Je pro svary z nerezové oceli nutná PWHT?

Ačkoli došlo k významnému pokroku v oblasti vysokoteplotních aplikací nerezových ocelí, stále přetrvávají značné problémy se svařenci kvůli problémům s praskáním při opětovném zahřátí.

K praskání při opětovném zahřátí obvykle dochází v důsledku senzibilizace v tepelně ovlivněné zóně (HAZ) a ve svaru, což vede ke srážení karbidů chromu.

Obsah uhlíku

Obsah uhlíku v oceli určuje její pevnost, tažnost a odolnost proti korozi, jakož i požadavky na svařování a tepelné zpracování po svařování (PWHT). U nerezových ocelí se může pohybovat v rozmezí od 0,03 do 0,5%, což zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení; nadměrné množství však může způsobit, že ocel bude křehká a hůře svařitelná.

Nerezové oceli často obsahují nízkouhlíkové legující prvky, jako je chrom, molybden a mangan, aby se zlepšily jejich vlastnosti. V kombinaci s těmito prvky se obsah uhlíku snižuje pod 0,25 %, což umožňuje svařitelnost, zvýšenou odolnost proti korozi a nižší obrobitelnost ve srovnání s uhlíkovými ocelemi.

Pokud jde o PWHT, nerezová ocel je obvykle lepší volbou než uhlíková ocel. Její nižší obsah uhlíku usnadňuje svařování a manipulaci ve všech výrobních procesech - což je obzvláště důležité při obrábění. Kromě toho je nerezová ocel díky nižší mezi kluzu méně náchylná k promáčknutí nebo ohnutí ve srovnání s uhlíkovými ocelemi.

Austenitické nerezové oceli mají obvykle nízký obsah uhlíku až 0,10% a často je lze svařovat bez následného tepelného zpracování (PWHT). Při spojení s uhlíkovými ocelemi jsou však tyto třídy náchylnější k mezikrystalové korozi způsobené rozdílnou tepelnou roztažností obou typů kovů. Proto je velmi důležité znát obsah uhlíku ve vaší třídě korozivzdorné oceli před výběrem úpravy PWHT.

Celková chemie

Slitiny, ze kterých se skládá nerezová ocel, se mohou značně lišit svým složením. Na jejím složení se podílejí různé poměry železa, chromu, niklu a molybdenu; jejich přesné složení závisí na tom, jaký typ slitiny nerezové oceli je zapotřebí a k jakému účelu je určena. Tyto faktory ovlivňují mimo jiné takové faktory, jako je pevnost, odolnost proti korozi, svařitelnost, hustota magnetismu a tepelná vodivost.

Některé druhy nerezové oceli například odolávají kyselým roztokům, zatímco jiné ne. Zvýšením obsahu chromu a molybdenu ve slitinách nerezové oceli se zvyšuje odolnost proti redukčním kyselinám, jako je kyselina chlorovodíková, zředěná kyselina sírová a kyselina dusičná. Bohužel se tím však nezvýší odolnost proti oxidačním kyselinám, jako je koncentrovaná kyselina sírová.

Korozní praskání pod napětím (SCC), další charakteristický znak korozivzdorných ocelí, vzniká při dlouhodobém působení chloridů a při zvýšených teplotách a vede ke vzniku trhlin v kovu. Pokud se SCC neopraví, může vést k selhání kovu, což má za následek poruchu nebo vznik trhlin, které jsou nakonec smrtelné.

Nerezové oceli mají vynikající trvanlivost a odolávají různým prostředím, což z nich činí velmi žádané materiály ve výrobě. Díky své odolnosti mohou odolávat chemickým provozům, ropovodům a plynovodům a dalším zařízením, přičemž zůstávají nehořlavé - další důvod, proč se hojně používají ve stavebnictví a ve výfukových systémech automobilů.

Teplota svařování

Nerezová ocel je vysoce odolná proti korozi, takže je vynikající volbou pro restaurační kuchyně, řemeslné pivovary, lékařské vybavení a přepravu kapalin a plynů. Nerezová ocel odolává extrémně vysokým a nízkým teplotám i mnoha formám chemického a mechanického namáhání; navíc je velmi odolná, dokáže odolat oděru a nárazům, aniž by praskla.

V závislosti na složení nerezové oceli mohou být při svařování nutná další opatření. Plně austenitické třídy (řada 300) mohou být náchylné k praskání, pokud jsou ponechány při zvýšených teplotách po delší dobu, protože přívod tepla může změnit rovnováhu mezi feritem a austenitem ve svarovém i základním kovu, což vede k případné tvorbě Sigma fáze a praskání.

Feritické a duplexní korozivzdorné oceli vyžadují zvýšenou opatrnost vzhledem k nižším mezním teplotám a vyžadují specifické teploty předehřevu a tepelného zpracování po svařování, aby se zabránilo vzniku nežádoucích fází během svařování.

Účinná PWHT může snížit citlivost SMSS-IGSCC v důsledku srážení karbidů v zónách ochuzených o chrom v blízkosti rozhraní svarů a snížit výskyt vad ve spojích souvisejících s vodíkem a zároveň zvýšit pevnost, tažnost, odolnost proti korozi a odolnost proti důlkové korozi v mírně kyselém prostředí.

Tloušťka řezu

Nerezovou ocel lze použít v mnoha aplikacích a často se volí jako materiál pro konstrukce díky své pevnosti a odolnosti proti korozi. Její pevnost je však dána nejen třídou a složením slitiny plechu, ale také jeho tloušťkou; standardní tloušťka ovlivňuje, jak snadno dojde k ohýbání nebo deformaci, přičemž silnější plechy jsou odolnější, ale vyžadují speciální nástroje pro výrobu.

Tloušťku plechů z nerezové oceli lze určit pomocí měrky. Ačkoli číslo rozměru neposkytuje příliš informací o jejich skutečné tloušťce, různé kovy mají různé rozměrové tabulky a mohou se od sebe tloušťkou značně lišit. Při výběru materiálů pro projekty konkrétních rozměrů je nezbytné zkontrolovat tabulky měr, aby se potvrdila dostupnost v požadovaných rozměrech.

Tepelné zpracování nerezové oceli po svařování (PWHT) závisí na její třídě a použití. Austenitické korozivzdorné oceli vyžadují minimální PWHT vzhledem k nízkému obsahu uhlíku a vynikající svařitelnosti; martenzitické a precipitačně kalitelné oceli mohou mít prospěch z PWHT úpravy, při které by se měl svarový spoj postupně zahřívat na cílovou teplotu a poté na této úrovni zůstat po určitou dobu.