La saldatura è il processo di formatura chiave per tubi riscaldanti integrati in acciaio inossidabile 316 flangiati, a forma di U-e piegati. Difetti di saldatura come pori, crepe, penetrazione incompleta e sensibilizzazione intergranulare sono i principali pericoli nascosti che portano a perdite e rottamazioni premature durante il servizio. Molti guasti ai tubi di riscaldamento derivano da saldature non standardizzate piuttosto che da corrosione media. Questo articolo analizza i tipici difetti di saldatura, i meccanismi di rischio e gli schemi di controllo del processo mirati.
1. Difetti e cause dei pori
I pori sono minuscole cavità all'interno o sul cordone di saldatura, causate principalmente dalla superficie sporca del pezzo, dalla schermatura instabile dell'argon e dall'eccessiva umidità sui fili di saldatura. Macchie di olio, ruggine e vapore acqueo sulla superficie del tubo durante la saldatura si decompongono in idrogeno e ossigeno, che non riescono a fuoriuscire in tempo dal bagno di fusione e formano buchi. Il flusso di argon troppo piccolo o il blocco degli ugelli provocano l'intrusione di aria, generando pori di azoto. I pori interrompono la continuità della struttura della saldatura, diventando punti concentrati per l'accumulo di ioni cloruro e inducendo una rapida penetrazione della vaiolatura.
Misure di prevenzione: lucidare e pulire rigorosamente l'area di saldatura per rimuovere la pelle di olio e ossido; cuocere il filo di saldatura per rimuovere l'umidità; impostare una portata ragionevole di argon, garantire la protezione completa della parte anteriore e posteriore della saldatura; controllare la velocità di saldatura per prolungare il tempo di galleggiamento del bagno di fusione per lo scarico del gas.
2. Sensibilizzazione alla corrosione intergranulare
Quando la saldatura e la zona interessata dal calore-rimangono all'interno dell'intervallo di temperatura di 450 gradi ~ 850 gradi per lungo tempo, il carburo di cromo precipita lungo i bordi dei grani, provocando un impoverimento di cromo ai bordi dei grani e una resistenza alla corrosione locale notevolmente ridotta. Anche se il materiale di base è qualificato 316, la parte saldata diventerà il collegamento più debole contro la corrosione. La soluzione più efficace è adottare l'acciaio inossidabile 316L a basso-carbonio come materia prima per ridurre la fonte di precipitazione del carbonio. Dopo la saldatura, viene adottato un raffreddamento rapido per abbreviare il tempo di permanenza nella zona di temperatura di sensibilizzazione; per i tubi di riscaldamento a parete spessa-utilizzati in ambienti fortemente corrosivi, viene effettuato un trattamento di ricottura post-solubilizzazione per dissolvere i carburi precipitati.
3. Crepe termiche e crepe fredde
Durante la solidificazione del bagno di fusione si verificano cricche termiche, legate a eccessivi elementi di impurità come zolfo e fosforo nel materiale di base e a un'eccessiva corrente di saldatura. Le cricche da freddo compaiono per lo più dopo il raffreddamento della saldatura, causate dallo stress di trazione residuo della saldatura e dalla fragilità del materiale. Le punte delle crepe produrranno una concentrazione di stress sotto ciclo termico e pressione media, si espanderanno rapidamente nelle fessure penetranti e causeranno perdite medie. Metodi di controllo: selezione di materie prime 316 qualificate a basso-impurità; ottimizzare i parametri di saldatura per evitare surriscaldamenti; adottare saldature segmentate e saltare la saldatura per ridurre lo stress residuo complessivo; evitare il serraggio e l'assemblaggio forzato durante l'installazione per evitare la sovrapposizione di ulteriori sollecitazioni esterne.
4. Penetrazione incompleta e mancanza di fusione
Questo difetto solitamente appare alla radice delle saldature di testa dei tubi. Piccoli spazi vuoti che non vengono fusi completamente formeranno strutture interstiziali. Il mezzo di processo permea negli spazi, gli ioni cloruro vengono continuamente arricchiti e la corrosione interstiziale si verifica preferenzialmente all'interno dello spazio, cosa che non può essere rilevata mediante un'ispezione estetica ordinaria finché non si verifica una perdita di perforazione. Ottimizzazione del processo: standardizzazione delle dimensioni della scanalatura e dello spazio di assemblaggio; utilizzare la protezione contro l'argon posteriore per garantire la formazione delle radici; implementare le necessarie ispezioni radiografiche o di penetrazione per i tubi di riscaldamento delle apparecchiature chiave per eliminare i difetti interni nascosti.
5. Sollecitazione residua di saldatura
Il riscaldamento e il raffreddamento non uniformi introducono inevitabilmente grandi sollecitazioni residue a trazione dopo la saldatura. Una volta abbinato al mezzo contenente cloruro- e a una temperatura di esercizio superiore a 60 gradi, verrà attivata direttamente la fessurazione per tensocorrosione. Piano di miglioramento: Effettuare una ricottura complessiva di distensione dopo la saldatura per tubi riscaldanti che lavorano in condizioni difficili; progettare razionalmente gli strumenti di fissaggio per ridurre lo stress da vincolo durante la saldatura.
表格
| Difetto di saldatura | Danno fondamentale | Metodo di controllo principale |
|---|---|---|
| Pori | Punto locale di inizio vaiolatura | Pulizia della superficie + schermatura stabile dell'argon |
| Sensibilizzazione | Rottura per corrosione intergranulare | Utilizzare 316L + raffreddamento rapido |
| Crepe di saldatura | Rapida propagazione delle cricche e perdite dovute a scoppio | Purificare la materia prima + ottimizzare l'apporto di calore della saldatura |
| Penetrazione incompleta | Corrosione interstiziale nascosta | Scanalatura standard + test non-distruttivi |
| Tensioni residue di trazione | Fessurazione da tensocorrosione | Trattamento antistress post-saldatura |
La rigorosa standardizzazione dell'intero processo di saldatura, dall'ispezione delle materie prime, alle specifiche operative fino al trattamento post-saldatura, può eliminare oltre il 70% dei problemi di guasto precoce dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 causati dalla qualità della saldatura.
