Η θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση ενισχύει την ανθεκτικότητα του κράματος χάλυβα

Η συγκόλληση δημιουργεί θερμικές και μηχανικές τάσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε παραμόρφωση, διάβρωση ή αστοχία των συγκολλημένων μετάλλων. Οι θερμικές κατεργασίες μετά τη συγκόλληση, όπως η ανόπτηση με διάλυμα και η σκλήρυνση, τροποποιούν τη μικροδομή του μετάλλου προκειμένου να αμβλυνθούν οι συγκεντρώσεις τάσεων που δημιουργούνται μετά τη συγκόλληση, αυξάνοντας τελικά τη διάρκεια ζωής.

Η PWHT μπορεί να εκτελεστεί με διάφορους τρόπους ανάλογα με την κλίμακα του έργου και τις συνθήκες του χώρου. Οι κλίβανοι λειτουργούν καλύτερα όταν επεξεργάζονται μεγαλύτερα εξαρτήματα όπως τα δοχεία πίεσης- τα θερμαντικά μαξιλάρια αντίστασης και τα επαγωγικά πηνία λειτουργούν καλύτερα για την επεξεργασία συγκεκριμένων ζωνών συγκόλλησης όπως οι αγωγοί.

Ανακούφιση από το άγχος

Η ανακούφιση από τις τάσεις αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο πολλών κωδίκων δοχείων πίεσης και σωληνώσεων. Η μέθοδος PWHT περιλαμβάνει τη θέρμανση ολόκληρης της συγκολλημένης χαλύβδινης κατασκευής σταδιακά μέχρι τη μέγιστη θερμοκρασία της, επιτρέποντας τη διαστολή και την απελευθέρωση των υπολειπόμενων τάσεων συγκόλλησης. Η PWHT μπορεί επίσης να μειώσει τα επίπεδα σκληρότητας για βελτιωμένη ανθεκτικότητα και ολκιμότητα.

Η PWHT απαιτείται λόγω του σχηματισμού υψηλών εσωτερικών τάσεων στις συγκολλημένες κατασκευές που υπερβαίνουν τις τάσεις σχεδιασμού, λόγω των θερμικών κλίσεων που προκύπτουν κατά τη συγκόλληση του μετάλλου συγκόλλησης και του μητρικού υλικού. Η PWHT περιλαμβάνει τη θέρμανση των συγκολλήσεων μέχρι τις θερμοκρασίες PWHT για καθορισμένο χρονικό διάστημα πριν από την ομοιόμορφη ψύξη- η γνώση της θερμοκρασίας PWHT για κράμα χάλυβα εξασφαλίζει βέλτιστα αποτελέσματα θέρμανσης και ψύξης- η προσεκτική επιλογή της θα οδηγήσει σε επιτυχή αποτελέσματα.

Μικροδομικές τροποποιήσεις

Η PWHT μεταβάλλει τη σύνθεση του μετάλλου συγκόλλησης με τρόπους που αυξάνουν την αντοχή σε κρούση. Οι παρατηρήσεις SEM αποκάλυψαν βελονοειδή και κοκκώδη δευτερογενή κατακρημνίσματα στο μέταλλο συγκόλλησης που ταυτοποιήθηκαν με τη χρήση περίθλασης ηλεκτρονίων επιλεγμένης περιοχής ως "καρβίδια MC", με σχέσεις προσανατολισμού κυβικών κύβων επί κύβων με τη μήτρα.

Οι Lan et al. διερεύνησαν την επίδραση της συγκόλλησης και της PWHT στη μικροδομή του Hastelloy N ποιότητας 760 MPa. Οι συγκολλήσεις και από τις δύο τεχνικές αποκάλυψαν λατυποπαγή μαρτενσίτη με διασκορπισμένα συστατικά μικροκαρβιδίου- εκείνες που έγιναν με συγκολλήσεις LBW είχαν χονδροειδή μπαινίτη. Μετά την επεξεργασία PWHT, πολλά σωματίδια καρβιδίου MC κατακερματιστήκαν και αναδιανεμήθηκαν σε όλη τη συγκόλληση, δημιουργώντας κοκκώδη χονδροειδή μπαινίτη πλούσιο σε V, Ni και Mo.

Οι Guo et al μελέτησαν την επίδραση της συγκόλλησης με λέιζερ χωρίς μέταλλο πλήρωσης στη μικροδομή του χάλυβα S960MC. Τα συγκολλημένα δοκίμια εμφάνισαν μικροδομή SCHAZ, αποτελούμενη από κατώτερο μπαινίτη, ICHAZ με περιοχές υψηλού άνθρακα και αυτοσκληρυμένο μαρτενσίτη και FGHAZ με μεγάλη δομή κόκκων.

Αντοχή στη διάβρωση

Η διάβρωση είναι μια οργανική διαδικασία κατά την οποία τα μέταλλα αντιδρούν με περιβαλλοντικά στοιχεία και διαβρώνουν τις ιδιότητες και την ακεραιότητά τους, με αποτέλεσμα να μην λειτουργούν και να υποβαθμίζεται η δομή τους με την πάροδο του χρόνου. Τα ανθεκτικά στη διάβρωση υλικά, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, το αλουμίνιο και το τιτάνιο, έχουν αναπτυχθεί ειδικά για την αντιμετώπιση αυτής της διαδικασίας φθοράς.

Ορισμένα υλικά, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, έχουν ενσωματωμένη αντίσταση στη διάβρωση λόγω της χημικής τους σύστασης. Το χρώμιο στο κράμα του δημιουργεί ένα λεπτό προστατευτικό στρώμα οξειδίου στην επιφάνειά του, το οποίο κρατάει το οξυγόνο έξω και το εμποδίζει να φτάσει στο εσωτερικό του μετάλλου, αποτρέποντας έτσι τον σχηματισμό σκουριάς. Επιπλέον, αυτό το παθητικό και αυτοθεραπευόμενο στρώμα οξειδίου αναγεννάται σε περίπτωση που συμβεί γρατζουνιά ή το μέταλλο γδαρθεί ή καταστραφεί.

Η τεχνολογία συγκόλλησης PWHT χρησιμοποιείται για την ελαχιστοποίηση των τάσεων κατά τη διάρκεια των διαδικασιών συγκόλλησης, οι οποίες μπορεί να συμβάλλουν στη διάβρωση των ανοξείδωτων χαλύβων και άλλων κραμάτων. Με τον μετριασμό αυτών των τάσεων και τη βελτίωση της αντίστασης έναντι της διάβρωσης σε συγκολλημένες κατασκευές, η PWHT μπορεί να τις μετριάσει και να αυξήσει την αντοχή στη φθορά των κραματοποιημένων συγκολλήσεων μειώνοντας τις υπολειπόμενες τάσεις, βελτιώνοντας την κατανομή των κραματικών στοιχείων και μειώνοντας το πορώδες στις συγκολλήσεις - προωθώντας έτσι την αντίσταση στη διάβρωση.

Ανθεκτικότητα

Η ανθεκτικότητα είναι υψίστης σημασίας κατά την κατασκευή γεφυρών και υπεράκτιων πλατφορμών, και η θερμική επεξεργασία πριν και μετά τη συγκόλληση εξασφαλίζει ότι το έργο σας μπορεί να αντέξει σε ακραίες θερμοκρασίες, διάβρωση, κόπωση και άλλες δυνάμεις χωρίς να καταρρεύσει ή να υποβαθμιστεί με την πάροδο του χρόνου.

Η PWHT συμβάλλει στην πρόληψη της ρηγμάτωσης που προκαλείται από υδρογόνο, στη μείωση των θερμικών κλίσεων, στη βελτίωση της συγκολλησιμότητας και της ποιότητας της συγκόλλησης, στην ενίσχυση της ολκιμότητας, στην εξουδετέρωση της ζώνης συγκόλλησης και στην προστασία των συγκολλητών. Επιπλέον, η PWHT μπορεί να μειώσει τη διασπορά/παραμόρφωση της συγκόλλησης αυξάνοντας την παραγωγικότητα.

Οι θερμοκρασίες PWHT εξαρτώνται από τη σύνθεση του υλικού και τις συνθήκες λειτουργίας, όπως η θερμική ανακύκλωση, η έκθεση σε διάβρωση και η φόρτιση λόγω κόπωσης. Ο ανεπαρκής έλεγχος της θερμοκρασίας θέτει σε κίνδυνο την ακεραιότητα της συγκόλλησης και μειώνει την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας- η μη έγκαιρη εφαρμογή της μπορεί να προκαλέσει αστοχία της συγκόλλησης ή να μειώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα. Κατά την εργασία με διαφορετικά μέταλλα είναι ιδιαίτερα κρίσιμο να διατηρούνται υπό έλεγχο οι κλίσεις και η κατανομή της θερμότητας, ώστε κάθε τμήμα της συγκόλλησης να λαμβάνει τη θερμοκρασία-στόχο για συγκόλληση χωρίς παραμόρφωση, ρωγμές, διάβρωση ή ρωγμές και να διασφαλίζεται ο σχηματισμός περλίτη ή φερρίτη. Η TEAM προσφέρει ακριβείς κύκλους θέρμανσης σε όλους τους κύκλους θέρμανσης αντίστασης, επαγωγής και φλόγας που διασφαλίζουν ότι κάθε ίντσα και κάθε σχισμή λαμβάνει τους επιθυμητούς κύκλους θέρμανσης ώστε να μην εμφανίζονται κλίσεις και η κατανομή θερμότητας διασφαλίζει ότι κάθε μέρος της συγκόλλησης λαμβάνει τους επιθυμητούς κύκλους θέρμανσης για την ελαχιστοποίηση των κλίσεων και της κατανομής θερμότητας ώστε να επιτυγχάνεται η καλύτερη δυνατή ποιότητα και αποτελεσματικότητα της συγκόλλησης για διαφορετικά μέταλλα. Για να ανταποκριθεί στους ακριβείς κύκλους θέρμανσης της TEAM (αντίσταση, επαγωγή ή φλόγα) μεγιστοποιεί τους ομοιόμορφους κύκλους θέρμανσης ώστε να ελαχιστοποιούνται οι κλίσεις και η κατανομή θερμότητας ώστε να διασφαλίζεται ότι όλες οι περιοχές λαμβάνουν την επιθυμητή θερμοκρασία μειώνοντας έτσι την παραμόρφωση, τη δημιουργία ρωγμών διάβρωσης ενώ παράλληλα ενθαρρύνει το σχηματισμό λεπτών περλιτών/ σχηματισμό φερριτών/διάβρωση κ.λπ.