لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني: إجراءات اللحام المعدنية المختلفة واختيار الحشو

هل يمكن لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

نعم.إنكونيل 600يمكن لحامها مباشرة بالفولاذ الكربوني مثل ASTM A106 Grade B أو A333 Grade 6 أو A516 Grade 70، والمفصل عبارة عن تصنيع روتيني ومغطى بالرمز -وليس تصنيعًا غريبًا. إنه مصنوع من معدن حشو قائم على النيكل-، وليس مع حشو من الفولاذ الكربوني مطلقًا، وهو مؤهل كلحام معدني مختلف بموجب القسم التاسع من رمز الغلايات وأوعية الضغط ASME. يمكنك رؤية المجموعة الكاملة لأشكال المواد الأساسية علىصفحة المنتج Inconel 600ونطاق الأنابيب علىصفحة أنابيب إنكونيل 600.

الصعوبة في هذا المفصل لا تأتي من سبائك النيكل. إنكونيل 600 عبارة عن سبيكة حديد نيكل أوستنيتي-كروم- ذات وجه-بنية مكعبة مركزية، وهي واحدة من السبائك الأكثر قابلية للحام في عائلة النيكل: فهي تتميز بقدرة جيدة على الليونة، ولا تتصلب عند التبريد، كما أنها تقبل معدن الحشو بسهولة. الصعوبة تأتي من الفولاذ الكربوني. الفولاذ الكربوني عبارة عن مكعب مركزي في الجسم-، ويتصلد في المنطقة المتأثرة بالحرارة-، ويحمل كمية من الكربون أكبر بكثير مما يمكن أن تذوبه سبائك النيكل، ويختلف معامل التمدد الحراري الخاص به. يقع كل وضع فشل خطير في وصلة Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني على جانب الفولاذ الكربوني من خط الدمج، ولهذا السبب يكون اختيار الحشو والتحكم في الحرارة أكثر أهمية من تقنية اللحام.

تظهر هذه التركيبة في أي مكان يجب أن تلتقي فيه سبيكة النيكل المقاومة للتآكل- مع مكون فولاذي يحتوي على هيكل أو ضغط-. تشمل الأمثلة النموذجية توصيلات البئر الحراري وفوهة الأجهزة، وأنبوب المبادل الحراري-إلى-وصلات صفائح الأنابيب، وأجهزة المعالجة بالأفران والحرارة-، ومكونات الشعلات والموقد، وأنابيب إمداد البخار النووي. المنطق الهندسي هو نفسه دائمًا: ادفع ثمن سبائك النيكل فقط عندما تكون هناك حاجة إلى مقاومة التآكل أو درجة الحرارة، واترك الباقي للفولاذ الكربوني. اللحام هو الحد الذي يتم فيه التحقق من صحة هذا القرار أو فقدانه.

النقطة الأساسية: اللحام هو لحام معدني مختلف. إنها تحتاج إلى إجراءات مؤهلة خاصة بها ومؤهلات لحام خاصة بها. لا يمكن إعادة استخدام إجراء الفولاذ الكربوني ولحام الفولاذ الكربوني في جانب سبائك النيكل.

لماذا تعتبر وصلة Inconel 600 إلى وصلة الفولاذ الكربوني لحامًا معدنيًا مختلفًا؟

ونظرًا لأن المعدنين الأساسيين ينتميان إلى أرقام ASME P- مختلفة وهياكل بلورية مختلفة، فإن القسم التاسع من ASME يصنف الوصلة على أنها لحام معدني مختلف. Inconel 600 هو P-No. 43 Group 1 ضمن QW/QB-422، مع رقم مجموعة ISO 15608 وهو 43. الفولاذ الكربوني مثل A106 Grade B وA333 Grade 6 وA516 Grade 70 وA105 هو P-No. 1. هذا التصنيف ليس أوراقًا إدارية: فهو يغير ما يُسمح لك بفعله في المتجر الكلمة.

النتيجة الأولى هي التأهيل الإجراء. مواصفات إجراء اللحام المؤهلة للفولاذ الكربوني وحده لا تغطي Inconel 600، والإجراء المؤهل للفولاذ الكربوني وحده لا يغطي الفولاذ الكربوني. يجب أن يكون الإجراء مؤهلاً للجمع. والنتيجة الثانية هي نظام الاختبار. نظرًا لأن المفصل المختلف يركز ضعفه عند خط الاندماج الحديدي بدلاً من معدن اللحام، يدعو القسم التاسع من ASME إلى عينات الانحناء الجانبي المستعرض بالإضافة إلى اختبارات الشد، بحيث يتم ثني خط الرابطة من خلال سمك القسم الكامل وأي منطقة انتقالية هشة تضطر إلى الكشف عن نفسها.

والنتيجة الثالثة هي تأهيل اللحام. يرتبط مؤهل أداء عامل اللحام برقم المعدن الأساسي P- ورقم الحشو المعدني F-، لذا فإن عامل اللحام الذي يحمل مؤهل الفولاذ الكربوني غير مؤهل لصنع هذه الوصلة. من الناحية العملية، هذه هي فجوة الامتثال الأكثر شيوعًا الموجودة في الموقع، وهي أيضًا فجوة حقيقية في الجودة، لأن سبائك النيكل تتصرف بشكل مختلف في اليد: المجمع بطيء، والاختراق أقل بالنسبة لتيار معين، والمعدن أكثر حساسية للتلوث.

الجدول 1. ASME القسم التاسع تجميع المعدنين الأساسيين

ما هو المعدن الذي يجب أن تستخدمه في لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

استخدم معدن حشو أساسه-النيكل. ERNiCr-3 (Alloy 82, UNS N06082, AWS A5.14 / ASME SFA-5.14) هو الإعداد الافتراضي لـ GTAW وGMAW، وENiCrFe-2 أو ENiCrFe-3 (Alloy 182, AWS A5.11 / ASME SFA-5.11) هو الإعداد الافتراضي لـ SMAW. لا تستخدم الفولاذ الكربوني، أو الموليبدينوم الكروم منخفض السبائك، أو حشو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لمفاصل الإنتاج.

تم تحديد ERNiCr-3 بنسبة لا تقل عن 67 بالمائة من النيكل مع 18 إلى 22 بالمائة من الكروم، و2.0 إلى 3.0 بالمائة من النيوبيوم بالإضافة إلى التنتالوم، وبحد أقصى 3.0 بالمائة من الحديد وحد أقصى 0.10 بالمائة من الكربون. كل عنصر لديه وظيفة. يوفر النيكل مصفوفة أوستنيتيًا قابلة للطرق تتحمل نطاق التركيب الواسع الناتج عن التخفيف من الفولاذ. يوفر الكروم مقاومة الأكسدة والتآكل. النيوبيوم هو العنصر المضاد-للتكسير: فهو يتحد مع الكبريت والفوسفور لتكوين مركبات النيوبيوم-عالية الذوبان بدلاً من الطبقات منخفضة الذوبان عند حدود الحبيبات، وهو ما يمنع التصلب من التشقق في اللحام الأوستنيتي بالكامل الذي لا يحتوي على فريت دلتا يمكن الاعتماد عليه مرة أخرى.

عادةً ما يصل معدن اللحام المترسب من سبيكة 82 إلى الحد الأدنى من قوة الشد التي تبلغ حوالي 552 ميجا باسكال، وقوة خضوع 0.2 بالمائة تبلغ حوالي 360 ميجا باسكال واستطالة 30 بالمائة أو أكثر، مع خدمة مفيدة من حوالي -196 درجة مئوية إلى زائد 550 درجة مئوية. وتتجاوز هذه الأرقام بشكل مريح الفولاذ الكربوني الذي يتم ربطه، وهو أمر مهم: يجب أن يكون معدن اللحام بالنيكل هو الجزء الأقوى والأكثر ليونة في المفصل بحيث يكون أي تشوه أُجبر على الابتعاد عن خط الاندماج الحديدي الهش.

الجدول 2. مصفوفة اختيار معادن الحشو لـ Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني

إذا كنت تقوم بتوريد المعدن الأساسي في نفس الوقت الذي تحصل فيه على المواد الاستهلاكية، فسيتم وصف نطاق اللوحة والصفائح فيASTM B168 UNS N06600 صفحة اللوحة، نطاق الشريط والقضيب علىصفحة إنكونيل 600 باروالتجهيزات التي توضع عادة في نهاية هذه المفاصل علىصفحة تجهيزات الأنابيب الملحومة بعقب-.

لماذا يعتبر ERNiCr-3 هو الحشو القياسي لـ Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني؟

ERNiCr-3 هو الحشو القياسي لأن معامل التمدد الحراري الخاص به يقع بين الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، ولأنه يتحمل التخفيف العالي الذي تنتجه الوصلة غير المتشابهة حتماً. تعالج هاتان الخاصيتان آليتي الفشل اللتين تقتلان Inconel 600 فعليًا لحامات الفولاذ الكربوني: إجهاد التمدد الحراري التفاضلي عند خط الاندماج، ومنطقة انتقالية صلبة وهشة ناجمة عن التخفيف وهجرة الكربون.

حجة التوسع حاسمة. يوضح متوسط ​​معاملات التمدد الحراري التي تم قياسها أن سبيكة 600 تتطابق بشكل غير عادي مع الفولاذ الكربوني، وهي أقرب بكثير من أي سلسلة -من الفولاذ المقاوم للصدأ. وهذا هو أحد أسباب اختيار Inconel 600 للمفاصل ثنائية المعدن والمفاصل الانتقالية في المقام الأول. وهذا يعني أيضًا أن الحشو غير القابل للصدأ الأوستنيتي مثل ER309L، الذي يحتوي على معامل تمدد أقرب إلى 304 غير قابل للصدأ مقارنة بأي من المعدن الأساسي، يقدم عدم تطابق لم يكن لدى مجموعة المعدن الأساسي نفسها. يتجنب الحشو المعتمد على النيكل إضافة عدم التطابق هذا.

جدول 3. متوسط ​​معامل التمدد الحراري - لماذا تفوز مادة الحشو القائمة على النيكل-

حجة التخفيف لا تقل أهمية. يمكن للحشو المعتمد على النيكل- والذي يحتوي على 67 بالمائة أو أكثر من النيكل أن يمتص كمية كبيرة من الحديد من الفولاذ الكربوني ويظل خاليًا تمامًا من الأوستنيتي{3}}. لا يمكن للحشو الأصغر حجمًا. وهذا هو السبب وراء استخدام ERNiCr-3 ليس فقط في Inconel 600 ولكن أيضًا في لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل الأخرى، ولماذا يتم استخدامه أيضًا كمواد استهلاكية للتكسية والزبدة. ينطبق نفس المنطق على أدلة اللحام الشقيقةلحام إنكونيل 625ولحام هاستيلوي C276، حيث تعد الحشوات التي تحتوي على النيكل- بمثابة أساس الإجراء مرة أخرى.

النقطة الأساسية: القاعدة الميدانية الأساسية: إذا كانت المفصلة ستشهد أكثر من حوالي 315 درجة مئوية (600 فهرنهايت) أثناء الخدمة، أو إذا كانت ستتم معالجتها بالحرارة، أو إذا كانت الخدمة حامضة، فحدد مادة حشو أساسها النيكل-. تعتبر حشوة الفولاذ الأوستنيتي غير قابلة للصدأ-منخفضة الحرارة، وذات نتيجة منخفضة-لا ينبغي استخدامها في وصلات Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني.

ما هي معادن الحشو التي يجب عليك تجنبها عند استخدام Inconel 600 إلى الكربون الصلب؟

تجنب حشو الفولاذ الكربوني، وحشو الموليبدينوم-سبائك الكروم المنخفض-، والحشو المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل ER309L أو ER308L. كل واحد منهم إما يدمر مقاومة التآكل للمفصل، ويخلق منطقة انتقالية صلبة ومعرضة للتشقق-، أو يقدم عدم تطابق في التمدد الحراري لا تمتلكه المعادن الأساسية. الاستثناء الوحيد هو الحشو المعتمد على النيكل- والذي تم اختياره لسبب خدمة محدد، وهو استبدال متعمد وليس اختصارًا.

الجدول 4. معادن الحشو التي يجب تجنبها وآلية الفشل

يستحق خيار الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ تحذيرًا محددًا لأنه يستخدم على نطاق واسع في أماكن أخرى. يعد ER309L خيارًا مشروعًا وشائعًا لربط الفولاذ الكربوني بالفولاذ المقاوم للصدأ من السلسلة 300 عند درجات حرارة أقل من 315 درجة مئوية تقريبًا، لأن محتواه العالي من السبائك يمتص التخفيف من الفولاذ ويظل أوستنيتي.

المشكلة هي أن القاعدة كتبت لمفاصل الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ. عندما يكون الجانب الآخر هو Inconel 600، الذي يكون معامل تمدده مطابقًا تقريبًا للفولاذ الكربوني، فإن إدخال حشو بمعامل تمدد من 16 إلى 18 ميكرومتر/م/س يخلق عدم تطابق لم يكن موجودًا ببساطة بين المعادن الأساسية. يصبح المفصل أسوأ، وليس أفضل.

ومن الجدير أيضًا فصل مفهوم البديل المقبول عن الاستبدال. يعتبر ERNiCrMo-3، وهو حشو Alloy 625، بديلاً مشروعًا لخدمة التآكل الشديد. تعد ERNiCrFe-5 وعائلة ERNiCrFe-7A / ENiCrFe-7 منخفضة الكربون بدائل مشروعة لدرجات الحرارة المرتفعة جدًا أو الخدمة النووية. ما لا يعنيه هو تبديل قابل للتبديل: تغيير معدن الحشو يغير متغيرًا أساسيًا، لذا يلزم إجراء مؤهل جديد قبل استخدام أي منها في أعمال الإنتاج.

متى يجب عليك اختيار مادة حشو مختلفة تعتمد على-النيكل؟

اختر ERNiCrMo-3 لخدمة الكلوريد الشديد أو التنقر أو تآكل الشقوق، أو عندما تحتاج الوصلة إلى قوة أعلى. اختر ERNiCrFe-5 أو عائلة ERNiCrFe-7A / ENiCrFe-7 لخدمة الزحف في درجات الحرارة العالية جدًا أو للمفاصل النووية حيث يتم تحديد مقاومة التكسير الأولي الناتج عن إجهاد الماء. بالنسبة لكل شيء آخر، يظل ERNiCr-3 هو الإجابة الصحيحة والأكثر اقتصادا.

إن المرجع النووي يستحق الفهم لأنه أقوى دليل متاح على أن كيمياء الحشو ليست خيارًا تجميليًا. استخدمت اللحامات النووية المتباينة المبكرة سبيكة 82 وحشوة سبيكة 182 على المعدن الأساسي سبيكة 600. على مدى عقود من الخدمة، طورت بعض هذه المفاصل تكسيرًا أوليًا بسبب التآكل الناتج عن إجهاد الماء، وحولت الصناعة البناء الجديد إلى حشوات أقل-من الكربون، وحشوات كروم أعلى- في عائلة Alloy 52 / 152، والتي تكون أكثر مقاومة بشكل ملحوظ لهذه الآلية. يعمم الدرس: بالنسبة للمفاصل غير المتشابهة ذات العمر-الطويل، حدد الحشو لآلية التدهور التي تتوقعها، وليس فقط لقوة الشد في الشهادة.

لاحظ أن عائلة Alloy 52 / 152 لها -خصم خاص بها. تحتوي هذه الحشوات على نسبة أعلى من- خالية من الكروم والنيوبيوم-، مما يحسن مقاومة التآكل ولكنه يقلل من سيولة حوض اللحام ويزيد من الحساسية لنقص الانصهار والتشقق الناتج عن ليونة. يجب استخدامها فقط مع إجراء مؤهل لها ومن قبل عمال اللحام الذين مارسوا عليها. على النقيض من ذلك، فإن ERNiCr-3 متسامح، وهذا هو بالضبط السبب في أنه يظل الخيار الافتراضي في الصناعة بالنسبة لـ Inconel 600 للفولاذ الكربوني.

ما هي عمليات اللحام التي تعمل بشكل أفضل من Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني؟

GTAW هي أفضل عملية لتمرير الجذر ولأعمال الجدران الرقيقة-، وGMAW مع نقل الرش يناسب ممرات التعبئة الأكثر سمكًا، وSMAW هو الاختيار الميداني العملي. لا يُنصح باستخدام اللحام القوسي المغمور واللحام القوسي المحفور -لجانب النيكل، لأن التدفقات تتفاعل مع السبيكة ويزيد مدخل الحرارة المرتفع من التخفيف وانتقال الكربون.

يتبع اختيار العملية مباشرة من خصائص سبائك النيكل. يتمتع Inconel 600 بموصلية حرارية تبلغ حوالي 15 وات/م/ك مقابل حوالي 50 وات/م/ك للفولاذ الكربوني، لذلك تتركز الحرارة عند القوس بدلاً من الانتشار بعيدًا. وينتج عن ذلك اختراق أعمق ومنطقة أوسع{5}}متأثرة بالحرارة لنفس التيار، مما يعني أنه يجب عليك تشغيل تيار أقل والتحرك بثبات بدلاً من السكن. يعتبر حوض اللحام أيضًا أكثر بطئًا من حوض الفولاذ، لذلك فهو يبلل جدران المفاصل بسهولة أقل ويحتاج إلى قوس أطول قليلاً ومعالجة أكثر دقة لتجنب نقص الانصهار.

الجدول 5. مقارنة عملية اللحام لجانب Inconel 600

ما هي معلمات اللحام التي يجب عليك استخدامها من Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني؟

استخدم أقل تيار يوفر اندماجًا كاملاً، وحافظ على مدخلات الحرارة في النطاق المعتدل تقريبًا 0.5 إلى 1.8 كيلوجول/مم (حوالي 13 إلى 45 كيلوجول/بوصة)، وحافظ على درجة حرارة الممر الداخلي عند أو أقل من 150 درجة مئوية (300 فهرنهايت). نطاقات المعلمات أدناه هي نقاط بداية نموذجية لتطوير الإجراءات؛ القيم التي تحكم أعمال الإنتاج هي تلك المكتوبة في مواصفات إجراء اللحام المؤهل الخاص بك.

الجدول 6. معلمات اللحام النموذجية لـ Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني

هناك قراران يتعلقان بالمعلمات أكثر أهمية من الباقي. الأول هو إدخال الحرارة. يؤدي إدخال الكثير من الحرارة إلى توسيع المنطقة-المتأثرة بالحرارة على الفولاذ الكربوني، وزيادة تخفيف رواسب النيكل بالحديد، وتعزيز ترسيب كربيد الكروم في سبيكة النيكل.

يؤدي إدخال الحرارة القليل جدًا إلى خطر عدم الانصهار، وهو عيب خطير في لحام النيكل لأن حوض السباحة البطيء لا يتدفق إلى الزوايا الضيقة كما يفعل حمام السباحة الفولاذي. والثاني هو درجة الحرارة البينية. لا تحتاج سبائك النيكل إلى نظام تمرير ساخن-. دع كل ممر يبرد بشكل طبيعي، وقم بقياس درجة حرارة الممر قبل البدء بالمرور التالي، ولا تطفئ الوصلة بالماء لتسريع ذلك.

كما أن التيار والقطبية يؤديان إلى تعثر الأشخاص. يعمل GTAW على سبائك النيكل على قطب كهربائي بتيار مباشر سلبي، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ. تعمل أقطاب النيكل SMAW عادةً على قطب كهربائي ذي تيار مباشر موجب، وهو عكس الإعداد السالب للقطب -المستخدم في العديد من أقطاب الفولاذ الكربوني، كما تعمل بعض العلامات التجارية أيضًا على تيار متردد. اتبع دائمًا ورقة بيانات الشركة المصنعة للقطب الكهربائي، لأن القطبية تؤثر على الاختراق وشكل الخرزة والميل إلى المسامية.

كيف يجب عليك تحضير المفصل وتطهيره؟

قم بتصنيع أخدود متضمن -زاوية V- بزاوية 60 إلى 70 مع وجه جذر من 1.5 إلى 2.0 مم وفجوة جذر من 2.0 إلى 3.0 مم، ثم قم بتنظيف كلا الوجهين حتى يصبح المعدن لامعًا باستخدام أدوات مخصصة لسبائك النيكل، ثم قم بتطهير الأجزاء المغلقة من الخلف باستخدام الأرجون لإبقاء الأكسجين الداخلي أقل من 100 جزء في المليون تقريبًا. تحضير المفصل ليس تجميلياً في هذا المفصل؛ إنه إجراء تحكم في التشقق.

يعد Inconel 600 حساسًا بشكل غير عادي للكبريت وللملوثات-المنخفضة الذوبان. يشكل الكبريت والفوسفور والرصاص والعناصر المشابهة أغشية ذوبان منخفضة-عند حدود الحبيبات في معدن اللحام الأوستنيتي بالكامل وتتسبب في حدوث تشققات ساخنة. تشتمل المصادر الموجودة على أرضية التصنيع العادية على سوائل القطع، وسائل تبريد الآلات، والطلاء، وصبغ التخطيط، وحبر التحديد، وبقايا الشريط اللاصق، ومواد تشحيم محامل الكبريت-أو الكلوريد-. العلاج إجرائي: قم بإزالة كل ذلك باستخدام مذيب خالٍ من الكلوريد-وقليل الكبريت-مثل الأسيتون أو كحول الأيزوبروبيل، واستخدم فرشاة مقاومة للصدأ أو النيكل لم تلمس الفولاذ الكربوني مطلقًا، ولا تسمح لغبار طحن الفولاذ الكربوني بالاستقرار على سطح النيكل.

بالنسبة للأنابيب والأنابيب والمقاطع المغلقة، يجب حماية السطح الداخلي بواسطة عملية تطهير داعمة. وبدون ذلك، يتأكسد ممر الجذر من الداخل ويشكل قشورًا خشنة ملونة تسمى عادة السكر. لا يعد التحلية عيبًا تجميليًا فحسب: فهو يدمر المقاومة المحلية للتآكل، ويخلق موقع بدء الشقوق في الجذر، ومن الصعب جدًا إزالته بمجرد إغلاق المفصل. استخدم سد التطهير بالقرب من المفصل، واترك وقتًا كافيًا للتطهير لإزاحة الهواء، وتحقق من مستوى الأكسجين بدلاً من التخمين.

الجدول 7. تطهير أهداف جودة الغاز لتمرير الجذر

هل تحتاج إلى تسخين الجانب المصنوع من الفولاذ الكربوني؟

عادة لا. لا يتطلب Inconel 600 التسخين المسبق أبدًا، ويمكن عادةً لحام الفولاذ الكربوني في مجموعة P-No. 1 1 مع ما يعادله من الكربون أقل من حوالي 0.42 وسمك يصل إلى حوالي 19 مم في درجة الحرارة المحيطة، بشرط أن يكون السطح جافًا وفوق نقطة الندى. يصبح التسخين المسبق ضروريًا للأقسام الأكثر سمكًا، أو مكافئات الكربون العالية، أو المفاصل المقيدة للغاية، أو الظروف المحيطة الباردة، أو عندما يتطلب القانون الحاكم أو مواصفات المالك ذلك.

الغرض من التسخين المسبق في هذا المفصل ليس مساعدة سبائك النيكل. والهدف من ذلك هو إبطاء معدل تبريد المنطقة المتأثرة بحرارة الفولاذ الكربوني-حتى لا تتحول إلى مارتنسيت صلب، وبالتالي يكون لدى أي هيدروجين مذاب الوقت الكافي للهروب قبل أن يبرد اللحام. وهذا هو السبب في أن التسخين المسبق يتم تشغيله بالكامل من جانب الفولاذ الكربوني، ولماذا يحدد مكافئ الكربون للفولاذ، وليس Inconel 600، ما إذا كانت هناك حاجة إليه. استخدم صيغة IIW لحسابها: CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15.

الجدول 8. توجيه التسخين المسبق للجانب الفولاذي الكربوني

النقطة الأساسية: لا تقم بتطبيق التسخين المسبق على جانب Inconel 600. قم بتسخين الجانب الفولاذي الكربوني فقط، ولا تدع سبيكة النيكل تتجاوز 150 درجة مئوية (300 فهرنهايت) أبدًا في أي مرحلة من العملية.

هل يلزم إجراء معالجة حرارية ما بعد اللحام للفولاذ الكربوني من Inconel 600؟

لا، ليس من أجل الجانب النيكل. لا يتطلب معدن اللحام Inconel 600 وERNiCr-3 معالجة حرارية بعد-اللحام، كما أن تطبيقه دون داعٍ يعد ضارًا بشكل كبير: تتسارع هجرة الكربون عبر خط الصهر إلى ما يزيد عن 480 درجة مئوية تقريبًا، كما أن نطاق درجة حرارة المعالجة الحرارية- للفولاذ الكربوني يتجاوز هذا الحد. تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام مطلوبة فقط عندما يقوم جانب الفولاذ الكربوني بتشغيلها بموجب الكود الحاكم أو في ظل ظروف الخدمة.

ثلاثة مشغلات تغطي كل حالة تقريبًا. بموجب ASME B31.3 معالجة الأنابيب، يتطلب الجدول 331.1.1 معالجة حرارية ما بعد اللحام للفولاذ الكربوني P-No. 1 عندما يتجاوز سمك الجدار الاسمي 19 مم، عند 593 إلى 649 درجة مئوية (1100 إلى 1200 فهرنهايت). بموجب القسم الثامن من ASME BPVC القسم 1، UCS-56 يجعلها إلزامية بسمك اسمي يزيد عن 38 مم، مع تنازل مشروط يتراوح بين 32 و38 مم عند الحفاظ على حد أدنى للتسخين المسبق يبلغ 95 درجة مئوية. وبموجب NACE MR0175 / ISO 15156، يجب أن يستوفي أي لحام من الكربون أو الفولاذ منخفض السبائك في الخدمة الحامضة حدًا أقصى للصلابة يبلغ 22 HRC (حوالي 248 فولتًا عاليًا)، وهو ما يعني عمليًا المعالجة الحرارية بغض النظر عن السُمك.

عندما لا يمكن تجنب المعالجة الحرارية، فإن الاستجابة الهندسية الصحيحة هي عدم المعالجة الحرارية للمفصل غير المتماثل المكتمل. يتم استخدام الزبدة، الموضحة في القسم التالي، بحيث يتم إنشاء واجهة ترحيل الكربون ومعالجتها بالحرارة قبل إجراء اللحام النهائي. يعد هذا القرار الإجرائي الأكثر أهمية في ما يتعلق بتصنيع الفولاذ الكربوني-Inconel 600 عالي الجودة.

جدول 9.-مشغلات ومعلمات المعالجة الحرارية اللاحقة للحام

ما هي الزبدة ومتى يجب استخدامها؟

التزيين هو ممارسة وضع طبقة واحدة أو أكثر من طبقة حشو أساسها- النيكل على وجه الفولاذ الكربوني، وتصنيع ذلك السطح بشكل مسطح، وإجراء -معالجة حرارية ما بعد اللحام على مكون الفولاذ الكربوني وحده، وعندها فقط يتم إكمال الوصلة باستخدام حشو أساسه النيكل-. استخدمه عندما يكون من الضروري معالجة جانب الفولاذ الكربوني بالحرارة، أو عندما يكون الفولاذ الكربوني سميكًا أو مقيدًا للغاية، أو عندما تجعل الظروف الميدانية المعالجة الحرارية الخاضعة للرقابة للمفاصل المكتملة غير عملية.

الآلية واضحة بمجرد أن ترى مكان حدوث الضرر. تحدث هجرة الكربون عند الحدود بين الفولاذ الحديدي ورواسب النيكل والكروم الأعلى-. في المفصل الملحوم مباشرة، تلك الحدود هي لحام الإنتاج، لذا فإن أي معالجة حرارية يتم تطبيقها على المفصل تؤدي إلى إتلاف لحام الإنتاج. إذا قمت بدهن الفولاذ الكربوني أولاً، فسيتم إنشاء حدود هجرة الكربون داخل عملية الدهن ويمكن معالجتها بالحرارة حسب الرغبة. يتم بعد ذلك إجراء اللحام الإنتاجي اللاحق بالكامل بين معدن اللحام القائم على النيكل- وInconel 600، وهو عبارة عن وصلة أوستنيتي-إلى-أوستنيتي لا تحتاج إلى معالجة حرارية وتتصرف بشكل أكثر توقعًا.

من الناحية العملية، تعني عملية الدهن بالزبدة وجود طبقتين مترسبتين على الأقل، عادةً من 5 إلى 8 ملم من الرواسب التي يتم تشكيلها آليًا إلى سطح مستو يبلغ حوالي 3 إلى 4 ملم. يتم بعد ذلك معالجة المكون المدهون بالزبدة بالحرارة، وفحصه وفحص صلابته إذا كانت الخدمة حامضة، وبعد ذلك فقط يتم استكمال الوصلة. يتم لحام الوصلة المكتملة بنفس مادة الحشو القائمة على النيكل-ويتم فحصها كالمعتاد. التكلفة الإضافية حقيقية، ولكنها غالبًا ما تكون أقل تكلفة من اللحام المتباين الفاشل في خدمة شديدة الحرارة أو شديدة-.

كيف يمكنك لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني خطوة بخطوة؟

التسلسل أدناه هو الترتيب القياسي للعمليات للمفصل المتوافق مع الكود-. الخطوتان اللتان يتخطاهما الأشخاص، والتي تتسبب في معظم حالات الفشل، هما الإجراء وتأهيل اللحام في الخطوتين 3 و4 والتحقق من التطهير في الخطوة 6.

1. تأكيد تركيبة المواد وأساس التصميم

حدد المواصفات الدقيقة لمنتج Inconel 600 (على سبيل المثال أنبوب ASTM B167 أو لوحة ASTM B168) ودرجة وسمك الفولاذ الكربوني الدقيق. قم بتسجيل درجة حرارة التصميم، وسائل الخدمة، وما إذا كانت الخدمة حامضة، ورمز الأنابيب أو الوعاء الذي يحكم الوصلة. يحدد هذا ما إذا كان سيتم تشغيل المعالجة الحرارية للتسخين المسبق أو ما بعد اللحام-من جانب الفولاذ الكربوني.

2. حدد معدن الحشو واكتب WPS

حدد ERNiCr-3 (سبيكة 82) لـ GTAW وGMAW، أو ENiCrFe-2 / ENiCrFe-3 (سبيكة 182) لـ SMAW. قم بتوثيق مادة الحشو، والعملية، والقطبية، ونطاقات التيار والجهد، وسرعة السير، وغاز التدريع، والغاز الداعم أو التطهير، وحد درجة الحرارة البينية، ونطاق إدخال الحرارة في مواصفات إجراء اللحام.

3. قم بتأهيل الإجراء بالانحناءات الجانبية

قم بلحام قسيمة اختبارية تجمع بين الرقمين P-واختبرها. نظرًا لأن المفصل عبارة عن لحام معدني مختلف، فإن القسم التاسع من ASME يتطلب عينات من الانحناء الجانبي المستعرض بالإضافة إلى اختبارات الشد، بحيث يتم توتر خط الاندماج الحديدي وتنكشف أي منطقة انتقالية هشة.

4. تأهيل اللحامين على سبائك النيكل

قم بتأهيل كل عامل لحام من خلال اختبار الأداء على جانب سبائك النيكل. عامل اللحام المؤهل فقط للفولاذ الكربوني غير مؤهل للحام Inconel 600، لأن تأهيل أداء اللحام مرتبط بالمعدن الأساسي P-رقم الحشو F-رقم.

5. تحضير المفصل وتنظيفه

اصنع أخدودًا متضمنًا بزاوية 60 إلى 70 درجة -زاوية V- مع وجه جذر يتراوح من 1.5 إلى 2.0 مم وفجوة جذر من 2.0 إلى 3.0 مم. قم بطحن كلا الوجهين أو تشكيلهما آليًا للحصول على معدن لامع باستخدام أدوات مخصصة لسبائك النيكل، ثم امسحهما باستخدام مذيب خالٍ من الكلوريد-وقليل-من الكلوريد. قم بإزالة كل الطلاء والزيت وحبر التحديد والمركبات التي تحتوي على الكبريت-.

6. قم بإعداد غاز التطهير والتسخين المسبق إذا لزم الأمر

مرة أخرى-قم بتطهير الأنابيب ووصلاتها باستخدام الأرجون واحتفظ بمستوى الأكسجين الداخلي عند أقل من 100 جزء في المليون تقريبًا حتى لا يتأكسد الجذر أو السكر. قم بتطبيق التسخين المسبق على جانب الفولاذ الكربوني فقط عندما يتطلب ذلك مكافئ الكربون أو السُمك أو مستوى التقييد أو درجة الحرارة المحيطة، ولا تقم أبدًا بالتسخين المسبق لجانب Inconel 600 فوق 150 درجة مئوية.

7. اللحام باستخدام مدخلات الحرارة الخاضعة للرقابة والخرز سترينجر

لحام الجذر مع GTAW باستخدام ERNiCr-3 وDCEN. قم بإيداع حبات سترينجر بدلاً من النسج العريضة، واحتفظ بحوض اللحام صغيرًا، وتحكم في إدخال الحرارة في النطاق المذكور في WPS. راقب درجة حرارة الممرات البينية بشكل مستمر واترك المفصل يبرد مرة أخرى إلى أقل من 150 درجة مئوية بين التمريرات.

8. المعالجة بالزبدة والحرارة قبل استكمال المفصل عند الحاجة

إذا كان الجانب من الفولاذ الكربوني يجب أن يكون-معالجًا حراريًا بعد اللحام، فقم بوضع طبقتين على الأقل من مادة الحشو المعتمدة على النيكل-على وجه الفولاذ الكربوني، ثم قم بتسوية السطح المدهون بالزبدة، ثم قم بإجراء المعالجة الحرارية اللاحقة للحام على هذا المكون وحده، وبعد ذلك فقط أكمل الوصلة باستخدام مادة حشو أساسها-النيكل حتى لا يتعرض اللحام النهائي لدرجة حرارة المعالجة الحرارية-.

9. الفحص والاختبار والتوثيق

إجراء الفحص البصري، ثم صبغ الاختراق والفحص الشعاعي أو بالموجات فوق الصوتية على النحو المحدد. قم بإجراء مسح للصلابة عبر خط دمج الحديد عندما تكون الخدمة حامضة. تحقق من مادة الحشو والمعادن الأساسية عن طريق تحديد المادة الإيجابية، ثم قم بتسجيل WPS وPQR وشهادات اللحام ومخططات المعالجة الحرارية-في حزمة بيانات اللحام.

إذا كان الوصل عبارة عن أنبوب أو وصلة أنبوب، فإن التركيبات والفلنجات الموجودة على جانب الفولاذ الكربوني تكون عادةً مغطاة بمواصفات المنتج القياسية؛ الصفحة تجهيزات الأنابيب المزورةوصفحة نظرة عامة على شفةاشرح كيفية تحديد هذه المكونات وترتيبها بحيث تظل إجراءات اللحام والعناصر المشتراة متسقة.

ما هي العيوب التي تحدث في لحامات Inconel 600 للفولاذ الكربوني؟

العيوب السائدة هي التشقق المتصلب في معدن لحام النيكل، -التكسير المدعوم بالهيدروجين في المنطقة المتأثرة بحرارة الفولاذ الكربوني-، ونقص الانصهار من مجمع لحام النيكل البطيء، والمسامية الناتجة عن التلوث أو ضعف تغطية الغاز، وأكسدة الجذر من التطهير غير الكافي، وانتقال الكربون مع منطقة انتقال صعبة مرتبطة. ولكل منها سبب محدد وتحكم محدد.

الجدول 10. العيوب والأسباب الجذرية والوقاية

كيف يمكنك تأهيل الإجراءات واللحامات لهذه المفصلة؟

يمكنك تأهيل مواصفات إجراء اللحام من خلال سجل تأهيل الإجراء الذي يجمع كلا الرقمين P-، واختباره باستخدام الانحناءات الجانبية المستعرضة بالإضافة إلى اختبارات الشد. بعد ذلك، يمكنك تأهيل كل عامل لحام بشكل منفصل على سبائك النيكل، لأن تأهيل أداء عامل اللحام مرتبط بالمعدن الأساسي P-رقم ورقم الحشو F- ولا ينتقل من الفولاذ الكربوني.

متطلبات الانحناء الجانبي هي القلب الفني للمؤهل. عادةً ما يفشل اختبار الشد العرضي على مفصل غير متماثل في المعدن الأساسي الأضعف ولا يخبرك إلا بالقليل جدًا عن خط الاندماج. يتم تشكيل عينة الانحناء الجانبي من خلال السُمك الكامل والانحناء بحيث يكون خط الدمج الحديدي في حالة توتر بالضبط في المنطقة التي توجد فيها منطقة انتقالية صلبة أو شريط مستنفد للكربون-، ويكشف عن المشكلة قبل دخول المفصل إلى الخدمة. ASME القسم التاسع QW-462.2 يحدد العينة، ويحكم QW-423 تركيبة المعدن الأساسي المتباينة. بالنسبة للمواد التي يزيد سمكها عن 12 مم تقريبًا، تعتبر الانحناءات الجانبية هي الطريقة القياسية لأنها تختبر سمك المقطع بالكامل.

الجدول 11. أساسيات تأهيل وصلة Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني

كيف يمكنك فحص واختبار المفصل؟

ابدأ بالفحص البصري، وأضف اختبار تغلغل الصبغة مع اختراقات منخفضة-من الكبريت والهالوجين-منخفضة، ثم فحص بالموجات فوق الصوتية بالمصفوفة الشعاعية أو المرحلية- حسب ما يتطلبه التصميم. أضف مسحًا للصلابة عبر خط دمج الحديد للخدمة الحامضة، وتحقق من المواد عن طريق تحديد المادة الإيجابية، وتأكد من أن معدن اللحام بالنيكل لا يحتوي بشكل أساسي على الفريت.

نقطتا فحص خاصتان بلحامات النيكل المتباينة. الأول هو أن مواد اختبار الاختراق يجب أن تكون مؤهلة لسبائك النيكل: يمكن أن تحمل مواد الاختراق القياسية الكبريت والهالوجينات التي تهاجم النيكل عند درجة الحرارة، لذلك يمكن أن يصبح الاختبار نفسه مصدرًا للتآكل. والثاني هو أن الصلابة مهمة على الجانب الحديدي، وليس الجانب النيكل. إن مسار الصلابة الذي يتم وضعه عبر خط الدمج وفي المنطقة المتأثرة بحرارة الفولاذ الكربوني-يخبرك ما إذا كانت إستراتيجية التسخين المسبق والمعالجة الحرارية-نجحت بالفعل.

الجدول 12. طرق فحص اللحامات من Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني

ما هي المعايير والقوانين التي تحكم لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

يخضع المفصل للقسم التاسع من ASME BPVC للتأهيل، ورمز البناء الذي ينطبق على معدات التصميم والمعالجة الحرارية، ومواصفات معدن الحشو AWS للمواد الاستهلاكية، وNACE MR0175 / ISO 15156 عندما تحتوي الخدمة على كبريتيد الهيدروجين.

الجدول 13. المعايير والأكواد الخاصة بلحام الفولاذ الكربوني Inconel 600

بالنسبة للمشروعات التي تشتمل أيضًا على درجة عالية من سبائك النيكل أو الموليبدينوم، فمن المفيد التحقق من التوجيهات الموازية فيHastelloy C276 الدليل النهائيودليل إنكونيل 625لأن منطق اللحام المختلف وهيكل التأهيل متماثلان على الرغم من اختلاف كيمياء الحشو.

Inconel 600 vs Inconel 625 vs Carbon Steel: مقارنة الدرجات

إن Inconel 600 هو -سبائك حديد-للأغراض العامة، وسبائك حديد-نيكل{3}}كروم{4}}عالية الحرارة، وهو الأسهل بين الثلاثة في اللحام بالفولاذ الكربوني. يضيف Inconel 625 الموليبدينوم والنيوبيوم للحصول على قوة أعلى بكثير ومقاومة للكلوريد، كما أن معدن الحشو الخاص به هو الترقية القياسية للخدمة الشديدة. الفولاذ الكربوني هو المادة الإنشائية الاقتصادية التي تحمل الحمل والضغط. توضح المقارنة أدناه الخصائص التي تحدد قرار الحشو.

الجدول 14. مقارنة الدرجات ذات الصلة باللحام المتباين

إحدى النقاط العملية من الجدول: يوجد كل من Inconel 600 وInconel 625 في P-No. 43، لذا فإن الإجراء المؤهل لأحدهما لا يغطي الآخر تلقائيًا. تعد مواصفات المعدن الأساسي متغيرًا أساسيًا، لذلك إذا كان المشروع يستخدم كلا الدرجتين، فيجب تأهيل كل منهما. يتم تغطية المقارنة الأوسع بين سبائك النيكل والفولاذ المقاوم للصدأ فيمقارنة إنكونيل 625 و316 إلوفيمقارنة إنكونيل 625 ضد إنكولوي 825.

ما الذي يدفع تكلفة Inconel 600 إلى لحام الفولاذ الكربوني؟

التكلفة المهيمنة هي حزمة التأهيل والفحص، وليس المعدن المترسب. تكلف مادة الحشو القائمة على النيكل- عدة مرات أكثر من تكلفة مادة الحشو المصنوعة من الفولاذ الكربوني، ولكن إجراء واحد مؤهل يمكن أن يغطي عددًا كبيرًا من الوصلات المماثلة، في حين أن مؤهلات الإجراء، وتأهيل اللحام، وغاز التطهير، واستطلاعات الصلابة وأي معالجة حرارية بعد-للحام هي تكاليف ثابتة إلى حد كبير يجب تحملها مرة واحدة ثم إطفاؤها.

ثلاثة قرارات تحرك التكلفة أكثر. أولاً، ما إذا كانت عملية الدهن بالزبدة مطلوبة أم لا: فهي تضيف عملية الترسيب والتصنيع الآلي ودورة معالجة حرارية منفصلة-، ولكنها تحول مشكلة المعالجة الحرارية- التي لا يمكن التحكم فيها إلى مشكلة يمكن التحكم فيها. ثانيًا، ما إذا كان الكود الحاكم يؤدي إلى -معالجة حرارية لاحقة للحام: البقاء تحت عتبة 19 ملم بموجب ASME B31.3 يتجنب العملية بأكملها. ثالثًا، ما مقدار العمل الذي يتم إنجازه في الورشة وليس في الميدان، نظرًا لأن اللحام الميداني لسبائك النيكل يتطلب حماية من الرياح والتحكم في التطهير ولحامًا مؤهلاً لهذا المنصب. يتم فحص اقتصاديات التصنيع المسبق لهذا النوع من العمل فيمقارنة تكلفة التصنيع المسبق لملف الأنابيب مقابل تكلفة اللحام الميداني.

ومن الجدير بالذكر أن التكلفة الهندسية للخطأ في استخدام الحشو أعلى بكثير من تكلفة الحشو نفسه. يعني فشل اللحام غير المتماثل في مصنع كيميائي أو خط غاز حامض خسارة الإنتاج وإعادة العمل وإعادة-الفحص وغالبًا إجراء منقح. عدم التماثل هذا هو سبب تحديد مادة الحشو القائمة على النيكل-كخيار افتراضي وليس كخيار متميز.

الأسئلة المتداولة

هل يمكن لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

نعم. يتم لحام Inconel 600 (UNS N06600) بشكل موثوق بالفولاذ الكربوني مثل ASTM A106 Grade B أو A516 Grade 70 عند استخدام معدن حشو قائم على النيكل-. يتم تصنيف المفصل على أنه لحام معدني مختلف، لذلك فهو يحتاج إلى إجراءات مؤهلة خاصة به وإلى عمال لحام مؤهلين في سبائك النيكل. تشتمل التطبيقات النموذجية على وصلات البئر الحراري والفوهة، وأنبوب المبادل الحراري -إلى-وصلات صفائح الأنابيب، وأجهزة الفرن والمكونات النووية.

ما هو معدن الحشو الذي يجب استخدامه في لحام مادة Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

استخدم معدن حشو أساسه-النيكل. ERNiCr-3 (Alloy 82, UNS N06082, AWS A5.14) هو الاختيار القياسي لـ GTAW وGMAW، وENiCrFe-2 أو ENiCrFe-3 (Alloy 182, AWS A5.11) هو الاختيار القياسي لـ SMAW. تتوافق هذه الحشوات مع التمدد الحراري للفولاذ الكربوني بشكل وثيق، وتتحمل التخفيف من الفولاذ، وتقاوم التشقق الناتج عن التصلب لأن محتواها من النيوبيوم يربط الكبريت والفوسفور.

هل يمكنني استخدام ER309L لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

ليس مخصصًا لدرجات الحرارة المرتفعة-أو الخدمة الحرجة. يستخدم ER309L على نطاق واسع لربط الفولاذ الكربوني بالفولاذ المقاوم للصدأ بدرجة حرارة تقل عن 315 درجة مئوية (600 فهرنهايت)، ولكن بالنسبة للفولاذ الكربوني إلى Inconel 600، فإن الحشو الأوستنيتي لديه معامل تمدد حراري يبلغ حوالي 18 ميكرومتر لكل متر لكل درجة مئوية مقابل حوالي 12 للفولاذ الكربوني. يؤدي عدم التطابق إلى تركيز الضغط على خط الاندماج الحديدي ويؤدي إلى التعب الحراري والتشقق. يفضل استخدام مادة مالئة أساسها النيكل-مثل ERNiCr-3 في جميع درجات الحرارة.

ما هو رقم الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين -رقم Inconel 600؟

إنكونيل 600 (UNS N06600) هو P-رقم. 43 المجموعة 1 في ASME BPVC القسم التاسع، المدرج في QW/QB-422. رقم مجموعة ISO 15608 هو أيضًا 43. الفولاذ الكربوني مثل A106 Grade B وA333 Grade 6 وA516 Grade 70 وA105 هو P-No. 1. نظرًا لأن المعدنين الأساسيين يحملان أرقام P مختلفة، فإن القسم التاسع من ASME يعامل المفصل على أنه لحام معدني مختلف.

هل يلزم التسخين المسبق عند لحام الانكونيل 600 بالفولاذ الكربوني؟

عادة لا. إن Inconel 600 نفسه لا يحتاج أبدًا إلى التسخين المسبق، ويمكن عادةً لحام الفولاذ الكربوني في P-No. 1 مع ما يعادله من الكربون أقل من حوالي 0.42 وسمك يصل إلى حوالي 19 مم في درجة الحرارة المحيطة بشرط أن يكون السطح جافًا وفوق نقطة الندى. يصبح التسخين المسبق ضروريًا للأقسام الأكثر سمكًا، أو مكافئات الكربون العالية، أو ضبط النفس العالي، أو درجة الحرارة المحيطة المنخفضة، أو عندما يتطلب الكود الحاكم أو مواصفات المالك ذلك.

هل يلزم-المعالجة الحرارية بعد اللحام لحامات Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

ليس للجانب النيكل. لا يتطلب معدن اللحام Inconel 600 وERNiCr-3 معالجة حرارية بعد اللحام، كما أن تطبيقه دون داعٍ يعد ضارًا لأن هجرة الكربون تتسارع فوق 480 درجة مئوية تقريبًا. تكون المعالجة الحرارية مطلوبة فقط عندما يؤدي جانب الفولاذ الكربوني إلى تشغيلها، على سبيل المثال، سمك جدار أعلى من 19 مم تحت ASME B31.3 جدول 331.1.1، أو أعلى من 38 مم تحت ASME VIII Division 1 UCS-56، أو لأي شيء الخدمة الحامضة تحت NACE MR0175 / ISO 15156.

لماذا تحدث هجرة الكربون في Inconel 600 إلى لحامات الفولاذ الكربوني؟

يهاجر الكربون لأن الجانبين لهما نشاط كربون مختلف تمامًا. عند درجات حرارة الخدمة أو المعالجة الحرارية-التي تزيد عن 480 درجة مئوية تقريبًا، ينتشر الكربون من الفولاذ الحديدي نحو الجانب الأعلى-من نيكل الكروم ويترسب على شكل كربيدات الكروم على طول حدود الاندماج. ويترك ذلك شريطًا ناعمًا من الفريت-مستنفدًا للكربون في الفولاذ وشريطًا معززًا بالكربيد الصلب والهش-في الواجهة. الحل عبارة عن حشوة أساسها النيكل- تعمل على رفع محتوى النيكل في منطقة الاندماج وتقليل نشاط الكربون، بالإضافة إلى الحد الأدنى من التخفيف وتجنب المعالجة الحرارية غير الضرورية.

ما الذي يسبب التشقق عند لحام الانكونيل 600 بالفولاذ الكربوني؟

أربع آليات تهيمن. التصلب أو التكسير الساخن في حوض اللحام الأوستنيتي، مدفوعًا بالكبريت والفوسفور؛ الهيدروجين-التكسير المساعد في المنطقة المتأثرة بالحرارة الشديدة-على جانب الفولاذ الكربوني، مدفوعًا بمكافئ عالي الكربون وبدون تسخين مسبق؛ إجهاد التمدد الحراري التفاضلي عند خط الاندماج الحديدي، مدفوعًا بعدم تطابق التمدد؛ والإجهاد-تخفيف أو استرخاء التشققات عند معالجة المفصل بالحرارة عند درجة حرارة خاطئة. النيوبيوم-حشو محمل بالنيكل، والأسطح النظيفة، والتحكم في إدخال الحرارة والتحكم الصحيح في التسخين المسبق.

ما هو الزبد في لحام المعادن المتباينة؟

التزيين هو ممارسة وضع طبقة أو أكثر من طبقة حشو أساسها- النيكل على وجه الفولاذ الكربوني، وتصنيع هذا السطح بشكل مسطح، ومعالجة مكون الفولاذ الكربوني بالحرارة بمفرده، ثم استكمال الوصلة باستخدام حشو أساسه- النيكل. فهو يفصل واجهة ترحيل الكربون عن اللحام النهائي ويسمح للفولاذ الكربوني بتلقي المعالجة الحرارية لما بعد اللحام- التي يتطلبها الكود أو الخدمة دون تعريض لحام النيكل المكتمل لدرجة الحرارة تلك.

ما هو غاز الحماية الذي يجب استخدامه في GTAW على Inconel 600؟

استخدم الأرجون بنسبة 100% في معظم أعمال GTAW، بمعدل 10 إلى 15 لترًا في الدقيقة تقريبًا. بالنسبة للأجزاء الأكثر سمكًا أو عندما تكون هناك حاجة إلى ترطيب واختراق أفضل، استخدم خليط الأرجون والهيليوم مثل 75 بالمائة هيليوم مع 25 بالمائة أرجون. لا تستخدم الغازات الحاملة لثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين-، والتي تسبب المسامية وتكوين النتريد. بالنسبة لـ GMAW، يعد الأرجون الذي يحتوي على 15 إلى 25 بالمائة من الهيليوم أمرًا نموذجيًا.

هل يحتاج عمال اللحام إلى مؤهلات خاصة لـ Inconel 600؟

نعم. يرتبط تأهيل أداء عامل اللحام بموجب القسم التاسع من ASME برقم P- المعدني الأساسي ورقم F- المعدني الأساسي، لذا فإن عامل اللحام المؤهل فقط للفولاذ الكربوني غير مؤهل للحام Inconel 600. يجب على كل عامل لحام اجتياز اختبار أداء منفصل على سبائك النيكل باستخدام الإجراء المؤهل قبل العمل على وصلات الإنتاج.

ما هي درجة الحرارة القصوى للحام Inconel 600؟

حافظ على درجة حرارة الممرات البينية عند أو أقل من 150 درجة مئوية (300 فهرنهايت) عند لحام إنكونيل 600، وخاصة عند لحامه بالفولاذ الكربوني. تؤدي درجة الحرارة البينية المفرطة إلى إبطاء عملية التبريد، وتعزز ترسيب كربيد الكروم ونمو الحبوب في سبائك النيكل، وتزيد من التخفيف من الفولاذ، وتزيد من خطر التشقق الساخن وفقدان مقاومة التآكل. دع المفصل يبرد بشكل طبيعي بين التمريرات بدلاً من إخماده.

كيف يمكنك فحص لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

ابدأ بالفحص البصري، ثم اختبار اختراق الصبغة باستخدام مواد اختراق منخفضة الكبريت والهالوجين-منخفضة، ثم فحص بالموجات فوق الصوتية بالمصفوفة الشعاعية أو المرحلية- حسب ما يتطلبه التصميم. أضف مسحًا للصلابة عبر خط دمج الحديد عندما تكون الخدمة حامضة، وتحقق من الحشو والمعادن الأساسية عن طريق تحديد المادة الإيجابية، وتأكد من عدم وجود الفريت في معدن لحام النيكل. تعتبر الانحناءات الجانبية المدمرة في قسيمة تأهيل الإجراء هي الفحص الأكثر حساسية لخط الدمج الحديدي.

هل يمكن لحام Inconel 600 بالفولاذ المقاوم للصدأ 316؟

نعم، وهو أسهل من اللحام بالفولاذ الكربوني. كل من الفولاذ المقاوم للصدأ Inconel 600 و316 مصنوع من الأوستنيتي، لذلك لا يوجد عدم تطابق في البنية البلورية ولا يوجد خطر هجرة الكربون بنفس الحجم. لا يزال ERNiCr-3 هو الحشو المفضل لأنه يتحمل التخفيف ويقاوم التكسير الساخن، على الرغم من أن الحشوات ذات الموليبدينوم العالي مثل ERNiCrMo-3 تستخدم عندما يكون الحفر أو مقاومة الكلوريد أمرًا مهمًا.

ما الفرق بين ERNiCr-3 وERNiCrMo-3؟

ERNiCr-3 (سبائك 82) عبارة عن حشو من الحديد والنيكل- يحتوي على حوالي 67 بالمائة نيكل، و18 إلى 22 بالمائة كروم و2 إلى 3 بالمائة نيوبيوم، وهو الاختيار القياسي للحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني. يضيف ERNiCrMo-3 (حشو سبيكة 625) ما يقرب من 9 بالمائة من الموليبدينوم و3.5 بالمائة من النيوبيوم، مما يوفر مقاومة أفضل بكثير للتنقر وتآكل الشقوق والكلوريدات، بالإضافة إلى قوة أعلى. اختر ERNiCrMo-3 لخدمة التآكل الشديد أو قوة المفاصل الأعلى، ولاحظ أن التغيير يتطلب مؤهل إجراء جديد.

هل يحتاج لحام Inconel 600 إلى الفولاذ الكربوني إلى PWHT للخدمة الحامضة؟

الجانب النيكل لا يفعل ذلك، ولكن الجانب الفولاذي الكربوني يفعل ذلك. NACE MR0175 / ISO 15156 قبعات اللحام والحرارة-المتأثرة-بصلابة المنطقة عند 22 HRC (حوالي 248 HV) للكربون والفولاذ المنخفض-من السبائك في الخدمة الحامضة، والمنطقة المتأثرة بالحرارة-الملحومة-تتجاوز ذلك في كثير من الأحيان عندما يكون مكافئ الكربون أعلى من حوالي 0.42. الحل العملي هو دهن الفولاذ الكربوني بالزبدة، والمعالجة الحرارية لهذا المكون للوفاء بحد الصلابة، والتحقق منه من خلال مسح الصلابة، ثم إكمال الوصلة بحشو أساسه النيكل-.

كيف يمكنك منع المسامية في اللحامات Inconel 600؟

النظافة وتغطية الغاز تحدد النتيجة. قم بإزالة الشحوم ومسح الوصلة باستخدام مذيب خالي من الكلوريد-ومنخفض-الكبريت، وإزالة كل الطلاء وحبر التحديد والكبريت-المركبات الحاملة، واستخدم فرشاة مخصصة مقاومة للصدأ أو النيكل، ولا تدع غبار طحن الفولاذ الكربوني يلوث سطح النيكل أبدًا. ثم استخدم تدفق غاز التدريع الصحيح، وقم بحماية حوض اللحام من تيارات الهواء، وقم بتطهير الأجزاء المغلقة باستخدام الأرجون، وحافظ على سلك الحشو نظيفًا وجافًا.

ما هو الحد المكافئ للكربون لجانب الفولاذ الكربوني؟

استخدم صيغة IIW، CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. يعتبر الفولاذ الذي يحتوي على مكافئ كربون يزيد عن 0.42 أمرًا صعبًا للحام لأن المنطقة المتأثرة بالحرارة-تتصلب وتصبح عرضة للتشقق بالهيدروجين. بالنسبة لمفاصل الفولاذ الكربوني من Inconel 600، فإن هذا الأمر مهم لأن المنطقة المتأثرة بالحرارة الحديدية-هي المنطقة التي تفشل فيها اللحامات المتباينة في أغلب الأحيان، وبالتالي فإن ارتفاع مكافئ الكربون يعني التسخين المسبق، والتحكم في إدخال الحرارة، وغالبًا ما يتم إجراء مسح للصلابة.

ما هي تكلفة لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني؟

اللحام نفسه يمثل جزءًا صغيرًا من التكلفة. تبلغ تكلفة الحشو المعتمد على النيكل- عدة مرات أكثر من تكلفة الحشو من الفولاذ الكربوني، كما أن الدهن وتأهيل الإجراءات وتأهيل اللحام وغاز التطهير واستطلاعات الصلابة وأي معالجة حرارية بعد-للحام تضيف ساعات من الهندسة والفحص. عادةً ما يكون محرك التكلفة المهيمن هو حزمة التأهيل بدلاً من المعدن المودع، ولهذا السبب يجب إعادة استخدام إجراء مؤهل واحد عبر العديد من المفاصل المماثلة التي يسمح بها الكود.

ما هي أفضل طريقة لحام الانكونيل 600 بالفولاذ الكربوني؟

يعد اللحام بقوس التنغستن بالغاز أفضل عملية لممر الجذر ولأعمال الجدران-الرفيعة لأنه يوفر تحكمًا دقيقًا في الحرارة ورواسب نظيفة وخالية من الخبث-. اللحام بالقوس المعدني الغازي مع نقل الرش يناسب الحشو الأكثر سمكًا، واللحام بالقوس المعدني المغطى هو الاختيار العملي للمجال باستخدام الأقطاب الكهربائية ENiCrFe-2 أو ENiCrFe-3. لا يُنصح عمومًا باللحام بالقوس المغمور واللحام بقلب متدفق لجانب النيكل بسبب تفاعلات التدفق وارتفاع مدخلات الحرارة.

الأسئلة الواردة أدناه هي الأسئلة التي يطرحها المهندسون والمصنعون وفرق المشتريات في أغلب الأحيان حول لحام Inconel 600 بالفولاذ الكربوني. للحصول على مجموعة أوسع من الأسئلة المتعلقة بسبائك النيكل، راجعمؤشر الأسئلة الشائعة لسبائك JN.

المنتجات ذات الصلة ومزيد من القراءة

نظرة عامة على منتج Inconel 600 (UNS N06600).- نماذج المواد الأساسية ومواصفاتها وتطبيقاتها

أنابيب إنكونيل 600- أنابيب ملحومة وغير ملحومة لخدمة درجات الحرارة المرتفعة والكلوريد-.

لوحة ASTM B168 UNS N06600- لوحة وصفائح للأوعية وألواح الأنابيب وأجهزة الفرن

إنكونيل 600 الشفاه- مكونات الفلنجة والفوهة

كل ما تريد معرفته عن إنكونيل 600- خصائص التآكل والاختيار

ما يجب أن تعرفه عن إنكونيل 600- ملاحظات عملية حول التصنيع

خصائص واستخدامات الأنابيب Inconel 600- اختيار يعتمد على التطبيق-

تطبيقات إنكونيل 600- الصناعة-حسب-عرض الصناعة

صفحة موردي أنابيب Inconel 600- الترتيب والتفاوتات والتوثيق

فوائد منتجات إنكونيل 600- حيث تحصل السبيكة على تكلفتها

دليل اللحام إنكونيل 625- العمليات والمعلمات ومعادن الحشو للسبيكة الشقيقة

دليل اللحام Hastelloy C276- لحام الموليبدينوم-الذي يحتوي على سبائك النيكل

دليل محور إنكونيل 625- مجموعة محتوى Inconel 625 الكاملة

Hastelloy C276 الدليل النهائي- مجموعة محتوى C276 الكاملة

اختيار أنابيب سبائك النيكل حسب نوع الحمض- مطابقة السبائك مع الخدمة الكيميائية

كيفية اختيار أنابيب سبائك النيكل للمصانع الكيماوية- سير عمل التحديد

Incoloy 825 vs Hastelloy C276 للغاز الحامض- اختيار مواد الخدمة السيئة

المعدات الكيميائية- معدات مصنعة لخدمة التآكل

حلول صناعة النفط والغاز- المواد الأولية والوسطى والنهائية

حلول الهندسة البحرية- مياه البحر والمواد البحرية

التصنيع المسبق لملف الأنابيب مقابل اللحام الميداني- مقارنة التكلفة والجودة

دراسة حالة: بكرات أنابيب Inconel 625 لمنشأة الغاز الطبيعي المسال- مثال لمشروع تصنيع

أنابيب إنكونيل- مجموعة أنابيب سبائك النيكل الكاملة

إينكونيل ستيل- نظرة عامة على عائلة السبائك

أنابيب سبائك النيكل- مجموعة منتجات كاملة

ورقة ولوحة إنكونيل- مجموعة منتجات مسطحة

قضبان مستديرة من إنكونيلنطاق - شريط وقضيب

صفيحة فولاذية ولوحة- منتجات مسطحة من الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ

أنابيب الصلب والأنابيب- منتجات أنبوبية من الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ

بعقب-لحام تجهيزات الأنابيب- تجهيزات لأنظمة الأنابيب الملحومة

تجهيزات الأنابيب مزورة- مكونات مطروقة بالضغط العالي-.

الشفاه- أنواع الفلنجة واختيارها

الفولاذ المقاوم للصدأ 316- الدرجة الأوستنيتي المرتبطة عادة بسبائك النيكل

الفولاذ المقاوم للصدأ 304- عام-هدف الدرجة الأوستنيتي

حول سبائك JN- القدرة على التصنيع وأنظمة الجودة

هل تحتاج إلى Inconel 600 أو مواد الفولاذ الكربوني لهذا المفصل؟

تقوم شركة JN Alloy بتزويد أنابيب Inconel 600 والأنابيب والألواح والقضبان والشفة والتجهيزات وفقًا لمواصفات ASTM / ASME مع شهادات اختبار المطاحن وتقارير PMI وإمكانية التتبع الكاملة. أخبرنا بتركيبتك المعدنية الأساسية وسنساعدك على مطابقة نماذج المنتج لإجراءات اللحام الخاصة بك.عرض منتجات إنكونيل 600.