Haku
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut martensiittiset putket käytetään laajasti öljyn, kaasun, kemianteollisuuden, ilmailun, laivanrakennuksen ja ydinenergian aloilla. Heillä on korkea vahvuus, hyvä kulumiskestävyys ja tietty korroosionkestävyys, ja ne ovat ihanteellisia korkean kysynnän työoloihin. Hitsauksella tärkeänä prosessilinkinä yhteydessä ja valmistuksessa on tärkeä rooli martensiittisten ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien rakenteellisessa eheydessä ja käyttöikällä. Tämän materiaalin ainutlaatuisten metallografisten rakenteiden ja lämpökäsittelyominaisuuksien vuoksi hitsausprosessin aikana syntyy helposti vikoja, mikä vaikuttaa käytön suorituskykyyn ja turvallisuuteen.
Kylmät halkeamat (sammuttavat halkeamat)
Kylmät halkeamat ovat yksi yleisimmistä ja vaarallisimmista vikoista, kun hitsat martensiittiset ruostumattomasta teräksestä valmistetut putket. Tämän tyyppinen ruostumaton teräs sisältää suurta hiiltä ja kromia, ja martensiittinen muutos tapahtuu hitsausprosessin aikana, mikä johtaa suureen rakenteelliseen stressiin ja jäännösjännitykseen. Kun korkea-arvoinen martensiittinen rakenne on päällekkäin vetolujuudella, viivästyneitä halkeamia tai kylmähalkeamia tapahtuu erittäin todennäköisesti hitsaus- tai lämpövaikutteisella vyöhykkeellä.
Kylmät halkeamat ilmestyvät yleensä useita tunteja tai jopa päiviä hitsauksen jälkeen, ja ne ovat erittäin piilossa ja laajenevat nopeasti, vaikuttaen vakavasti rakenteen väsymyksen suorituskykyyn ja turvallisuuteen. Kylmähalkeamien esiintymisen välttämiseksi on yleensä tarpeen lämmittää hitsausalue ja omaksua asianmukainen karkaisuhoito.
Kuumat halkeamat (kiinteä liuos halkeamat)
Kuumia halkeamia tapahtuu pääasiassa hitsauksen jähmettymisprosessin aikana, mikä johtuu nestekainan kutistumisjännityksestä, joka ylittää viljarajan sitoutumislujuuden. Martensiittinen ruostumaton teräs sisältää tietyn määrän epäpuhtauselementtejä, kuten rikkiä (S) ja fosforia (P), jotka muodostavat matalan sulamispisteen eutektiikan korkeissa hitsauslämpötiloissa ja keräävät viljarajoihin vähentäen viljan rajavoimaa ja lisäävät kuumien halkeamien riskiä.
Kuumat halkeamat jakautuvat yleensä lineaarisesti viljarajoja pitkin, hoikka, syvät ja kapeat muodot. Niitä ei ole helppo havaita ulkonäöltään, ja niitä voidaan löytää vain röntgen- tai ultraäänitesteistä. Pienen ryöstö- ja matalan fosforihitsausmateriaalien käyttäminen, lämmön syöttö- ja hitsausparametrien optimointi ovat tärkeitä keinoja kuumien halkeamien estämiseksi.
Vedyn aiheuttamat halkeamat (viivästyneet halkeamat)
Jos hitsauksen aikana on kosteutta, öljyä, ruostetta tai riittämättömästi kuivattuja hitsausmateriaaleja, vety otetaan käyttöön. Vetytomit liukenevat hitsausmetalliin korkeissa lämpötiloissa ja keräävät puutteisiin tai sulkeumiin jäähdytysprosessin aikana korkeapainekaasun muodostamiseksi, mikä aiheuttaa vedyn aiheuttamia halkeamia.
Korkean kovettuvuuden vuoksi martensiittinen ruostumaton teräs on erittäin herkkä vetylle ja on erittäin alttiita vedyn aiheuttamalle halkeamiselle. Tämäntyyppinen halkeama tapahtuu usein jäähdytysvaiheessa hitsauksen jälkeen ja voi laajentua staattisen kuorman tai pienen ulkoisen kuorman alla. Matalan hydyn hitsausprosessin käyttö, esilämmitys ennen hitsausta ja hidas jäähdytys hitsauksen jälkeen ovat tehokkaita toimenpiteitä vedyn aiheuttamien halkeamien vähentämiseksi.
Hauras vika, joka johtuu kovetetusta rakenteesta
Ruostumattoman teräksen hitsausalueella, erityisesti lämmönvaikutteisella vyöhykkeellä (HAZ) paikallisen lämmityksen ja nopean jäähdytyksen vuoksi, on helppo muodostaa korkea hard-hauras martensittinen rakenne, johon liittyy jopa karbidin sateita, mikä johtaa paikallisen sitkeyden voimakkaaseen vähentymiseen.
Jos korkea-arvoinen alue ei ole kunnolla karkaistu, on erittäin helppoa aiheuttaa hauras murtuma iskukuorman tai väsymiskuorman alla. Lämpövaikutteisen vyöhykkeen haju on yleensä yksi hitsaushäiriöiden perimmäisistä syistä ja on myös keskeinen ohjauskohta hitsausprosessin arvioinnissa.
Hapetus sulkeumat ja epätäydelliset fuusiovauriot
Jos martensiittisen ruostumattoman teräksen hitsauksen aikana ei käytetä riittävästi suojakaasua tai virheellistä suojausmenetelmää, hitsausmetalli hapettuu vakavasti, muodostaen oksidin sulkeumia ja vähentävät hitsausmetallin puhtautta. Hapetusten sulkeumat eivät vain vähennä lujuutta, vaan niistä tulee myös halkeamia, jotka ovat helppo indusoida epäonnistumisen palvelun aikana.
Samanaikaisesti liian matala hitsauslämpötulo, huono uranvalmistus tai huono käyttötekniikka voi johtaa epätäydelliseen fuusioon tai puutteelliseen tunkeutumisvaurioon. Tällaiset viat vähentävät rakenteen kuormitusta kantavaa poikkileikkauspinta-alaa ja ovat tärkeitä tekijöitä väsymishalkeamien ja varhaisten murtumien aiheuttamisessa.
Liiallinen muodonmuutos ja jäännösjännitys
Vaihemuutoksen laajenemisen ja supistumisen vuoksi martensiittisen ruostumattoman teräksen hitsausprosessin aikana rasituskenttä on monimutkainen ja suuri jäännösjännitys ja hitsausmuodot muodostuvat helposti hitsauksen jälkeen. Jos sitä ei hallita, se ei vaikuta vain putkilinjan tai rakenteen mittatarkkuuteen, vaan se voi myös aiheuttaa jännityskorroosion halkeamista.
Hallitsemalla lämmön syöttöä, omaksumalla kohtuullisen hitsausjakson, sopivan kiinnitysten sijainnin ja hitsin jälkeisen lämpökäsittelyn, muodonmuutokset voidaan vähentää tehokkaasti ja jäännösjännitys voidaan vapauttaa.
Hitsaus huokoisuus ja huokoset
Jos hitsauksen aikana on kosteutta, öljyä tai epävakaa suojakaasua, tapahtuu huokoisuusvaurioita. Suurin osa näistä huokosista on jaettu hitsauksen sisään. Vaikka niistä on pieniä, niistä voi tulla helposti stressipitoisuuspisteitä korkeassa paineessa tai syövyttävissä ympäristöissä.
Huokoset voivat myös vaikuttaa hitsausten tiheyteen ja tiivistymiseen, etenkin putkistoissa, jotka kuljettavat kaasua tai korkeapaineisia nesteitä. Niiden läsnäolo vaikuttaa vakavasti järjestelmän turvalliseen toimintaan.
