جوش شیمی خاص خود را دارد - که توسط پرکننده تنظیم شده است، نه فلز پایه. ریزساختار خود را دارد - دندریت های تصفیه شده از انجماد سریع، نه ساختار فرفورژه صفحه. حالتهای خرابی خود را دارد - فاز سیگما در منطقه تحت تأثیر گرما-، بارش نیترید در صورت کاهش سرعت خنکسازی، عدم تعادل فریت در صورت رانش شیمی پرکننده. جوش یک محصول است. و اگر آن را به عنوان یک مرحله در فرآیند جوشکاری به جای یک قطعه ماده ای که مسئولیت آن را بر عهده دارید، در نظر بگیریدلوله 2507تست هیدروژنی را پشت سر می گذارد و در سرویس با شکست مواجه می شود.
فرم های محصول
میله و میله
بشقاب و ورق
کویل و نوار
لوله و لوله
اتصالات: فلنج، سه راهی، آرنج، کاهش دهنده و غیره
آهنگری: حلقه، شفت، دایره، بلوک و غیره
1. چرا جوش محصولی متفاوت است
هر لوله 2507 جوش داده شده دارای سه ناحیه ریزساختاری است: فلز پایه (BM)، منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و فلز جوش (WM). فلز پایه صفحه یا لوله فرفورژهای است که-نورد و محلول-بازپخت شده - دانه ریز، فریت متعادل-آستنیت، PREN 42 است. آستنیت با سرد شدن جوش HAZ نوار باریکی در کنار جوش است که ذوب نمیشود، اما دماهایی از 600 درجه تا جامدوس و پایین آمدن را میبیند - و همین چرخه حرارتی همان چیزی است که مشکلات متالورژیکی را ایجاد میکند. جوشهای 2507 به آن معروف هستند.
نتیجه عملی: فلز پرکننده ای که انتخاب می کنید، شیمی فلز جوش را تنظیم می کند. شیمی فلز پایه ثابت است. و اگر شیمی فلز جوش با آنچه ریزساختار HAZ برای متعادل ماندن نیاز دارد مطابقت نداشته باشد، جوش از صلاحیت WPS عبور می کند و در سرویس با شکست مواجه می شود. رایجترین نسخه این شکست، حفرههای جوش در آب دریا 80 درجه است که فلز پایه میتوانست - همان لوله، همان سرویس را کنترل کند، اما جوش حلقه ضعیف است.
2. چهار گزینه پرکننده و کاری که هر کدام با جوش انجام می دهند
برای جوشکاری لوله 2507، فلز پرکننده اختیاری نیست. این تفاوت بین جوشی است که 25 سال دوام می آورد و جوشی که در تعمیرات اساسی دوم سوراخ می شود. چهار پرکننده نامزد وجود دارد و فقط دو مورد از آنها صحیح است.
| پرکننده | کلاس AWS | PREN_W (در مقابل پایه 42) | نی محتوا | وقتی درست است | وقتی اشتباه است |
|---|---|---|---|---|---|
| ER2594 | A5.9 | ~ 44 (بیش از حد) | 9.5 – 10.5% | پیشفرض - زیردریایی، ترش، همه خدمات حیاتی | هیچ چیز؛ ER2594 پیش فرض ایمن است |
| ER2553 | A5.9 | ~ 40 (منطبق) | 8.5 – 9.5% | خدمات کمتر تهاجمی، فقط ساخت مغازه | زیر دریا، H2S ترش بالای 0.05 psi، کلرید بالای 30000 ppm |
| ER2209 | A5.9 | ~ 36 (زیر-همسان شده) | 8.0 – 9.0% | 2205 فلز پایه -پایه 2507 نیست | 2507 فلز پایه (هر بار) |
| ER309LMo | A5.9 | ~ 26 (آلیاژ اشتباه) | 12.0 – 14.0% | برای 2507 چیزی نیست | هر بار- اشتباه Cr، اشتباه Mo، اشتباه N |
اعداد مهم عبارتند از PREN_W (محاسبه شده به همان روشی که فلز پایه - %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N، بدون اصلاح تنگستن برای این پرکنندهها) و محتوای نیکل. نیکل رفرم آستنیت را در حین سرد شدن - خیلی کم می کند و جوش فریتی می ماند (شکننده، مقاومت در برابر خوردگی کم). خیلی بالاست و جوش آستنیت میشود (مزیت استحکام فاز فریت را از دست میدهد).
ER2594 بیش از-تطبیق شده است. محتوای نیتروژن آن 0.25 - 0.30 درصد است، بیشتر از 0.28 درصد در فلز پایه، زیرا مقداری نیتروژن در طول انتقال از طریق قوس در اتمسفر از بین می رود. نیتروژن اضافی آن اتلاف را جبران می کند و تضمین می کند که رسوب جوش نهایی عدد فریت را در محدوده 35 تا 65 درصد حفظ می کند. ER2553 همسان است (همان نیتروژن به عنوان فلز پایه). ER2209 پرکننده مناسبی برای فلز پایه 2205 است، اما کمتر از-همسان شده برای 2507 - استفاده از آن در 2507 جوشی با فریت بالای 65 درصد و خطر نیترید Cr2N ایجاد میکند. ER309LMo یک پرکننده ضد زنگ برای اتصال فولاد ضد زنگ به فولاد کربنی است - فاقد نیتروژن، تعادل مولیبدن برای دوبلکس نیست، و هیچ تجارتی در 2507 استفاده نمیشود. اما به دلیل موجود بودن در طبقات مغازهها نشان داده میشود.
شماره واحد برای تأیید در هنگام تحویل: PREN_W پرکننده، در MTC. اگر زیر 40 باشد، ER2594 یا ER2553 ندارید. شما یک فیلر اشتباه دارید.
3. پنجره ورودی گرما - چرا "Weld It Like 316L" جوش را می شکند
پنجره ورودی گرمای 2507 0.5 تا 2.5 کیلوژول بر میلی متر است و هر دو انتهای این محدوده مهم است. انتهای پایین از بارش نیترید Cr2N در HAZ جلوگیری می کند (خطری که وقتی جوش تا 800 درجه خیلی سریع سرد می شود تا آستنیت اصلاح نشود). پایان بالا از بارش فاز سیگما در HAZ جلوگیری می کند (خطری که وقتی جوش از 600 تا 1000 درجه خیلی آهسته سرد می شود). باند 0.5-2.5 کیلوژول بر میلیمتر همان باندی است که به هر دو هدف - آنقدر سریع میزند تا از دماغه سیگما عبور کند، به اندازه کافی آهسته برای اصلاح آستنیت.
سازنده ای که به جوش 316L عادت دارد، گرمای ورودی را تا 1.5-2.0 کیلوژول بر میلی متر می رساند و آن را جوش خوب می نامد. برای 316 لیتر، خوب است. برای 2507، این قسمت بالای نوار امن - است و هر گونه تغییر کوچک (قوس طولانی، سرعت حرکت آهسته، بخش ضخیم که گرما را نگه میدارد) جوش را به ناحیه فاز سیگما- فشار میدهد. باند واجد شرایط WPS 0.5 تا 2.5 کیلوژول بر میلیمتر است، اما نقطه مجموعه تولید باید 0.8 تا 1.5 کیلوژول بر میلیمتر باشد تا حاشیه برای تغییرات کوچک اجتنابناپذیر باقی بماند.
پنجره دیگری که اهمیت دارد دمای بین پاس است. برای 2507، حداکثر 150 درجه - و در حالت ایده آل زیر 100 درجه برای خدمات زیر دریا. بالاتر از 150 درجه، مهره قبلی به اندازه کافی داغ می ماند تا HAZ چرخه های حرارتی را جمع کند و گرمای ورودی تجمعی تعادل فریت را تغییر می دهد.
قانون عملی: WPS را در یک پنجره تولیدی محکم بنویسید، نه محدوده واجد شرایط گسترده. اگر WPS بگوید "0.5-2.5 kJ/mm"، جوشکار زمانی که شرایط بد باشد به 2.5 می رسد. اگر WPS بگوید "0.8-1.5 kJ/mm"، جوشکار باید فعالانه کار کند تا باند را ترک کند.
نقشه ریزساختار HAZ - آنچه در سه منطقه اتفاق می افتد
در داخل هر جوش 2507، HAZ یک چیز نیست. این یک گرادیان پیوسته از ریزساختارها است که توسط دمای پیک نمایه می شود. سه زیر-منطقه مهم:
| منطقه فرعی HAZ- | اوج دما | ریزساختار | خطر شکست |
|---|---|---|---|
| HAZ{0}}دمای بالا (HT-HAZ) | 1250 - 1350 درجه (نزدیک به جامد) | رشد بیش از حد دانه؛ فریت نزدیک به 100٪ در خنک شدن سریع؛ برخی اصلاحات آستنیتی | کمترین مقاومت در برابر خوردگی در اتصال جوش؛ فریت-PREN به طور مؤثر در اینجا 28–32 است |
| دمای متوسط-HAZ | 950 - 1200 درجه | پالایش جزئی دانه؛ تعادل فریت-آستنیت نزدیک به 50/50 است | برای اکثر خدمات قابل قبول است |
| دمای پایین HAZ (LT-HAZ) | 600 - 950 درجه | خطر بارش فاز سیگما اگر 60 تا 600 ثانیه بماند | شکنندگی؛ از دست دادن تاثیر Charpy; حساسیت حفره ای |
HT{0}}HAZ منطقه شکست خاموش است. پس از جوشکاری، در زیر میکروسکوپ متعادل به نظر می رسد - اما مقاومت در برابر خوردگی آن به طور قابل اندازه گیری کمتر از فلز پایه است زیرا فاز فریت دانه دانه بزرگ دارای PREN کمتری نسبت به پایه فرفورژه است. در سرویس کلرید بالای 40 درجه، HT-HAZ جایی است که حفره شروع می شود.
LT-HAZ ناحیه شکنندگی کند-است. فاز سیگما 60 ثانیه طول می کشد تا در 2507 در 850 درجه - که سریع به نظر می رسد، هسته شود، اما در مقایسه با سرعت خنک شدن جوش کند است. اگر دمای بینگذر بالاتر از 150 درجه باشد و بخش به اندازه کافی ضخیم باشد که گرما را در خود نگه دارد، LT{9}}HAZ میتواند سیگما را در چرخههای حرارتی متعدد جمع کند. ضربه Charpy در -46 درجه از 200 J در فلز پایه به 60-80 J در سیگما{15}} یاتاقان LT-HAZ کاهش مییابد. این تفاوت بین گذراندن و عدم موفقیت در صلاحیت زیردریایی NORSOK M-630 است.
خود فلز جوش (WM) از 100% فریت در مایع (1600 درجه) شروع می شود و آستنیت را در طول خنک شدن تا 1200 تا 800 درجه اصلاح می کند. اگر سرعت خنکسازی در این محدوده سریع باشد (ورودی حرارت بالا + بخش ضخیم=خنک شدن آهسته)، آستنیت زمان کافی برای اصلاح ندارد و جوش بیش از حد فریتی میماند. اگر سرعت خنکسازی بسیار سریع باشد (ورودی حرارت کم + بخش نازک=سرد شدن سریع)، اصلاح آستنیت سرکوب میشود و به جای آن نیتریدهای Cr2N تشکیل میشوند. هر دو حد، عدد فریت را از هدف 35 تا 65 درصد خارج می کنند.
آنچه WPS کنترل میکند: ورودی گرما (میزان خنککننده)، دمای بین گذر (سیکل حرارتی تجمعی را تنظیم میکند) و پیشگرم (معمولاً برای دیوارهای 2507 زیر 50 میلیمتر لازم نیست؛ بالای 50 میلیمتر، حداکثر 100 درجه پیشگرم برای حذف رطوبت).
آنچه WPS کنترل نمی کند: ریزساختار HAZ که نتیجه می شود. این همان چیزی است که آزمون صلاحیت روش (PQR) و تأیید ASTM A923 برای آن است.
ASTM A{0}} سه روش برای تأیید جوشی که دارید
ASTM A923 روش تست استاندارد برای تشخیص فازهای بین فلزی مضر در فولادهای زنگ نزن دوبلکس است. این دارای سه روش (A، B، C) است و هر یک به دنبال یک مشکل متفاوت است:
| روش | تست کنید | آنچه را می گیرد | معیار قبولی | هنگامی که مورد نیاز است |
|---|---|---|---|---|
| روش الف | اچ در 40٪ NaOH، الکترولیتی در 1 - 3 V. در 10 تا 30× برای حمله مرزی دانه-بررسی کنید | فاز سیگما و چی در جوش و HAZ | بدون حمله مرزی پیوسته-به هیچ نمونه | تمام جوش های 2507 برای سرویس ترش یا کلرید بالای 40 درجه |
| روش B | ضربه بریدگی Charpy V-در دمای -46 درجه بر روی نمونه های جوش و HAZ | تردی ناشی از سیگما، چی، یا آلفا{0}}پرایم (475 درجه) | بزرگتر یا مساوی با میانگین 54 ژول سه نمونه روی فلز جوش. بزرگتر یا مساوی 54 ژول در نمونه های HAZ | سرویس زیر دریا، برودتی، ترش |
| روش ج | روش ASTM G48 آزمایش حفرهای در 40 درجه، 24 ساعت، روی کوپن جوش | مقاومت در برابر سوراخ شدن فلز جوش (از دست دادن PREN) | بدون ایجاد حفره در بزرگنمایی 20×. کاهش وزن <0.001 گرم در سانتی متر مربع | سرویس H2S ترش،-زیر دریا با کلرید بالا |
روش A ارزانترین و سریعترین روش - است که میتوان آن را در یک آزمایشگاه فروشگاهی در عرض دو ساعت انجام داد. مشکلات فاحش فاز سیگما{2}}را پیدا می کند. اگر روش A حمله مرزی دانه-را نشان میدهد، جوش رد میشود و WPS باید مجدد- واجد شرایط شود.
روش B تست ضربه - است و روشی است که اغلب به عنوان حالت شکست ذکر شده است. جوشی که از روش A عبور می کند ممکن است همچنان روش B را از بین ببرد زیرا انرژی ضربه به بارندگی آلفا{2}مهم حساس است (تردی 475 درجه که طی ماه ها در سرویس ایجاد می شود). برای خدمات زیر دریا، روش B چک غیرقابل مذاکره-است.
روش C تست خوردگی است - گرانترین و کندترین روش (خیساندن + معاینه 24 ساعته) است، اما تنها روشی است که مستقیماً آنچه را که جوش در سرویس کلرید انجام می دهد اندازه می گیرد. اگر PREN_W فیلر شما 36 بود (چون اشتباهاً از ER2209 استفاده کردید)، روش C آن را پیدا می کند. روش A ممکن است آن را از دست بدهد. روش B ممکن است آن را از دست بدهد.
قانون عملی برای خدمات زیر دریا و ترش: نیاز به هر سه روش در هر کوپن صلاحیت روش. روش A و روش B را در هر جوش تولیدی (یا حداقل بر اساس نمونه برداری در بخش IX ASME) الزامی کنید. فقط در صورتی از روش C صرف نظر کنید که سرویس خورنده نباشد
PWHT - تنها درمانی که در 2507 انجام نمی دهید
این کوتاه است و بیشترین نقض قانون در جعل 2507 است. عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) در محدوده 600 تا 950 درجه، فاز سیگما را در جوش های 2507 و HAZ رسوب می دهد. برعکس آن چیزی است که شما می خواهید. جوش باید به سرعت در آن محدوده خنک شود، نه اینکه در آن نگه داشته شود.
اگر سازنده شما PWHT را برای یک پیشنهاد دهدجوش 2507- برای کاهش تنش پسماند، برای "تثبیت" ریزساختار، یا به این دلیل که از همان کوره برای فولاد کربنی استفاده میشود و چرخه آنها در حال اجرا هستند - دستور را متوقف کنید و{2}}WPS را مجدداً واجد شرایط کنید. PWHT در 2507 اختیاری نیست. مخرب است.
تنها عملیات حرارتی قابل قبول در جوش 2507، بازپخت مجدد محلول در 1050 - 1100 درجه و سپس خاموش کردن سریع آب است. این کار در آسیاب روی صفحه یا لوله انجام می شود، نه در مزرعه پس از جوشکاری. بازپخت مجدد محلول در میدان عملی نیست (شما نمی توانید یک جوش میدانی 6{9}}اینچی را در یک کوره قرار دهید). بنابراین WPS برای تولید ریزساختار صحیح در اولین خنک کننده طراحی شده است - و به همین دلیل است که ورودی گرما و پنجره های interpass اهمیت زیادی دارند.
درخت تصمیم پرکننده - در 30 ثانیه درست را انتخاب کنید
قبل از باز کردن کاتالوگ پرکننده، از این درخت برای انتخاب پرکننده برای جوش 2507 استفاده کنید:
| خدمت شما | پرکننده برای استفاده | چرا |
|---|---|---|
| جریان یا جامپر زیر دریا، آب دریا، 5 تا 50 درجه | ER2594 | بیش از حد PREN_W 44; نیتروژن-غنی; A923 Methods A+B+C را می گذراند |
| خط جریان زیر دریا با فشار جزئی H2S ترش بالای 0.05 psi | ER2594(اجباری) | فقط پرکننده ای که به طور مداوم از حد سختی NACE MR0175 در HAZ عبور کند |
| لوله کشی بالا، خنک کننده آب دریا، دمای محیط | ER2553 | مطابق با PREN_W 40; ارزان تر از ER2594؛ قابل قبول برای خدمات کمتر بحرانی |
| فروشگاه ساخت مخزن یا مخزن تحت فشار، قرار گرفتن در معرض اتمسفر | ER2553 | پرکننده منطبق، واجد شرایط فقط برای استفاده در فروشگاه- |
| اتصال 2507 به 316L (جوش غیر مشابه) | ER309LMo(با محدودیت) یاERNiCrMo-3(پرکننده Inconel 625) | 309LMo فقط برای فروشگاه-. پرکننده 625 برای هر سرویس صحرایی |
| پیوستن 2507 به فولاد کربنی | ERNiCrMo-3(پرکننده Inconel 625) | روش استاندارد جوش غیر مشابه؛ پرکننده نیکل رقت را مدیریت می کند |
اگر پاسخ شما به "کدام پرکننده" "ER2209 است زیرا فروشگاه آن را در انبار دارد" یا "ER309LMo زیرا سازنده همیشه از آن استفاده می کند" - پرکننده اشتباهی دارید و اگر آن را آزمایش کنید جوش ASTM A923 روش C از کار می افتد.
سوالات متداول
تفاوت ER2594 و ER2553 برای جوش 2507 چیست؟
هر دو پرکنندههای دوبلکس{0}افزاینده نیتروژن هستند که برای 2507 طراحی شدهاند. ER2594 بیش از حد (PREN_W ~44 در مقابل فلز پایه 42)، با نیتروژن بالاتر (0.25-0.30%) برای جبران تلفات قوس است. ER2553 مطابقت دارد (PREN_W ~40، نیتروژن 0.20 - 0.25٪). از ER2594 برای خدمات زیردریایی، H2S ترش و هر سرویس کلرید حیاتی استفاده کنید. از ER2553 برای ساخت تجهیزات کمتر حیاتی در مغازه استفاده کنید، جایی که صرفه جویی در هزینه اهمیت دارد.
آیا می توانم از ER2209 برای جوش 2507 استفاده کنم؟
شماره ER2209 پرکننده صحیح برای دوبلکس 2205 (S32205)، با PREN_W ~36 است. استفاده از آن بر روی فلز پایه 2507 جوشی با محتوای فریت بالای 65 درصد و خطر نیترید Cr2N ایجاد می کند. جوش احتمالاً در روش A ASTM A923 شکست خواهد خورد (حمله مرزی{11}}بعد از اچ قابل مشاهده است). از ER2594 یا ER2553 در 2507 استفاده کنید.
محدوده حرارت ورودی برای جوش 2507 چقدر است؟
0.5 تا 2.5 کیلوژول بر میلیمتر در هر محدوده واجد شرایط ASME بخش IX، با مجموعه تولید محدود-نقطه 0.8 تا 1.5 کیلوژول بر میلیمتر. زیر 0.5 کیلوژول بر میلی متر، فریت اضافی و خطر نیترید Cr2N. بالای 2.5 کیلوژول بر میلی متر، ریسک فاز سیگما در HAZ. از نقطه مجموعه{11}}تولید، نه محدوده واجد شرایط، در WPS استفاده کنید.
انجام می دهدجوش 2507نیاز به PWHT؟
شماره PWHT در محدوده 600 – 950 درجه، فاز سیگما را در جوش های 2507 و HAZ رسوب می دهد. جوش باید در آن محدوده به سرعت خنک شود. اگر سازنده شما PWHT را برای 2507 پیشنهاد کرد، سفارش را متوقف کنید. تنها عملیات حرارتی قابل قبول، آنیل مجدد محلول در 1050-1100 درجه با خاموش کردن سریع آب است که در آسیاب انجام می شود.
ASTM A923 Method A واقعاً چه چیزی را آزمایش می کند؟
روش A یک مقطع جوش صیقلی-را در 40% NaOH در ولتاژ 1 تا 3 ولت به مدت 5 تا 10 ثانیه به صورت الکترولیتی حکاکی میکند، سپس آن را با بزرگنمایی 10 تا 30× برای حمله مرزی بررسی میکند. حمله مداوم در امتداد مرزهای دانه نشان دهنده بارش سیگما یا فاز chi در جوش یا HAZ است. کوپن عبوری مرزهای دانه تمیز را بدون حمله ترجیحی نشان می دهد.
چه عدد فریتی در جوش 2507 قابل قبول است؟
35 – 65 درصد فریت توسط ASTM E562 (فریتسکوپ یا روش مغناطیسی) یا با محاسبه نمودار WRC-1992. کمتر از 35 درصد، جوش استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را که فاز فریت ایجاد می کند از دست می دهد. بیش از 65٪، جوش شکننده می شود و بارش نیترید Cr2N یک خطر است. تقسیم 50/50 هدف است.
لوله 2507 که به درستی جوش داده شده چقدر در سرویس زیر دریا دوام می آورد؟
برای خدمات دریایی کلاس مرجان- (تزریق آب دریا کلر در 40 درجه، عمر طراحی 25 سال)، خط جریان 2507 جوش داده شده مناسب با پرکننده ER2594، ورودی گرما 0.8 - 1.5 کیلوژول بر میلیمتر، فریت 35 - 35 - ASTMt A9 + ASTMt برای گذراندن 9% AB3+ است. عمر طراحی کامل 2507 جوش نامناسب (پرکننده اشتباه، ورودی حرارت بالا، عدم تایید A923) در مدت 3 تا 7 سال در همان سرویس مشاهده شده است.
آیا به یک لوله 2507 یا قرقره پیش ساخته با ترکیب شیمیایی جوش، تعادل فریت و تأیید ASTM A923 نیاز دارید که واقعاً از-بازرسی شخص ثالث عبور کند؟
HUITONG لوله UNS S32750 و قرقره های پیش ساخته را به ASTM A790 / A928 با ASME Section IX-پرکننده واجد شرایط WPS، ER2594 / ER2553 (بدون مجموعه 309LMo یا ER2209)، ورودی حرارت 0.8 KJ/0. فریت 35 تا 65 درصد به ازای هر روش ASTM E562 و ASTM A923 A + B + C در هر کوپن صلاحیت روش. برنامه لوله، شرایط خدمات (کلرید، فشار جزئی H2S، دما) و محدوده مورد نیاز NDE را بهmarket@htpipe.comیا واتساپ+86-19339900201- و اگر مطمئن نیستید که 2507 درجه مناسبی است یا ER2594 در مقابل ER2553 پرکننده مناسبی برای سرویس شما است، سرویس را به ما بگویید و ما حداقل{4}}ترکیب هزینه ای را به شما خواهیم گفت.
