UNS N08825 การวิจัยกระบวนการเชื่อมโลหะผสมนิกเกิลที่ใช้

งานวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการเชื่อมของท่อโลหะผสม N08825 UNS
1. รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับอัลลอยด์นิกเกิล N08825 UNS
1.1 องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติของวัสดุ
สหรัฐอเมริกา N08825 (ความไม่สงบ 825) เป็นโลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียมที่มีการเติมโมลิบดีนัม, ทองแดง, และไทเทเนียม. องค์ประกอบทางเคมีของมันได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันเพื่อให้ได้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและความเสถียรเชิงกลในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-1)(#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-3):
- นิกเกิล (38–46%): เพิ่มความต้านทานต่อการร้าวการกัดกร่อนของคลอไรด์ที่เกิดจากคลอไรด์และสื่อที่เป็นกรด (เช่น, กรดซัลฟูริกและฟอสฟอริก).
- โครเมียม (19.5–23.5%): ก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์ป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนของหลุม.
- โมลิบดีนัม (2.5–3.5%) และทองแดง (1.5–3%): ปรับปรุงความต้านทานต่อการลดกรด, โดยเฉพาะกรดซัลฟูริก.
- ไทเทเนียม (0.6–1.2%): ทำให้โลหะผสมมีความเสถียรต่อการกัดกร่อนแบบขยายในระหว่างการเชื่อม.
คุณสมบัติทางกลภายใต้มาตรฐาน ASTM/ASME รวมถึง:
- ความต้านทานแรงดึง: 550–585 MPa
- ความแข็งแรงของผลผลิต: 240–275 MPa
- การยืดตัว: ≥30% (#ผู้ใช้เนื้อหา-Ref-2)(#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-6).
1.2 การใช้งานในภาคอุตสาหกรรม
โลหะผสมนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายใน:
- น้ำมัน & แก๊ส: ท่อส่งใต้ทะเล, ระบบจัดการก๊าซกรด.
- การแปรรูปทางเคมี: เครื่องปฏิกรณ์, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน.
- พลังงานนิวเคลียร์: ระบบหล่อเย็น, ที่เก็บเชื้อเพลิงที่ใช้ไป (#ผู้ใช้เนื้อหา-Ref-5)(#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-46).
2. วิธีการเชื่อมสำหรับ UNS N08825 ท่อ
2.1 เทคนิคการเชื่อมทั่วไป
2.1.1 ทีไอจี (GTAW) การเชื่อม
- ข้อดี: การควบคุมความร้อนที่แม่นยำ, รอยเชื่อมคุณภาพสูง, กระพือปีกน้อยที่สุด.
- พารามิเตอร์:
- ปัจจุบัน: 90–150 a (ขั้ว Dcen).
- แรงดันไฟฟ้า: 10–15 V.
- ป้องกันก๊าซ: argon หรือ ar-he mixtures (อัตราการไหล: 10–15 ลิตร/นาที) (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-7)(#ผู้ใช้เนื้อหา-รีฟ -22).
- การใช้งาน: รูทผ่านในท่อวิกฤตที่ต้องมีข้อต่อที่ปราศจากข้อบกพร่อง.
2.1.2 ฉัน (การยิง) การเชื่อม
- ข้อดี: อัตราการสะสมสูง, เหมาะสำหรับท่อที่มีผนังหนา.
- พารามิเตอร์:
- ปัจจุบัน: 120–200 a.
- ความเร็วฟีดลวด: 4–8 m/me.
- ป้องกันก๊าซ: 98% อาร์ + 2% CO₂ (#ผู้ใช้เนื้อหา-Ref-12)(#ผู้ใช้เนื้อหา -24).
2.1.3 สมาว (การเชื่อมอาร์คโลหะป้องกัน)
- ข้อดี: ความยืดหยุ่นในการเชื่อมภาคสนาม.
- ขั้วไฟฟ้า: AWS ENICRMO-3 สำหรับความต้านทานการกัดกร่อนที่ตรงกัน.
- ความท้าทาย: ต้องใช้ผู้ให้บริการที่มีทักษะในการจัดการความเสี่ยงรวมตะกรัน (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-8)(#ผู้ใช้เนื้อหา-รีฟ -11).
2.2 การเลือกวัสดุเชื่อม
- ฟิลเลอร์โลหะ: ernichrmo-3 (tig/me) หรือ enicrmo-3 (สมาว) เพื่อให้ตรงกับองค์ประกอบโลหะฐาน.
- การทำความสะอาดก่อนการเชื่อม: อะซิโตนหรือแอลกอฮอล์เพื่อกำจัดกำมะถัน, สังกะสี, และสารปนเปื้อนอื่นๆ (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-19)(#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-35).
3. การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์การเชื่อม
3.1 พารามิเตอร์ที่สำคัญและผลกระทบของพวกเขา
| พารามิเตอร์ | ช่วงที่เหมาะสมที่สุด | ผลกระทบต่อคุณภาพการเชื่อม |
|---|---|---|
| อินพุตความร้อน | 1.5–2.5 kJ/mm | ข้อมูลที่มากเกินไปทำให้เกิดความรุนแรง (#ผู้ใช้เนื้อหา-Ref-13). |
| อุณหภูมิ | ≤150° C | ป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์ (#ผู้ใช้เนื้อหา-Ref-20). |
| ความเร็วในการเดินทาง | 50–90 มม./นาที | ความเร็วสูงช่วยลดการเจือจาง แต่ความเสี่ยงขาดฟิวชั่น (#ผู้ใช้เนื้อหา-รีฟ -21). |
3.2 กรณีศึกษา: การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การเชื่อม TIG
การศึกษาเกี่ยวกับ API 5L X-65 cladded UNS N08825 แสดงให้เห็น:
- พารามิเตอร์ที่ดีที่สุด: 110 ก, 12 วี, 70 มม./นาที.
- ผลลัพธ์:
- การเก็บรักษาแรงดึง: 99.2% ของโลหะฐาน.
- ผลกระทบต่อความเหนียวใน HAZ: 88–258 J (#ผู้ใช้เนื้อหา-รีฟ-16).
4. การป้องกันและควบคุมข้อบกพร่องการเชื่อม
4.1 ข้อบกพร่องทั่วไปและกลยุทธ์การบรรเทา
| ประเภทข้อบกพร่อง | สาเหตุ | มาตรการป้องกัน |
|---|---|---|
| แคร็กร้อน | eutectics ที่มีการละลายต่ำ, ความเครียด | ใช้โลหะฟิลเลอร์ซัลเฟอร์ต่ำ; อุ่น (100–150 ° C) (#ผู้ใช้เนื้อหา-Ref-31). |
| ความพรุน | ความชื้น, การป้องกันที่ปนเปื้อน | รับรองความบริสุทธิ์ของก๊าซ (>99.995%); หลีกเลี่ยงร่าง (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-35). |
| ขาดฟิวชั่น | อินพุตความร้อนไม่เพียงพอ | เพิ่มกระแสไฟฟ้า; ลดความเร็วในการเดินทาง (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-36). |
4.2 มาตรฐานการประกันคุณภาพ
- ASTM B705: ระบุความคลาดเคลื่อนของมิติและการทดสอบเชิงกลสำหรับท่อเชื่อม.
- ไอเอสโอ 5817: การจำแนกข้อบกพร่อง (ระดับ B สำหรับการใช้งานที่สำคัญ) (#ผู้ใช้เนื้อหา-รีฟ -28)(#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-30).
5. การรักษาความร้อนหลังการเชื่อม (สวท)
5.1 ข้อกำหนดและขั้นตอน
- PWHT ทั่วไป: 600–650 ° C เป็นเวลา 1-2 ชั่วโมงเพื่อบรรเทาความเครียดที่เหลืออยู่.
- ข้อยกเว้น: โครงสร้าง Austenitic ของ UNS N08825 โดยทั่วไปหลีกเลี่ยง PWHT เว้นแต่จะระบุไว้สำหรับบริการอุณหภูมิสูง (>538องศาเซลเซียส) (#ผู้ใช้เนื้อหา-รีฟ -38)(#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-42).
5.2 การพิจารณาโครงสร้างจุลภาค
- การตกตะกอนของคาร์ไบด์: ย่อเล็กสุดโดยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (การดับน้ำ) โพสต์-PWHT.
- การรักษาด้วยความเสถียร: 885° C สำหรับ 1.5 ชั่วโมงเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนระหว่างกัน (#ผู้ใช้เนื้อหา-รีฟ -39).
6. แอปพลิเคชันอุตสาหกรรมและกรณีศึกษา
6.1 น้ำมัน & ภาคก๊าซ
- การเชื่อมท่อใต้ทะเล: ทิกรูท + กระบวนการเติม/CAP MIG บรรลุการปฏิบัติตามเอ็กซ์เรย์ (100% อัตราผ่าน) (#ผู้ใช้เนื้อหา-Ref-12).
- กรณีศึกษา: ก 2024 โครงการโดย Sinopec ใช้ UNS N08825 สำหรับท่อส่งก๊าซเปรี้ยว, ลดความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อนโดย 40% (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-43).
6.2 แอปพลิเคชันพลังงานนิวเคลียร์
- เส้นเชื่อมระบบหล่อเย็น: emb (การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน) ซึ่งได้ 600 ความแข็งแรงแรงดึง MPA, ประสิทธิภาพการจับคู่โลหะฐาน (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-17).
6.3 การแปรรูปทางเคมี
- การผลิตเครื่องปฏิกรณ์กรด: SMAW ด้วยอิเล็กโทรด ENICRMO-3 แสดงให้เห็นถึงอายุการใช้งาน 15 ปีในสภาพแวดล้อมของกรดซัลฟิวริก (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-46).
7. แนวโน้มและนวัตกรรมในอนาคต
- การเชื่อมแบบไฮบริดเลเซอร์: รวมเลเซอร์และ MIG เพื่อความเร็วที่สูงขึ้นและการเจาะลึก.
- การผลิตสารเติมแต่ง: ลวด-อาร์ค (เรียก) สำหรับรูปทรงเรขาคณิตของท่อที่ซับซ้อนด้วย UNS N08825 (#ผู้ใช้เนื้อหา-ref-17)(#ผู้ใช้เนื้อหา -24).
องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกลของอัลลอยด์ N08825 Nickel-based
UNS N08825 โลหะผสมนิกเกิล (รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น incoloy 825) เป็นอัลลอยด์ออสเทนนิติก, ส่วนประกอบหลักซึ่งรวมถึงนิกเกิล, โครเมียม, โมลิบดีนัม, ทองแดงและเหล็กจำนวนเล็กน้อย, ไทเทเนียม, อลูมิเนียมและองค์ประกอบอื่น ๆ. องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกลมีดังนี้:
องค์ประกอบทางเคมี
- นิกเกิล (ใน) : 38%-46%.
- โครเมียม (Cr) : 19.5%-23.5%.
- โมลิบดีนัม (โม) : 2.5%-3.5%.
- ทองแดง (ลูกบาศ์ก) : 1.5%-3.5%.
- เหล็ก (เฟ) : 22%-25%.
- ซิลิคอน (และ) : 0.5%.
- แมงกานีส (มน) : 1.0%.
- กำมะถัน (ส) : 0.03%.
- ฟอสฟอรัส (ป) : 0.03%.
คุณสมบัติทางกล
- ความแข็งแรงของผลผลิต : 725 MPa.
- ความต้านทานแรงดึง : 550 MPa.
- การยืดตัว : ≥30%.
- Brinell Hardness : ≤135-165.
- โมดูลัสของความยืดหยุ่น : 28.3 x 10⁶ kN/mm² (196 kn/mm²).
คุณสมบัติ
- ความต้านทานการกัดกร่อน : ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลดและออกซิไดซ์สภาพแวดล้อม, และทำงานได้ดีกับสื่อเช่นกรดซัลฟูริก, กรดฟอสฟอริก, คลอไรด์และไฮดรอกไซด์.
- ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูง : มันยังคงรักษาคุณสมบัติเชิงกลที่ดีในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงสูงกว่า 700 ° C.
- ความต้านทานออกซิเดชัน : ในสภาพแวดล้อมการออกซิเดชั่นที่อุณหภูมิสูง, ชั้นพื้นผิวออกไซด์บางลง, ซึ่งทำให้การสึกหรอและความชราของวัสดุล่าช้า.
- ประสิทธิภาพการเชื่อม : ง่ายต่อการสร้างและเชื่อม, และไม่ไวต่อความรู้สึกได้ง่ายในระหว่างกระบวนการเชื่อม.
โดยสรุป, UNS N08825 โลหะผสมนิกเกิลใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี, วิศวกรรมทางทะเล, อุตสาหกรรมนิวเคลียร์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพอุณหภูมิสูง.
UNS N08825 วิธีกระบวนการเชื่อมทั่วไป (tig/mig/smaw, ฯลฯ)
สหรัฐอเมริกา N08825 (ความไม่สงบ 825) เป็นโลหะผสมนิกเกิลที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพของอุณหภูมิสูง. มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปิโตรเคมี, วิศวกรรมทางทะเลและสาขาอื่น ๆ. วิธีการเชื่อมทั่วไป ได้แก่ TIG (การเชื่อมก๊าซเฉื่อย Tungsten), ฉัน (การเชื่อมก๊าซเฉื่อยโลหะ) และ smaw (การเชื่อมส่วนโค้งด้วยตนเอง).
- ทีไอจี (การเชื่อมก๊าซเฉื่อย Tungsten)
การเชื่อม TIG เหมาะสำหรับแผ่นบางและสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีข้อต่อรอยเชื่อมคุณภาพสูง. วิธีนี้ใช้อิเล็กโทรดทังสเตนและก๊าซเฉื่อยที่ไม่ต้องใช้ (เช่นอาร์กอน) เพื่อปกป้องพื้นที่เชื่อม, ซึ่งสามารถควบคุมอินพุตความร้อนได้อย่างแม่นยำและลดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของการเชื่อม, จึงปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม. - ฉัน (การเชื่อมก๊าซเฉื่อยโลหะ) :
การเชื่อม MIG เหมาะสำหรับการเชื่อมกลางและแผ่นหนา. มันสามารถบรรลุประสิทธิภาพการผลิตสูงและประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดีโดยการบริโภคสายเชื่อมอย่างต่อเนื่องและปกป้องพื้นที่เชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อย. วิธีนี้เหมาะสำหรับการเชื่อมแผ่นหนา, แต่ต้องมีการควบคุมอินพุตความร้อนเชื่อมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง. - สมาว (การเชื่อมส่วนโค้งโลหะด้วยตนเอง) :
SMAW เป็นวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมที่เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความหนาต่าง ๆ. วิธีนี้ละลายโลหะผ่านส่วนโค้งระหว่างอิเล็กโทรดและชิ้นงาน, และอิเล็กโทรดปกป้องพื้นที่เชื่อมระหว่างกระบวนการหลอมละลาย. แม้ว่าประสิทธิภาพการผลิตจะต่ำ, ใช้งานง่ายและเหมาะสำหรับการเชื่อมท่อเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กและรอยเชื่อมฐาน.
นอกจากนี้, ควรสังเกตจุดต่อไปนี้ในระหว่างกระบวนการเชื่อมของโลหะผสม UNS N08825:
- การเลือกวัสดุเชื่อม : แนะนำให้ใช้สายเชื่อมหรืออิเล็กโทรดของ AWS ernicrmo-3 เพื่อให้แน่ใจว่ามีความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติเชิงกลของรอยเชื่อม.
- การควบคุมพารามิเตอร์การเชื่อม : การเลือกการเชื่อมปัจจุบันที่เหมาะสม, แรงดันไฟฟ้าและการไหลของก๊าซเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณภาพการเชื่อมและลดข้อบกพร่อง.
- หลังการรักษา : สำหรับการเชื่อมแผ่นหนา, การรักษาด้วยความร้อนอาจต้องกำจัดความเข้มข้นของความเครียดและปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค.
โดยสรุป, มีวิธีการเชื่อมหลายวิธีสำหรับโลหะผสม UNS N08825. ทีไอจี, MIG และ SMAW เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไป. การเลือกที่เฉพาะเจาะจงจะต้องได้รับการพิจารณาอย่างละเอียดตามความหนาของชิ้นงาน, ตำแหน่งการเชื่อมและข้อกำหนดด้านคุณภาพ.
①ลักษณะของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของการเชื่อมวัสดุขนาดกลาง
ตามข้อมูลที่มีอยู่, การวิจัยเกี่ยวกับลักษณะของเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (ฮาซ) การเชื่อมโลหะผสม N08825 UNS:
- ประสิทธิภาพการเชื่อมและโครงสร้างจุลภาค :
- UNS N08825 โลหะผสมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและประสิทธิภาพของอุณหภูมิสูง, แต่กระบวนการเชื่อมนั้นค่อนข้างซับซ้อน, และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคและคุณภาพการเชื่อมของรอยเชื่อมต่อโดยตรงส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานโดยตรง.
- ในระหว่างการเชื่อม, เนื้อหานิกเกิลสูงและการกระจายขององค์ประกอบการผสมมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการเชื่อมและอาจนำไปสู่การลดลงของคุณสมบัติเชิงกลของข้อต่อเชื่อม.
- โครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน :
- การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างจุลภาคของโซนการเชื่อมที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ, รูปร่างและขนาดของเม็ดจะกลายเป็นหยาบ, ส่งผลให้คุณสมบัติเชิงกลลดลงของวัสดุ.
- ในการทดสอบผลกระทบ charpy, ค่าผลกระทบขั้นต่ำของพื้นที่ HAZ นั้นต่ำกว่าพื้นที่วัสดุพื้นฐานอย่างมีนัยสำคัญ, แสดงให้เห็นว่าความเหนียวของ HAZ นั้นไม่ดี.
- อิทธิพลของกระบวนการเชื่อมต่อ HAZ :
- วิธีการเชื่อมที่แตกต่างกัน (เช่นการเชื่อมด้วยเลเซอร์, การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน, ฯลฯ) มีผลกระทบที่แตกต่างกันต่อโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของ HAZ. การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและโครงสร้างจุลภาคของข้อต่อ.
- พารามิเตอร์กระบวนการเช่นอินพุตความร้อนเชื่อม, ความยับยั้งชั่งใจ, การบำบัดความร้อนก่อนหน้าและการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมมีอิทธิพลสำคัญต่อความไวของรอยแตกและคุณสมบัติเชิงกลของ HAZ.
- ผลของการรักษาความร้อนต่อ HAZ :
- กระบวนการบำบัดความร้อนที่เหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างและคุณสมบัติของ HAZ และลดความไวของรอยแตกของเหลว.
- การรักษาความร้อนที่เหมาะสมที่อุณหภูมิสูง (เช่นการรักษาด้วยวิธีแก้ปัญหาและการรักษาด้วยความเสถียร) สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติเชิงกลของ HAZ.
- ความท้าทายในการใช้งานจริง :
- ในการใช้งานจริง, ความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติเชิงกลของข้อต่อเชื่อมจะต้องรับประกันโดยกระบวนการเชื่อมที่เข้มงวดและการรักษาความร้อน.
- รอยต่อรอยเชื่อมในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงอาจเผชิญกับความเสี่ยงของการกัดกร่อนระหว่างเกรนและการร้าวการกัดกร่อนของความเครียด, และควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมและมาตรการต่อต้านการกัดกร่อน.
โดยสรุป, จุดเน้นการวิจัยของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของการเชื่อมโลหะผสม N08825 ที่ใช้ N08825 คือการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเชื่อมและพารามิเตอร์การรักษาความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและความต้านทานการกัดกร่อนของ HAZ และตรวจสอบความน่าเชื่อถือของข้อต่อเชื่อมในอุณหภูมิสูง.
②แผนการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ (กระแส/แรงดันไฟฟ้า/ความเร็ว, ฯลฯ)
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ TIG, พารามิเตอร์ MIG และ SMAW กระบวนการ (รวมถึงกระแสไฟฟ้า, แรงดันไฟฟ้าและความเร็ว) การเชื่อมโลหะผสม N08825 UNS เพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพ, คุณสามารถอ้างถึงคำแนะนำต่อไปนี้:
1. การเชื่อม TIG
- ปัจจุบัน : กระแสโดยตรงมีผลโดยตรงต่อความลึกและความกว้างของการเชื่อมโดยตรง. สำหรับโลหะผสม N08825, ขอแนะนำให้ควบคุมกระแสระหว่าง 90 และ 110 A เพื่อหลีกเลี่ยงการตัดราคาและการเผาไหม้ที่เกิดจากกระแสเล็กเกินไป, และเพื่อหลีกเลี่ยงความกว้างของการเชื่อมที่มากเกินไปที่เกิดจากกระแสที่ใหญ่เกินไป.
- แรงดันไฟฟ้า : ควรควบคุมแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 11 และ 13 V เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนโค้งที่ดีและคุณภาพการสร้างการเชื่อมที่ดี.
- ความเร็ว : ควรควบคุมความเร็วการเชื่อมระหว่าง 50 และ 90 mm/นาทีเพื่อให้ได้การก่อตัวที่ดีและอินพุตความร้อนลดลง, จึงช่วยลดข้อบกพร่องในการเชื่อม.
- ป้องกันก๊าซ : ใช้อาร์กอนหรือฮีเลียมเป็นก๊าซป้องกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเสถียรและคุณภาพการเชื่อมในระหว่างการเชื่อม.
2. ฉันเชื่อม
- ปัจจุบัน : กระแสมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเจาะและความกว้าง. ช่วงปัจจุบันที่แนะนำคือ 140 ~ 150 A เพื่อให้แน่ใจว่าการสร้างการเชื่อมที่ดีและคุณสมบัติทางกล.
- แรงดันไฟฟ้า : แรงดันไฟฟ้ามีอิทธิพลสำคัญต่อคุณภาพการเชื่อมและคุณสมบัติเชิงกล. ขอแนะนำให้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 20 และ 25 V เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแรงของแรงดึงและความแข็งของการเชื่อม.
- ความเร็ว : ควรปรับความเร็วการเชื่อมตามความหนาของวัสดุและตำแหน่งการเชื่อม. โดยทั่วไป, ความเร็วที่แนะนำคือ 20 ~ 30 ซม./นาทีเพื่อให้แน่ใจว่าสมบัติสม่ำเสมอและเชิงกลของการเชื่อม.
- อัตราการไหลของก๊าซ : ควรควบคุมอัตราการไหลของก๊าซป้องกันที่ 15 ~ 20 L/นาทีเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการปนเปื้อน.
3. การเชื่อม smaw
- ปัจจุบัน : กระแสโดยตรงมีผลโดยตรงต่อระดับการหลอมละลายของรอยเชื่อม. ขอแนะนำให้ควบคุมกระแสระหว่าง 100 และ 150 A เพื่อให้แน่ใจว่าการหลอมละลายและการก่อตัวของรอยเชื่อมสม่ำเสมอ.
- แรงดันไฟฟ้า : ควรปรับแรงดันไฟฟ้าตามความหนาของวัสดุเชื่อมและตำแหน่งการเชื่อม. โดยทั่วไปขอแนะนำให้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 20 ~ 25 V เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณภาพการเชื่อมและคุณสมบัติเชิงกล.
- ความเร็ว : ควรควบคุมความเร็วในการเชื่อมที่ 5 ~ 10 ซม./นาทีเพื่อให้แน่ใจว่าการหลอมละลายและการก่อตัวของการเชื่อมสม่ำเสมอ.
4. วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพที่ครอบคลุม
- วิธี Taguchi : การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การเชื่อมโดยวิธี Taguchi สามารถปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ. ตัวอย่างเช่น, อาร์เรย์ทดลอง L9 orthogonal ใช้ในการวิเคราะห์ผลกระทบของกระแสการเชื่อม, แรงดันไฟฟ้าและความเร็วในประสิทธิภาพการเชื่อมและกำหนดค่าผสมพารามิเตอร์ที่ดีที่สุด.
- การวิเคราะห์สหสัมพันธ์สีเทา : การวิเคราะห์ความสัมพันธ์สีเทาใช้เพื่อประเมินอิทธิพลของพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันต่อประสิทธิภาพการเชื่อมและเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การเชื่อมต่อไป.
- อัลกอริทึมทางพันธุกรรม : อัลกอริทึมทางพันธุกรรมใช้สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพหลายวัตถุประสงค์เพื่อสร้างสมดุลระหว่างคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพการผลิต.
5. การโพสต์
- การรักษาด้วยการหลอม : ควรดำเนินการรักษาที่เหมาะสมหลังจากการเชื่อมเพื่อกำจัดความเครียดภายในการเชื่อมและปรับปรุงความเหนียวและความเป็นพลาสติกของการเชื่อม.
- การรักษาด้วยสารละลาย : การรักษาโซลูชันใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคของการเชื่อมและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของมัน.
6. หมายเหตุ
- ความสะอาด : ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมการเชื่อมปราศจากมลพิษและกำจัดออกไซด์และสารปนเปื้อนบนพื้นผิวของวัสดุ.
- ป้องกันก๊าซ : เลือกก๊าซป้องกันที่เหมาะสม, เช่นอาร์กอนหรือฮีเลียม, เพื่อให้แน่ใจว่ามีความมั่นคงและคุณภาพการเชื่อมในระหว่างการเชื่อม.
- การควบคุมอินพุตความร้อน : ควบคุมอินพุตความร้อนการเชื่อมอย่างเคร่งครัดเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนระหว่างเกรนและข้อบกพร่องการเชื่อมอื่น ๆ.
ผ่านวิธีการข้างต้น, tig, พารามิเตอร์กระบวนการเชื่อม MIG และ SMAW ของโลหะผสม UNS N08825 สามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพ.
UNS N08825 มาตรฐานการควบคุมคุณภาพร่วมเชื่อม
มาตรฐานการควบคุมคุณภาพสำหรับข้อต่อที่ไม่ได้เชื่อม N08825 ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดและมาตรฐานดังต่อไปนี้:
- ASTM B705-05 : มาตรฐานนี้มีเฉพาะสำหรับข้อกำหนดของท่อเชื่อมที่ทำจากโลหะผสมนิกเกิล (รวมถึง UNS N08825), ครอบคลุมการออกแบบข้อต่อเชื่อม, การเลือกใช้วัสดุ, ขั้นตอนการเชื่อม, และข้อกำหนดการควบคุมคุณภาพ.
- ASME BPVC.II.B-2019 : ข้อกำหนดนี้สอดคล้องกับ ASTM B704-07 และใช้ได้กับการผลิตท่อเชื่อม N08825 UNS N08825, เน้นความต้านทานการกัดกร่อนและความต้องการทรัพย์สินทางกลของข้อต่อเชื่อม.
- ไอเอสโอ 5817:2015 : มาตรฐานสากลนี้ให้คำแนะนำทั่วไปสำหรับการควบคุมคุณภาพของข้อต่อเชื่อม. มันใช้กับข้อต่อเชื่อมฟิวชั่นในโลหะผสมนิกเกิลฐาน, รวมถึงวิธีการประเมินข้อบกพร่องและการเลือกเกรดคุณภาพ.
- ASTM B163 และ ASTM B423 : มาตรฐานเหล่านี้ระบุองค์ประกอบทางเคมี, คุณสมบัติเชิงกลและข้อกำหนดกระบวนการบำบัดความร้อนสำหรับท่อที่ราบรื่นและเชื่อม, ตามลำดับ, และให้การสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการดำเนินการผลิต UNS N08825.
- การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเชื่อม : เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของรอยเชื่อม, จำเป็นต้องควบคุมอินพุตความร้อนอย่างเคร่งครัด (1.5-2.5 KJ/mm), เลือกวัสดุเชื่อมที่เหมาะสม (เช่น ernicrmo-3), และใช้เทคโนโลยี TIG หรือ MIG เพื่อลดความเสี่ยงของการขอร้องในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน.
- การรักษาหลังความร้อน : การรักษาหลังความร้อนที่เหมาะสม (มักจะระหว่าง 600-650 ° C) จำเป็นต้องมีหลังจากการเชื่อมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคและปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน.
- การตรวจสอบและประเมินผล : การทดสอบประสิทธิภาพของข้อต่อเชื่อมรวมถึงการทดสอบคุณสมบัติเชิงกล, การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน.
โดยสรุป, มาตรฐานการควบคุมคุณภาพสำหรับข้อต่อที่เชื่อม N08825 UNS ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเช่น ASTM B705-05, ASME BPVC.II.B-2019 และ ISO 5817:2015, เมื่อรวมกับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเชื่อมเฉพาะและข้อกำหนดการรักษาหลังความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่ามีความต้านทานการกัดกร่อน, คุณสมบัติเชิงกลและความเสถียรในระยะยาวของข้อต่อเชื่อม.
②มาตรการที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับข้อบกพร่องในการเชื่อม (รอยแตก/รูขุมขน/ขาดฟิวชั่น, ฯลฯ)
เพื่อป้องกันข้อบกพร่องเช่นรอยแตก, รูขุมขนและการขาดฟิวชั่นในระหว่างกระบวนการเชื่อมของ UNS N08825, สามารถใช้มาตรการต่อไปนี้ได้:
- การป้องกันรอยแตก :
- ควบคุมความเครียดการเชื่อม : ลดความเครียดจากการเชื่อมโดยการอุ่นและควบคุมอัตราการระบายความร้อน, จึงช่วยลดความเสี่ยงของการแตก.
- เลือกวัสดุเชื่อมที่เหมาะสม : ใช้แท่งเชื่อมหรือสายเชื่อมที่มีองค์ประกอบคล้ายกับวัสดุแม่เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติเชิงกลของรอยเชื่อมเชื่อม.
- เพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การเชื่อม : ปรับกระแสเชื่อม, แรงดันไฟฟ้าและความเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงอัตราการระบายความร้อนที่เร็วเกินไปและอินพุตความร้อนที่มากเกินไป.
- การรักษาหลัง : ดำเนินการรักษาความร้อนหลังโพสต์-weld ที่เหมาะสมเพื่อกำจัดความเครียดที่เหลือและปรับปรุงประสิทธิภาพของข้อต่อเชื่อม.
- การป้องกันปาก :
- ทำความสะอาดพื้นผิวการเชื่อม : ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีน้ำมัน, สนิม, น้ำหรือสิ่งสกปรกอื่น ๆ ในการเชื่อมและพื้นผิวลวดเชื่อม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใน 20-30 มม. ทั้งสองด้านของร่อง.
- เลือกก๊าซป้องกันที่เหมาะสม : ใช้ความบริสุทธิ์สูง (เช่น 99.996%) อาร์กอนเป็นก๊าซป้องกันเพื่อให้แน่ใจว่าผลการป้องกันก๊าซในระหว่างกระบวนการเชื่อม.
- ความเร็วในการเชื่อมควบคุมและกระแสไฟฟ้า : ลดความเร็วการเชื่อมและกระแสไฟฟ้าอย่างเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการหลบหนีของก๊าซที่ไม่สมบูรณ์ที่เกิดจากความเร็วการเชื่อมที่เร็วเกินไป.
- การอบแห้งที่เหมาะสมของแท่งเชื่อมและฟลักซ์ : ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแท่งเชื่อมและฟลักซ์แห้งสนิทก่อนใช้เพื่อหลีกเลี่ยงความพรุนไฮโดรเจนที่เกิดจากความชื้น.
- การป้องกันการไม่เปิดเผย :
- พารามิเตอร์การเชื่อมควบคุม : ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระแสการเชื่อมและแรงดันไฟฟ้าเพียงพอที่จะหลีกเลี่ยงการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากกระแสต่ำ.
- ทำความสะอาดพื้นผิวร่อง : ทำความสะอาดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวร่องอย่างทั่วถึงก่อนที่จะเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าความสะอาดของขอบเชื่อม.
- ปรับมุมการเชื่อมและความเร็ว : ปรับมุมการเชื่อมและความเร็วอย่างถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากมุมที่ไม่เหมาะสมหรือความเร็วมากเกินไป.
- มาตรการที่ครอบคลุม :
- เลือกกระบวนการเชื่อมที่เหมาะสม : เลือกกระบวนการเชื่อมที่เหมาะสมตามสภาพการทำงานเฉพาะ, เช่นการดำเนินการโค้งสั้น, หยุดอาร์คและอาร์คที่มั่นคง, ฯลฯ.
- เสริมสร้างการตรวจสอบการเชื่อม : ดำเนินการตรวจสอบอย่างเข้มงวดในระหว่างกระบวนการเชื่อมเพื่อตรวจจับและแก้ไขข้อบกพร่องในเวลา.
- ปรับสภาพแวดล้อมการเชื่อมให้เหมาะสม : รักษาสภาพแวดล้อมการเชื่อมให้สะอาดและแห้งเพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของความชื้นและสิ่งสกปรกในอากาศต่อคุณภาพการเชื่อม.
ผ่านมาตรการข้างต้น, ข้อบกพร่องเช่นรอยแตก, รูขุมขนและการขาดฟิวชั่นในระหว่างกระบวนการเชื่อมของ UNS N08825 สามารถป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพการเชื่อมและความต้านทานการกัดกร่อน.
UNS N08825 ข้อกำหนดกระบวนการบำบัดความร้อนหลังการทำงาน
ข้อกำหนดกระบวนการบำบัดความร้อนแบบโพสต์-weld สำหรับ UNS N08825 นิกเกิลที่ใช้โลหะผสมมีดังนี้:
- ความจำเป็นในการรักษาความร้อน :
ตามอัลลอยด์นิกเกิลของ UNS N08825, โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้การรักษาความร้อนหลังการตรวจสอบ, แต่ในบางสถานการณ์ (เช่นเอกสารการออกแบบหรือเงื่อนไขทางเทคนิคที่จำเป็น), การรักษาความร้อนจำเป็นต้องกำจัดความเครียดที่เหลือหรือปรับปรุงประสิทธิภาพของรอยเชื่อม. - อุณหภูมิการบำบัดความร้อน :
หากต้องการการรักษาความร้อน, ช่วงอุณหภูมิทั่วไปคือ 600-650 ° C, และอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจงจะต้องพิจารณาตามเอกสารการออกแบบหรือเงื่อนไขทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง. - วิธีการบำบัดความร้อน :
การรักษาด้วยความร้อนมักใช้วิธีการให้ความร้อนในเตาเผา, รวมถึงการควบคุมอัตราความร้อน, เวลาถือและวิธีการระบายความร้อน, ฯลฯ. สำหรับการเชื่อมยาว, สามารถให้ความร้อนในส่วนและมาตรการฉนวนกันความร้อน. - วัตถุประสงค์การรักษาความร้อน :
วัตถุประสงค์หลักของการรักษาความร้อนคือการกำจัดความเครียดที่ตกค้างการเชื่อมและปรับปรุงโครงสร้างและคุณสมบัติของข้อต่อเชื่อม, ดังนั้นการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติเชิงกล. - บันทึก :
- ควรควบคุมอินพุตความร้อนการเชื่อมอย่างเคร่งครัดภายในช่วงของ 1.5-2.5 KJ/mm²เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนระหว่างเกรนหรือการตกตะกอนเฟสที่เปราะบาง.
- ในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อน, มีความจำเป็นต้องป้องกันการตกตะกอนของคาร์โบไฮเดรตเขตแดน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งเวลาที่อยู่อาศัยในเขตไว (450-800องศาเซลเซียส) ไม่ควรนานเกินไป.
- ค่าความแข็งของการเชื่อมหลังการรักษาความร้อนจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อม.
- ข้อกำหนดพิเศษ :
- สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อน (เช่นสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนแบบเปียก H2S), การรักษาความร้อนหลังการเชื่อมเป็นสิ่งจำเป็น.
- การทดสอบการกัดกร่อนมาตรฐานควรดำเนินการหลังการรักษาความร้อนเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุ.
โดยสรุป, กระบวนการบำบัดความร้อนแบบโพสต์-weld ของ UNS N08825 โลหะผสมนิกเกิลต้องได้รับการกำหนดตามเอกสารการออกแบบที่เฉพาะเจาะจงและเงื่อนไขทางเทคนิค, มักจะดำเนินการในช่วง 600-650 ° C, ด้วยการมุ่งเน้นไปที่การกำจัดความเครียดที่เหลือและปรับปรุงประสิทธิภาพของข้อต่อเชื่อม.
กรณีแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง (พลังงานปิโตรเลียม/เคมี/นิวเคลียร์, ฯลฯ)
นี่คือบางกรณีแอปพลิเคชันในปิโตรเลียม, อุตสาหกรรมพลังงานเคมีและนิวเคลียร์:
- อุตสาหกรรมน้ำมัน :
- Shengli Petroleum Engineering Company “การประยุกต์ใช้ Internet of Things ในการจัดการอุปกรณ์วิศวกรรมปิโตรเลียม” โครงการได้รับเลือกให้เป็นกรณีทั่วไปของ Internet of Things ที่เสริมสร้างศักยภาพในการพัฒนาอุตสาหกรรมใน 2024 โดยกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ, แสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Internet of Things ในการจัดการอุปกรณ์วิศวกรรมปิโตรเลียม.
- Guangzhou Petrochemical ได้ปรับปรุงตัวชี้วัดความปลอดภัยและการป้องกันสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมปิโตรเคมีผ่านเทคโนโลยีสารสนเทศ 5G+, กลายเป็นกรณีสาธิตในมณฑลกวางตุ้งและแม้แต่ทั้งประเทศ.
- Yokogawa ให้บริการโซลูชั่นที่ครอบคลุมในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, จากห่วงโซ่อุปทาน LNG ไปจนถึงน้ำมันปลายน้ำและก๊าซ, ครอบคลุมการทำให้เป็นของเหลวก๊าซธรรมชาติ, การขนส่ง, และ regasification.
- อุตสาหกรรมเคมี :
- การประยุกต์ใช้ท่อโพรพิลีน (ท่อ PP) ในการบำบัดน้ำเสียทางเคมี, เครื่องปฏิกรณ์เคมี, การขนส่งของเหลวที่กัดกร่อนและท่อสถานีปั๊มแสดงให้เห็นถึงข้อดีเช่นความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานอุณหภูมิสูง.
- การประยุกต์ใช้วัสดุคอมโพสิต PPH+FRP ในอุตสาหกรรมเคมี, รวมถึงเสา PPH+FRP, ถังเก็บและของสะสมของเหลว, ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของอุปกรณ์เคมี.
- บริษัท ต่างๆเช่น Xinhua Guangdong Petrochemical และ Xinghuo Silicone ได้ใช้เทคโนโลยี 5G กับสถานการณ์เช่นการจำลองหน่วยการผลิต, การบำรุงรักษาอุปกรณ์ทำนาย, และการตรวจสอบโลจิสติกส์ทั่วโลก, ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงทางดิจิตอลของอุตสาหกรรมเคมี.
- อุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ :
- แพลตฟอร์มอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ของจีนได้รับเลือกให้เป็นหนึ่งใน “การบูรณาการการประชุมทางอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมโลกครั้งที่ห้าและแอปพลิเคชันนวัตกรรม”, แสดงให้เห็นถึงการฝึกฝนการเปลี่ยนแปลงทางดิจิตอลพลังงานนิวเคลียร์บนพื้นฐานของแพลตฟอร์มอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม.
- ที่ “guohe no. 1” โครงการสาธิตใช้เทคโนโลยี 5G ประสบความสำเร็จ, มอบประสบการณ์การก่อสร้างที่ทันสมัยและเป็นไปได้.
- การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี AI ในวิศวกรรมพลังงานนิวเคลียร์และการผลิตทดสอบ, รวมถึงการผลิตอัจฉริยะและการควบคุมคุณภาพ, การจัดการห่วงโซ่อุปทานและการป้องกันความเสี่ยง, ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพทางธุรกิจและความปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญ.

