Tìm kiếm
Ống thép không gỉ martensitic được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực dầu, khí đốt, ngành hóa chất, hàng không, đóng tàu và năng lượng hạt nhân. Chúng có sức mạnh cao, khả năng chống mài mòn tốt và khả năng chống ăn mòn nhất định, và là lý tưởng cho các điều kiện làm việc theo yêu cầu cao. Hàn, như một liên kết quá trình quan trọng liên quan đến kết nối và sản xuất, đóng một vai trò quan trọng trong tính toàn vẹn cấu trúc và tuổi thọ dịch vụ của các ống thép không gỉ martensitic. Tuy nhiên, do cấu trúc kim loại độc đáo và đặc điểm xử lý nhiệt của vật liệu này, một loạt các khiếm khuyết dễ dàng được tạo ra trong quá trình hàn, ảnh hưởng đến hiệu suất và an toàn của việc sử dụng.
Vết nứt lạnh (làm nguội vết nứt)
Vết nứt lạnh là một trong những khiếm khuyết phổ biến và nguy hiểm nhất khi hàn các ống thép không gỉ martensitic. Loại thép không gỉ này chứa carbon và crom cao, và sự biến đổi martensitic sẽ xảy ra trong quá trình làm mát hàn, dẫn đến căng thẳng cấu trúc lớn và căng thẳng dư. Khi cấu trúc martensitic cứng cao được đặt chồng lên với căng thẳng kéo, các vết nứt bị trì hoãn hoặc vết nứt lạnh rất có thể xảy ra trong vùng hàn hoặc vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt.
Các vết nứt lạnh thường xuất hiện vài giờ hoặc thậm chí vài ngày sau khi hàn, và được che giấu cao và mở rộng nhanh chóng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất và sự an toàn của cấu trúc. Để tránh sự xuất hiện của các vết nứt lạnh, thường cần phải làm nóng trước khu vực hàn và áp dụng điều trị ủ thích hợp.
Vết nứt nóng (vết nứt dung dịch rắn)
Các vết nứt nóng chủ yếu xảy ra trong quá trình hóa rắn của mối hàn, điều này là do ứng suất co ngót của kim loại lỏng vượt quá cường độ liên kết của ranh giới hạt. Thép không gỉ martensitic chứa một số nguyên tố tạp chất nhất định như lưu huỳnh (s) và phốt pho (P), tạo thành các eutectics điểm dẫn đến thấp ở nhiệt độ hàn cao và thu thập ở ranh giới hạt, làm giảm sức mạnh của ranh giới hạt và tăng nguy cơ vết nứt nóng.
Các vết nứt nóng thường được phân phối tuyến tính dọc theo ranh giới hạt, với hình dạng mảnh, sâu và hẹp. Chúng không dễ phát hiện về ngoại hình và chỉ có thể được tìm thấy thông qua thử nghiệm tia X hoặc siêu âm. Sử dụng vật liệu hàn thấp và thấp, kiểm soát đầu vào nhiệt và tối ưu hóa các thông số hàn là phương tiện quan trọng để ngăn chặn các vết nứt nóng.
Các vết nứt do hydro gây ra (vết nứt bị trì hoãn)
Nếu có độ ẩm, dầu, rỉ sét hoặc không đủ vật liệu hàn khô trong quá trình hàn, hydro sẽ được giới thiệu. Các nguyên tử hydro hòa tan trong kim loại hàn ở nhiệt độ cao, và thu thập các khuyết tật hoặc vùi trong quá trình làm mát để tạo thành khí áp suất cao, gây ra các vết nứt do hydro gây ra.
Do độ cứng cao, thép không gỉ martensitic rất nhạy cảm với hydro và rất dễ bị nứt do hydro. Loại vết nứt này thường xảy ra trong giai đoạn làm mát sau khi hàn và có thể mở rộng dưới tải trọng tĩnh hoặc tải trọng bên ngoài. Việc sử dụng quy trình hàn hydro thấp, làm nóng trước khi hàn và làm mát chậm sau khi hàn là các biện pháp hiệu quả để giảm các vết nứt do hydro gây ra.
Thất bại giòn do cấu trúc cứng
Trong khu vực hàn thép không gỉ martensitic, đặc biệt là vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ), do sưởi ấm cục bộ và làm mát nhanh, rất dễ để tạo thành một cấu trúc martensitic giòn cao, thậm chí đi kèm với kết tủa cacbua, dẫn đến giảm độ bền cục bộ.
Nếu khu vực cứng cao không được tăng cường đúng cách, rất dễ gây gãy xương giòn dưới tải trọng va chạm hoặc tải trọng mệt mỏi. Việc chấp nhận vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt thường là một trong những nguyên nhân gốc của sự cố hàn và cũng là một mục kiểm soát chính trong đánh giá quy trình hàn.
Các vùi oxy hóa và các khiếm khuyết phản ứng tổng hợp không đầy đủ
Nếu đủ khí che chắn hoặc phương pháp che chắn không đúng cách không được sử dụng trong quá trình hàn thép không gỉ martensitic, kim loại mối hàn sẽ bị oxy hóa nghiêm trọng, tạo thành các bao gồm oxit và làm giảm độ tinh khiết của kim loại hàn. Các bao gồm quá trình oxy hóa không chỉ làm giảm sức mạnh mà còn trở thành các nguồn crack, rất dễ gây ra sự thất bại trong quá trình phục vụ.
Đồng thời, đầu vào nhiệt hàn quá thấp, chuẩn bị rãnh kém hoặc công nghệ hoạt động kém đều có thể dẫn đến phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh hoặc khiếm khuyết thâm nhập không hoàn chỉnh. Những khiếm khuyết như vậy làm giảm diện tích cắt ngang chịu tải của cấu trúc và là những yếu tố quan trọng gây ra vết nứt mệt mỏi và gãy xương sớm.
Biến dạng quá mức và ứng suất dư
Do sự mở rộng và co thắt thay đổi pha trong quá trình hàn của thép không gỉ martensitic, trường ứng suất rất phức tạp, và biến dạng hàn và ứng suất còn lại lớn có thể dễ dàng hình thành sau khi hàn. Nếu không được kiểm soát, nó sẽ không chỉ ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước của đường ống hoặc cấu trúc, mà còn có thể gây ra vết nứt ăn mòn căng thẳng.
Bằng cách kiểm soát đầu vào nhiệt, việc áp dụng trình tự hàn hợp lý, định vị cố định thích hợp và xử lý nhiệt sau chiến binh, biến dạng có thể được giảm hiệu quả và có thể giải phóng ứng suất dư.
Hàn độ xốp và lỗ chân lông
Nếu có độ ẩm, dầu hoặc khí che chắn không ổn định trong quá trình hàn, khiếm khuyết độ xốp sẽ xảy ra. Hầu hết các lỗ chân lông này được phân phối bên trong mối hàn. Mặc dù chúng có kích thước nhỏ, nhưng chúng có thể dễ dàng trở thành điểm tập trung căng thẳng trong môi trường áp suất cao hoặc ăn mòn.
Lỗ chân lông cũng có thể ảnh hưởng đến mật độ và niêm phong các mối hàn, đặc biệt là trong các đường ống vận chuyển khí hoặc chất lỏng áp suất cao. Sự hiện diện của họ sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động an toàn của hệ thống.
