biasanya dijalankan pada 90-130 A. 3.2 mm ENiCrMo-3 elektrod untuk Inconel 625 hendaklah dijalankan pada hanya 75-110 A - lebih kurang 15-20% lebih rendah. Sebabnya ialah kerintangan elektrik Inconel 625 yang tinggi (1.29 mikro-ohm-meter vs. 0.10 untuk keluli karbon): bahagian tenaga elektrik yang lebih tinggi dilesapkan sebagai haba dalam rintisan elektrod dan bukannya dalam arka. Menjalankan amperage yang terlalu tinggi menyebabkan elektrod menjadi terlalu panas, kerosakan fluks, percikan yang berlebihan dan kehilangan fungsi pelindung - mengakibatkan keliangan dan logam kimpalan teroksida.

GTAW, GMAW, SMAW - Pilih mengikut Aplikasi

Tiada proses kimpalan tunggal yang optimum untuk semua aplikasi Inconel 625. Jadual berikut membandingkan secara langsung GTAW, GMAW dan SMAW merentas semua kriteria yang berkaitan dengan fabrikasi Inconel 625 industri, menyediakan panduan pemilihan yang muktamad.

Jadual 5: Perbandingan Proses - GTAW lwn GMAW lwn SMAW untuk Inconel 625 (UNS N06625)

Sumber:'Buku Panduan Kimpalan' AWS Jilid 2 (edisi ke-9, Bab 7: Kimpalan Aloi Nikel dan Kobalt); Lincoln Electric 'Panduan Lengkap untuk Melindungi Gas untuk Kimpalan MIG' (2022); Nota Permohonan 'GTAW lwn GMAW lwn SMAW' Miller Electric 'Perbandingan Proses' 190; Data pengelompokan ASME IX QW-432; penanda aras produktiviti industri daripada Haynes International H-3092B (disesuaikan untuk data Inconel 625).

Peraturan pemilihan proses yang sesuai: Gunakan GTAW untuk pas akar dan bahan nipis di mana kualiti diutamakan; gunakan pas isian/cap GMAW untuk memaksimumkan produktiviti pada bahagian melebihi 4 mm; gunakan SMAW untuk kimpalan lapangan, tapak terpencil atau pembaikan yang bekalan gas tidak praktikal. Gabungan akar GTAW + isian GMAW ialah prosedur standard industri untuk kebanyakan fabrikasi paip dan vesel Inconel 625.

Lapan Kimpalan dalam Fabrikasi Inconel 625

Jadual berikut mengkatalogkan kecacatan yang paling kerap dihadapi semasa mengimpal Inconel 625 merentas ketiga-tiga proses, puncanya, strategi pencegahan dan kaedah pengesanan. Jadual ini adalah hasil pengalaman agregat daripada literatur kejuruteraan kimpalan dan maklum balas medan OEM selama beberapa dekad fabrikasi Inconel 625.

Jadual 6: Kecacatan Kimpalan Biasa dalam Fabrikasi Inconel 625 - Punca, Pencegahan dan Pengesanan

Sumber:Buku Panduan Antarabangsa ASM Vol. 6 'Kimpalan, Pateri dan Pematerian' (Bab: Kimpalan Aloi Nikel); ASME Bahagian IX QW-143 (keperluan NDE); Cary, HB dan Helzer, SC 'Teknologi Kimpalan Moden' (edisi ke-6, Pearson, 2005); Dunkerton, SB TWI 'Kimpalan Aloi Nikel' (Institut Kimpalan, Abington, UK, Siri Pengetahuan Teknikal 9); NACE SP0170 'Pengukuran Medan Kriteria Perlindungan Katodik Elektrokimia' (rujukan untuk SCC dalam perkhidmatan); ISO 5817 'Kimpalan - Tahap kualiti untuk ketidaksempurnaan'.

Input Haba Merupakan Pembolehubah Induk - Menguruskannya Mengawal Enam daripada Lapan Kecacatan

Memeriksa jadual kecacatan mendedahkan bahawa input haba yang berlebihan - sama ada daripada terlalu-amperage terlalu tinggi, terlalu-kelajuan perjalanan yang perlahan, atau penyejukan antara laluan yang tidak mencukupi - adalah sama ada punca langsung atau faktor penyumbang dalam enam daripada lapan kecacatan yang disenaraikan. Ini bukan kebetulan: input haba ialah pembolehubah kawalan metalurgi utama dalam kimpalan Inconel 625.

Input haba (dalam kJ/mm)=(Amps x Volt x 60) / (1000 x Kelajuan Perjalanan dalam mm/min). Formula ini mesti dikira untuk setiap pas kimpalan menggunakan parameter sebenar yang direkodkan pada WPS (Spesifikasi Prosedur Kimpalan). Untuk GTAW, sasaran adalah di bawah 1.5 kJ/mm setiap pas. Untuk GMAW, sasaran adalah di bawah 2.0 kJ/mm setiap pas. Mana-mana WPS yang tidak menyatakan had input haba untuk Inconel 625 adalah kekurangan teknikal untuk aplikasi perkhidmatan kritikal.

Geometri Persediaan Bersama untuk Inconel 625

Oleh kerana kolam kimpalan Inconel 625 lebih likat (lembap) daripada keluli karbon atau keluli tahan karat, ia tidak mengalir ke dalam geometri sambungan yang ketat dengan mudah. Percubaan untuk menggunakan sudut alur yang sama seperti keluli karbon akan mengakibatkan kekurangan sistematik-penyatuan-pada dinding sisi sambungan - kecacatan yang sukar dikesan dan bencana dalam tekanan-yang mengandungi perkhidmatan.

Jadual 7: Geometri Persediaan Bersama untuk Inconel 625 mengikut Ketebalan Bahan

Sumber:ASME B16.25 'Buttwelding Ends' (serong paip); AWS D1.6 'Kod Kimpalan Struktur - Keluli Tahan Karat' (prinsip geometri bersama, disesuaikan untuk aloi nikel); ASME Bahagian IX QW-469 (dokumentasi reka bentuk bersama); Produk Kimpalan Logam Khas 'Kimpalan INCONEL dan Aloi INCOLOY' (SMC-029); Bahan Habis Kimpalan Metrode 'Spesifikasi Kejuruteraan untuk Kimpalan Paip Aloi Nikel' (ME-NI-005, 2020).

Spesifikasi sudut disertakan 75-80 darjah untuk alur-V tunggal pada bahagian sederhana (4.8-12 mm) adalah 15-20 darjah lebih lebar daripada alur V keluli karbon biasa. Lebar tambahan ini adalah penting: alur yang lebih luas menyediakan akses dinding sisi yang diperlukan untuk rod pengisi GTAW untuk mencapai garis gabungan dengan betul tanpa operator perlu memegang elektrod pada sudut yang akan menjejaskan liputan gas pelindung.

Kebersihan permukaan pemesinan atau sambungan tanah: Selepas penyediaan mekanikal (pengisaran, pemesinan, atau pemotongan plasma), permukaan serong mesti dibersihkan mengikut prosedur dalam Bahagian 3.1. Plasma-permukaan yang dipotong atau dipotong secara terma mungkin mempunyai kromium oksida pada muka serong yang akan menyebabkan kekurangan-penyatuan-jika tidak dialihkan dengan mengisar diikuti dengan nyahyah. Roda pengisar 80-120 grit khusus untuk aloi nikel (tidak dikongsi dengan keluli karbon) adalah alat yang betul.

Pra-Kimpalan dan Pasca{1}}Peraturan Rawatan Kimpalan untuk Inconel 625

Kimpalan keluli karbon hampir selalu memerlukan pemanasan awal - menaikkan suhu logam asas sebelum mengimpal untuk mengelakkan keretakan sejuk akibat hidrogen-. Untuk Inconel 625, pemanasan awal tidak diperlukan dan tidak boleh digunakan melainkan logam asas berada di bawah 5 darjah (dalam kes ini, pemanasan sederhana-sehingga suhu bilik untuk menghilangkan lembapan pemeluwapan boleh diterima).

Menggunakan suhu prapanas jenis keluli karbon-(100-300 darjah ) pada Inconel 625 akan menjadi tidak produktif: ia meningkatkan suhu interpass melebihi had 100 darjah, meningkatkan input haba dan risiko pemekaan. Sebab metalurgi juga berbeza: Inconel 625 adalah austenit dan tidak membentuk martensit atau mempunyai tingkap kerentanan hidrogen seperti yang dilakukan oleh karbon atau keluli aloi rendah.

Pasca-Rawatan Haba Kimpalan (PWHT) - Umumnya Tidak Diperlukan, tetapi dengan Pengecualian Penting

Bagi kebanyakan aplikasi Inconel 625 - perkhidmatan tahan kakisan-, perkhidmatan suhu-tinggi, - pasca-rawatan haba kimpalan (PWHT) fabrikasi struktur tidak diperlukan dan tidak berfaedah. Keadaan sebagai-yang dikimpal boleh diterima sepenuhnya untuk perkhidmatan, dengan syarat prosedur kimpalan telah dilaksanakan dengan betul dengan input haba terkawal dan suhu interpass.

Pengecualian penting di mana PWHT mungkin ditentukan:

Perkhidmatan gas masam (persekitaran H2S) setiap NACE MR0175 / ISO 15156: Rawatan haba pelepasan tekanan mungkin diperlukan untuk mengurangkan tegasan kimpalan sisa dan mengekalkan kekerasan logam kimpalan di bawah HRC 40.

Perkhidmatan kriogenik (di bawah -100 darjah ): Penyepuhlindapan larutan pada 1150 darjah diikuti dengan penyejukan pantas mungkin diperlukan untuk memastikan kestabilan dan keliatan austenit penuh pada suhu rendah yang melampau.

Pengerasan umur (jika Inconel 625 digunakan dalam pemendakan-bentuk pengerasan setiap AMS 5663 Gred 2): Memerlukan kitaran penuaan tertentu; rujuk spesifikasi bahan yang berkenaan.

Kimpalan logam tidak serupa (Inconel 625 kepada keluli karbon): Pas mentega Inconel 625 pada bahagian keluli karbon mungkin memerlukan PWHT setiap ASME VIII atau B31.3 untuk menangani keperluan PWHT keluli karbon - menggunakan PWHT sebelum membuat kimpalan berbeza.

Pasif dan Pasca-Pembersihan Kimpalan

Selepas kimpalan, zon berwarna-haba (kawasan berubah warna bersebelahan dengan kimpalan) pada Inconel 625 mewakili kawasan di mana filem pasif kromium oksida telah terganggu dan mungkin mengandungi zon habis Cr-. Untuk aplikasi kritikal-kakisan (cth, farmaseutikal, pemprosesan makanan, perkhidmatan air laut),-paspasi kimpalan disyorkan:

Pembersihan mekanikal: Berus dawai keluli tahan karat (dikhususkan kepada aloi nikel) diikuti dengan letupan kasar dengan manik kaca atau media alumina.

Pempasifan kimia: 20% larutan asid nitrik pada 50-60 darjah selama 30 minit, diikuti dengan pembilasan dan pengeringan air yang menyeluruh. Sebagai alternatif, pempasifan asid sitrik setiap ASTM A967.

Pes penjerukan: Pes penjerukan-hidrofluorik asid nitrik digunakan untuk memanaskan zon warna; amat berkesan tetapi memerlukan PPE penuh dan pelupusan terkawal.

Soalan Lazim

J: Tidak. ER308L (untuk tahan karat 304L) dan ER316L (untuk tahan karat 316L) mengandungi hanya 10-14% Ni dan 18-20% Cr - sama sekali tidak mencukupi untuk dipadankan dengan sifat logam asas Inconel 625. Menggunakan pengisi ini akan menghasilkan sambungan dengan rintangan kakisan yang jauh lebih rendah dan kekuatan suhu tinggi daripada bahan asas, mewujudkan zon kakisan atau kegagalan keutamaan yang terjamin pada setiap kimpalan. Pengisi yang betul ialah ERNiCrMo-3 (GTAW/GMAW) atau ENiCrMo-3 (SMAW) setiap AWS A5.14 dan A5.11 masing-masing. Tiada pengganti yang boleh diterima untuk logam pengisi ini apabila mengimpal Inconel 625 dalam perkhidmatan kakisan atau suhu tinggi.

S: Adakah pemanasan awal diperlukan sebelum mengimpal Inconel 625?

J: Tiada pemanasan awal - tidak diperlukan untuk Inconel 625 dan tidak boleh digunakan. Berbeza dengan karbon atau keluli aloi-rendah, Inconel 625 ialah aloi austenit tanpa masalah pereputan hidrogen atau transformasi martensit yang memerlukan pemanasan awal. Jika logam asas berada di bawah 5 darjah (cth, dari storan sejuk atau keadaan luar), suam sederhana-sehingga suhu ambien (maksimum 20 darjah ) boleh diterima untuk menghilangkan lembapan pemeluwapan. Sebarang prapanas di atas suhu bilik adalah tidak produktif: ia meningkatkan input haba dan menaikkan suhu interpass melebihi had maksimum 100 darjah, meningkatkan pemekaan dan risiko retak panas.

S: Apakah yang menyebabkan keliangan dalam kimpalan Inconel 625 GTAW, dan bagaimana saya boleh membetulkannya?

J: Keliangan dalam kimpalan Inconel 625 GTAW hampir selalu disebabkan oleh salah satu daripada tiga sumber: (1) Pencemaran permukaan - minyak, lembapan atau oksida pada logam asas atau wayar pengisi; bersih mengikut protokol dalam Bahagian 3.1. (2) Melindungi kualiti gas - argon di bawah ketulenan 99.99% atau saluran gas yang tercemar; menggantikan gas dan meniup garisan sebelum mengimpal. (3) Panjang arka terlalu panjang - arka lebih panjang daripada 4 mm menarik gas atmosfera; memendekkan arka. Keliangan daripada SMAW paling biasa disebabkan oleh{12}}elektrod yang diserap lembapan; bakar elektrod pada suhu 150 darjah selama 2 jam dan simpan dalam ketuhar rod. Baiki dengan mengisar zon berliang sepenuhnya dan{16}}mengimpal semula dengan prosedur yang diperbetulkan.

S: Apakah kaedah NDE yang terbaik untuk memeriksa kimpalan Inconel 625?

J: Pemilihan kaedah NDE bergantung pada jenis kecacatan kebimbangan dan kod yang berkenaan: (1) Ujian Radiografik (RT) - terbaik untuk kecacatan isipadu (keliangan, kemasukan, kekurangan penembusan dalam pas akar paip). Piawaian industri untuk perkhidmatan cecair biasa ASME B31.3. (2) Ujian Ultrasonik Tatasusunan Berperingkat (PAUT) - lebih baik daripada RT konvensional untuk kecacatan planar (kekurangan gabungan, retak panas) dan pemeriksaan bahagian-tebal. Semakin dinyatakan sebagai pengganti RT untuk aplikasi luar pesisir dan nuklear. (3) Ujian Penembusan Cecair (PT / FPI) - kaedah pemeriksaan permukaan mandatori; mengesan permukaan{12}}rekahan yang disambungkan, keliangan dan kekurangan gabungan pada pas penutup. (4) Ujian Visual (VT) - diperlukan untuk semua kimpalan pengeluaran tanpa mengira NDE lain; memeriksa profil manik, potongan bawah dan keadaan permukaan. Inconel 625 bukan-magnet, jadi Ujian Zarah Magnetik (MT) tidak berkenaan.

S: Bolehkah Inconel 625 dikimpal kepada keluli karbon, dan apakah prosedur yang diperlukan?

J: Ya, Inconel 625 dikimpal secara kerap kepada keluli karbon dalam konfigurasi kimpalan logam berbeza (DMW) - contohnya, semasa peralihan daripada kerja paip keluli karbon kepada paip Inconel 625 dalam loji kimia. Prosedur yang disyorkan ialah: (1) Sapukan lapisan 'mentega' ERNiCrMo-3 logam pengisi pada bahagian keluli karbon, biasanya 3-6 mm tebal, menggunakan GTAW. (2) Sapukan PWHT pada kepingan keluli karbon (jika diperlukan oleh kod yang berkenaan untuk Nombor P keluli karbon) sebelum membuat kimpalan penyambung. (3) Mesin atau kisar lapisan mentega ke permukaan yang bersih. (4) Buat kimpalan cantuman antara keluli karbon yang disapu mentega dan Inconel 625 menggunakan pengisi ERNiCrMo-3. JANGAN gunakan PWHT selepas kimpalan penyambung - ini akan membuatkan Inconel 625 HAZ menjadi sensitif. WPS/PQR khusus untuk kombinasi yang tidak serupa diperlukan di bawah ASME Bahagian IX.