لحام Incoloy 825 بالفولاذ المقاوم للصدأ: معرفة ERNiCrMo-3 بمعدن الحشو وتصميم الوصلات المتباينة - المعرفة

إنكولوي 825يمكن لحامها بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (316L/304) كإجراء روتيني، رمز-وصلة متباينة مؤهلة - بشرط استخدام حشو أساسه النيكل-.
AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (Inconel 625 filler, UNS N06625) هو الحشو القياسي في الصناعة-: حيث يتحمل رواسب Mo التي تزيد عن -سبائك Ni- التخفيف من كلا المعدنين الأساسيين ويحافظ على معدن اللحام على الأقل مقاومًا للتآكل مثل السبائك 825.

Incoloy 825 Welding to Stainless Steel

الحشوات المقاومة للصدأ مثل 316L أو 309L غير مقبولة للخدمة المسببة للتآكل 825-إلى غير القابل للصدأ: يصبح معدن اللحام المخفف هو نقطة الضعف في التآكل ويكون عرضة للتشقق المتصلب.
الممارسة الموصى بها: GTAW بنسبة 100% من الأرجون والتطهير الخلفي، ومدخل الحرارة 0.5-1.5 كيلو جول/ملم، ودرجة حرارة الممر الداخلي حوالي 150 درجة مئوية أو أقل، وخرز سترينجر، وأدوات مخصصة من سبائك النيكل، وعادة لا يتم التسخين المسبق أو PWHT.
تأهيل الوصلة وفقًا للقسم التاسع من ASME BPVC (أو AWS D1.6 / EN ISO 15614-1) مع اختبار الشد والانحناء الموجه والصلابة وPMI واختبار تآكل الخدمة.

نعم يتم لحام - Incoloy 825 بشكل روتيني وموثوق بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل 316L و304 كمفصل مختلف، بشرط استخدام حشو أساسه النيكل - مثل ERNiCrMo-3 والتحكم في الإجراء.

تعتبر اللحامات المتباينة من 825-إلى-من الممارسات القياسية في المبادلات الحرارية (825 أنبوبًا إلى صفائح الأنابيب غير القابل للصدأ)، وتحولات الأنابيب، وفوهات الأوعية. السبيكتان متوافقتان من الناحية المعدنية: كلاهما أوستنيتي، وكلاهما ملحومان بنفس العمليات (GTAW، GMAW، SMAW)، ومعاملات التمدد الحراري الخاصة بهما قريبة بدرجة كافية بحيث لا تهيمن هنا مشاكل الإجهاد التفاضلي - التي تظهر في المفاصل الفولاذية - إلى - الفولاذ المقاوم للصدأ. التحدي الهندسي ليس قابلية اللحام - بل هو الحفاظ على مقاومة التآكل في معدن اللحام والمناطق المتأثرة بالحرارة، وهو بالضبط ما يتحكم فيه اختيار مادة الحشو.

AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (Inconel 625 filler, UNS N06625) هو الحشو الافتراضي نظرًا لأن رواسب الموليبدينوم التي تزيد عن -سبائك النيكل- تتحمل التخفيف من كلا المعدنين الأساسيين وتحافظ على معدن اللحام على الأقل مقاومًا للتآكل-مثل المعدن الأساسي Alloy 825 - لا يصبح اللحام أبدًا الحلقة الضعيفة.

يُطلق على المنطق اسم "المطابقة-الأكثر". في اللحام المختلف، تذوب المعادن الأساسية جزئيًا وتختلط (تخفف) في حوض اللحام. يبدأ ERNiCrMo-3 بنسبة 58% تقريبًا من النيكل و8-10% من الموليبدينوم، لذلك حتى بعد التخفيف بـ 316L على أحد الجوانب و825 على الجانب الآخر، يظل معدن اللحام المتصلب عبارة عن سبيكة أساسية من النيكل- تتمتع بمقاومة تأليب مساوية أو أفضل من المعدن الأصلي 825. يعمل رواسب الموليبدينوم الأعلى كمخزن مؤقت للتآكل في خدمة الكبريتيك والفوسفوريك والكلوريد. يقوم ERNiCrMo-3 أيضًا بلحام السبيكة لنفسه وللفولاذ المقاوم للصدأ وللفولاذ منخفض السبائك، مما يبسط مخزون المواد الاستهلاكية.

اللحام 825 بالفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام حشوة مقاومة للصدأ غير مقبول لخدمة التآكل: يصبح معدن اللحام المخفف نقطة ضعف ضعيفة ومعرضة للتآكل-، ويكون الرواسب الأوستنيتي عرضة للتشقق المتصلب.

Use a Stainless Steel Filler

تعمل حشوة 316L أو 309L على إنشاء معدن لحام يحتوي على كمية أقل من النيكل والموليبدينوم عما يتطلبه أي من المتطلبين بمجرد تخفيف القاعدة الغنية بالنيكل- فيه - ولكن الأهم من ذلك، أن اللحام لم يعد عبارة عن سبيكة نيكل- أساسية. في خدمة الكلوريد والحمض، تتآكل الحفر والشقوق- جيدًا قبل أي من المعدن الأساسي، ويمكن أن تتعرض للتشقق المتصلب (الساخن) بسبب التركيب ووضع التصلب.

أحيانًا ما يتم رؤية وصلة 309L في الأعمال الإنشائية غير المسببة للتآكل{{1}، ولكن بالنسبة للمبادل أو الخدمة الكيميائية أو الحامضة، فهي عيب في التصميم، وليست خيارًا. عندما تستدعي مواصفات العميل 825، يجب أن يتطابق اللحام مع مستوى الأداء هذا؛ فقط حشو النيكل المطابق أكثر من-يوفر ذلك.

البدائل العملية هي ERNiFeCr-1 (مطابقة تركيبة 825) حيث تتطلب المواصفات مطابقة تامة، ERNiCr-3 (Inconel 82) لحالات التجميل أو حالات درجات الحرارة العالية، والقطب الكهربائي المغطى ENiCrMo-3 للحام العصا (SMAW) - ولكن يبقى ERNiCrMo-3 هو الخيار الافتراضي لخدمة التآكل.

ERNiFeCr-1 (AWS A5.14, UNS N08825 كيمياء الحشو: Ni 38-46, Cr 19.5-23.5, Mo 2.5-3.5, Cu 1.5-3.0, Ti 0.6-1.2) هي مادة الحشو "المطابقة"، المستخدمة عندما تتطلب مواصفات المشروع كيمياء معدن اللحام مساوية للسبيكة الأساسية. يعد ERNiCr-3 (Inconel 82) بديلاً مقبولاً عندما يكون التطابق الدقيق للألوان أو خصائص محددة لدرجة الحرارة العالية مهمًا، ولكنه يحمل كمية أقل من الموليبدينوم، لذلك فهو غير مفضل عندما تكون مقاومة التنقر هي المحرك.

بالنسبة للحقل والمتجر SMAW، فإن مكافئ القطب الكهربائي المغطى هو ENiCrMo-3 (AWS A5.11)، مما يعطي نفس كيمياء الرواسب مثل السلك العاري. يقوم العديد من المصنعين بتأهيل ERNiCrMo-3 باعتباره المادة الاستهلاكية الوحيدة لجميع المفاصل البالغ عددها 825 - لنفسه وللفولاذ المقاوم للصدأ - من أجل البساطة ومستوى تآكل واحد مثبت.

استخدم أخدودًا قياسيًا-V (أو J للمقاطع السميكة) مع أسطح نظيفة ومشرقة وخالية من التلوث-وفجوة جذر يمكن التحكم فيها وغاز داعم للجذر - هندسة الأخدود وملاءمته-هي ما يتحكم في التخفيف وجودة الجذر.

تصميم الأخدود - فردي-V بزاوية متضمنة 60 هو نموذجي للأنابيب والأنابيب؛ أخدود J- للمقاطع السميكة لتقليل حجم اللحام وإدخال الحرارة.
آلة تحضير السطح - أو طحن الشطب إلى معدن لامع؛ قم بإزالة الأكاسيد والمقياس وأي طبقة صلبة -من الحواف المقطوعة.
النظافة - إزالة الشحوم بالمذيبات/الأسيتون؛ احتفظ بالأدوات والفرش السلكية وعجلات الطحن المخصصة لسبائك النيكل بحيث لا يصل التلوث الحديدي أو الكبريتي إلى المفصل أبدًا.
حماية الجذر - يتم التطهير الخلفي- بالأرجون على ممر الجذر لمنع الأكسدة الداخلية، والتي قد تؤدي بخلاف ذلك إلى تدمير مقاومة التآكل في التجويف.
تناسب-أعلى - الفجوة الجذرية والمحاذاة المتسقة؛ الفجوة المفرطة تدعو إلى تخفيف الجذور، والفجوة غير الكافية تسبب عدم الانصهار.

قم بلحام 825-إلى-وصلات من الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام GTAW (TIG) باستخدام الأرجون بنسبة 100%، والتطهير الخلفي على الجذر، وإدخال حرارة منخفضة تبلغ حوالي 0.5-1.5 كيلوجول/مم، والحفاظ على درجة حرارة الممر الداخلي عند أو أقل من حوالي 150 درجة مئوية (أكثر إحكامًا للخدمة الحمضية)، وخرزات سترينجر - بدون تسخين مسبق في الظروف العادية.

تُفضل العملية - GTAW لأعمال الأنابيب والجدران الرقيقة-؛ يعتبر GMAW مع خليط الأرجون- الهيليوم وSMAW مع ENiCrMo-3 مقبولين للأجزاء الأثقل.
حماية - 100% من الأرجون لـ GTAW؛ يعد التطهير الخلفي - (الأرجون) أمرًا إلزاميًا لتمرير الجذر على الأنبوب والأنابيب لمنع الأكسدة الداخلية.
دخل الحرارة - يبقى عند 0.5-1.5 كيلوجول/مم؛ تعمل الحرارة المفرطة على توسيع المنطقة المتضررة بالحرارة، وتخرج التيتانيوم من المحلول، وتعزز ترسيب الكربيد.
تبلغ درجة الحرارة البينية - الحد الأقصى حوالي 150 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت)، مع وجود العديد من مواصفات الخدمة الحمضية- التي تشدد هذا إلى 100 درجة مئوية أو أقل؛ قم بالقياس باستخدام البيرومتر التلامسي أو أقلام تلوين درجة الحرارة.
تقنية الخرز - خرز سترينجر ضيق بدلاً من النسيج؛ تقليل تمريرات اللحام وإجمالي مدخلات الحرارة.
التسخين المسبق - غير مطلوب بشكل عام؛ إذا كانت درجة الحرارة المحيطة أقل من حوالي 5 درجات مئوية (41 فهرنهايت)، فإن التسخين اللطيف إلى 15-20 درجة مئوية يزيل الرطوبة فقط.

في العادة لا تتطلب سبيكة - التيتانيوم-المستقرة 825 استخدام PWHT لاستعادة مقاومة التآكل بين الحبيبات، وتطبيق PWHT على وصلة 825-إلى الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن يؤدي إلى حساسية الجانب المقاوم للصدأ؛ يتم إجراء المعالجة الحرارية فقط عندما تتطلب التعليمات البرمجية أو شروط الخدمة ذلك على وجه التحديد.

Post-Weld Heat Treatment

إضافة التيتانيوم في الكربون 825 "يحبس" بحيث لا تترسب كربيدات الكروم في المنطقة المتضررة بالحرارة- أثناء اللحام - والسبب في أن السبيكة قابلة للحام في الحالة -الملحومة. بالنسبة للمفاصل المتباينة، فإن تخفيف الضغط عند درجات الحرارة النموذجية غير القابل للصدأ (حوالي 600-850 درجة مئوية) يضع الجانب 316L بشكل مباشر في نطاق الحساس ويمكن أن يقلل من مقاومته للتآكل، لذلك لا ينبغي إضافة PWHT بدون متطلبات محددة.

عندما يتطلب الكود أو حالة الخدمة معالجة الحل، تبلغ درجة حرارة النافذة حوالي 920-980 درجة مئوية يتبعها تبريد سريع، ويجب أن تسمح هندسة المفصل بالكامل بذلك. من الناحية العملية، تم تصنيع 825 سفينة من المعدات ملحومة.

المخاطر الخمسة في اللحام المقاوم للصدأ من 825-إلى- هي التخفيف، والحساسية الجانبية -للمناطق الخطرة الخطرة (HAZ)، وتقسيم الموليبدينوم والمناطق غير المخلوطة، وإجهاد الكلوريد-التآكل على الجانب المقاوم للصدأ، والتلوث بالحديد - يتم إدارة كل منها عن طريق اختيار مادة الحشو، والتحكم في إدخال الحرارة، والنظافة، والفحص.

يتم التحكم في التخفيف - من خلال -سبائك ERNiCrMo-3 ومن خلال تصميم الأخدود/الملاءمة بحيث لا ينخفض الرواسب النهائية مطلقًا عن مستوى النيكل والموليبدينوم المقبول.

يتم تقليل حساسية HAZ غير القابل للصدأ - ترسيب كربيد الكروم- في المنطقة المتأثرة بالحرارة 316L - إلى الحد الأدنى عن طريق إدخال الحرارة المنخفضة والتحكم في الممرات البينية.
تقسيم Mo / المنطقة غير المختلطة - يمكن أن ينفصل الموليبدينوم أثناء التصلب ويمكن أن تتشكل منطقة غير مختلطة عند حدود الاندماج؛ حبات سترينجر والاختراق الكامل يقللان من المناطق الخالية من الدهون.
كلوريد SCC على الجانب المقاوم للصدأ - تظل ساق 316L عرضة للإجهاد-تشقق التآكل في الكلوريدات الساخنة؛ في مثل هذه الخدمة، غالبًا ما يقوم المصممون بنقل الموقع المشترك أو ترقية الساق المقاومة للصدأ بدلاً من الاعتماد على اللحام.
يؤدي التلوث بالحديد - الكربون-جسيمات الصلب الناتجة عن الأدوات المشتركة إلى إنشاء خلايا تآكل محلية؛ تعتبر الفرش والمواد الكاشطة المخصصة من سبائك النيكل- إلزامية.

قم بتأهيل الوصلة من خلال إجراء لحام موثق وفقًا لقسم ASME BPVC القسم التاسع (أو AWS D1.6 / EN ISO 15614-1)، ثم تحقق من لحامات الإنتاج عن طريق الشد والانحناء الموجه والصلابة وPMI واختبار التآكل الخاص بالخدمة.

825-to-Stainless Weld Qualified and Tested

مؤهل الإجراء (PQR/WPS) - تصنيف حشو السجلات، والعملية، والغاز، ونطاق إدخال الحرارة، وحد الممرات البينية، والمواضع؛ كوبونات الاختبار لكل رمز الحاكم.
الاختبارات الميكانيكية - الشد العرضي، والانحناءات الجانبية/المواجهة الموجهة، ومسوحات الصلابة تتحقق من قوة وليونة الرواسب المتباينة.
يؤكد التحقق الكيميائي - التحديد الإيجابي للمادة (PMI) على الحشو واللحام النهائي أن الرواسب هي ERNiCrMo-3، وليست درجة بديلة.
اختبارات التآكل - حيثما تتطلب المواصفات، قم بإجراء اختبارات الخدمة-المناسبة (على سبيل المثال، الهجوم بين الحبيبات أو اختبارات الحفر) على اللحام لإثبات تطابق الرواسب مع أداء المعدن الأساسي-.
تأهيل اللحام - يجب أن يكون عمال اللحام مؤهلين للعملية المحددة والحشو والمواضع المستخدمة في المهمة.

تظهر اللحامات غير المتشابهة من 825-إلى-حيثما يجب أن تنتقل السبائك 825 إلى البناء الاقتصادي المقاوم للصدأ: تسخين-أنبوب المبادل-إلى-صفائح الأنابيب ووصلات الفوهات، وتحولات أنابيب المصانع الكيميائية، وفوهات الأوعية، وأنظمة الغسيل، وخطوط المياه المنتجة للنفط-والغاز-.

مبادلات حرارية - 825 أنابيب ملحومة أو محكمة الغلق- ملحومة في صفائح أنابيب سعة 316 لتر، وتم تحويل 825 قناة/فوهات إلى أنابيب مقاومة للصدأ.
المعالجة الكيميائية - مصانع حمض الكبريتيك/الفوسفوريك حيث يتم ربط 825 قطعة داخلية بالأصداف المقاومة للصدأ والأنابيب.
التحكم في التلوث - أنظمة الغسيل وأنظمة FGD مع 825 قسمًا مبللاً تنتقل إلى القنوات المقاومة للصدأ.
أنتج النفط والغاز - مبردات خدمة -ماء وحامض- حيث يتم ربط 825 مكونًا في مشعبات مقاومة للصدأ.

يتم لحام Incoloy 825 بالفولاذ المقاوم للصدأ بشكل نظيف وموثوق - ولكن فقط عندما يتم التعامل مع الوصلة كقرار هندسي للتآكل-، وليس كعملية لحام روتينية. حدد حشو ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) أو ما يعادله من القطب الكهربائي ENiCrMo-3، وتحكم في إدخال الحرارة ودرجة الحرارة البينية، وقم بحماية الجذر باستخدام التطهير الخلفي بالأرجون، واحتفظ بالأدوات المخصصة للنيكل، وتخطي PWHT ما لم يتطلب الرمز ذلك، وقم بتأهيل الإجراء من خلال الاختبارات الميكانيكية واختبارات التآكل. وبهذه الطريقة، يوفر المفصل المختلف نفس عمر الخدمة الذي توفره معدات Alloy 825 التي يتصل بها.