Stainless Steel untuk Bejana Tekan dan Karakteristik Pengelasannya
Yang disebut baja tahan karat mengacu pada penambahan kromium dalam jumlah tertentu ke baja, sehingga baja tersebut dalam keadaan pasif dan memiliki karakteristik tidak berkarat. Untuk mencapai tujuan ini, kandungan kromiumnya harus di atas 12 persen . Untuk meningkatkan pasivasi baja, elemen seperti nikel dan molibdenum yang dapat mempasifkan baja sering ditambahkan ke baja tahan karat. Umumnya disebut sebagai stainless steel sebenarnya adalah istilah umum untuk stainless steel dan baja tahan asam. Baja tahan karat belum tentu tahan asam, dan baja tahan asam umumnya memiliki sifat tahan karat yang baik. Baja tahan karat dapat dibagi menjadi empat kategori menurut struktur bajanya, yaitu baja tahan karat austenitik, baja tahan karat feritik, baja tahan karat martensitik, dan baja tahan karat dupleks austenitik-feritik.
1. Baja tahan karat austenitik dan karakteristik pengelasannya
Baja tahan karat austenitik adalah baja tahan karat yang paling banyak digunakan, dan jenis Cr-Ni tinggi adalah yang paling umum. Saat ini, baja tahan karat austenitik secara kasar dapat dibagi menjadi tipe Cr18-Ni8, tipe Cr25-Ni20, dan tipe Cr25-Ni35. Baja tahan karat austenitik memiliki karakteristik pengelasan sebagai berikut:
① Pengelasan baja tahan karat austenitik retak panas memiliki konduktivitas termal yang kecil dan koefisien ekspansi linier yang besar, sehingga selama proses pengelasan, waktu tinggal suhu tinggi dari sambungan las lebih lama, dan lasan mudah untuk membentuk butiran kolumnar kasar struktur. Jika kandungan unsur pengotor seperti belerang, fosfor, timah, antimon, dan niobium tinggi, titik leleh rendah eutektik akan terbentuk di antara butiran, dan retakan pemadatan akan mudah terbentuk pada sambungan las ketika sambungan las mengalami tekanan tinggi. tegangan tarik. Retakan likuifaksi terbentuk di zona yang terkena panas, yang semuanya termasuk retakan panas las. Cara paling efektif untuk mencegah retakan panas adalah dengan mengurangi unsur pengotor yang cenderung menghasilkan eutektik titik leleh rendah pada baja dan bahan habis pakai las dan membuat baja tahan karat austenitik kromium-nikel mengandung 4 persen hingga 12 persen struktur ferit.
② Korosi intergranular Menurut teori penipisan kromium, pengendapan karbida kromium pada permukaan intergranular, mengakibatkan penipisan kromium pada batas butir merupakan penyebab utama korosi intergranular. Oleh karena itu, memilih bahan habis pakai las ultra-rendah karbon atau bahan habis pakai las yang mengandung elemen penstabil seperti niobium dan titanium adalah ukuran utama untuk mencegah korosi intergranular.
③ Retakan korosi tegangan Retak korosi tegangan biasanya bermanifestasi sebagai kegagalan rapuh, dan proses kerusakannya memakan waktu singkat, sehingga kerusakannya serius. Penyebab utama retak korosi tegangan pada baja tahan karat austenitik adalah tegangan sisa las. Perubahan struktur sambungan las atau adanya konsentrasi tegangan, dan konsentrasi media korosi lokal juga merupakan alasan yang mempengaruhi retak korosi tegangan.
④ σ fase embrittlement dari sambungan las Fase σ adalah sejenis senyawa intermetalik yang rapuh dan keras, yang terutama berkumpul di batas butir butir kolumnar. Fase dan fase δ dapat mengalami transisi fase σ. Misalnya, ketika las tipe Cr25Ni20 dipanaskan pada 800 derajat ~ 900 derajat , transformasi →δ yang kuat akan terjadi. Untuk baja tahan karat austenitik kromium-nikel, terutama baja tahan karat kromium-nikel-molibdenum, transformasi fase δ→σ cenderung terjadi, terutama karena elemen kromium dan molibdenum memiliki transformasi sigma yang jelas, ketika kandungan δ ferit dalam las melebihi 12 persen , transformasi δ→σ sangat jelas, menghasilkan penggetasan logam las yang jelas, itulah sebabnya lapisan permukaan pada dinding bagian dalam reaktor hidrogenasi dinding panas mengontrol kandungan δ ferit pada 3 persen hingga 10 persen . alasan.
2. Baja tahan karat feritik dan karakteristik pengelasannya
Baja tahan karat feritik dibagi menjadi dua kategori: baja tahan karat feritik biasa dan baja tahan karat feritik ultra-murni. Diantaranya, baja tahan karat feritik biasa memiliki tipe Cr12 ~ Cr14, seperti 00Cr12, 0Cr13Al; Tipe Cr16 ~ Cr18, seperti 1Cr17Mo; Tipe Cr25 ~ 30.
Karena kandungan karbon dan nitrogen yang tinggi dalam baja tahan karat feritik biasa, sulit untuk diproses dan dilas, dan ketahanan korosi sulit dijamin, sehingga penggunaannya terbatas. Dalam baja tahan karat feritik ultra-murni, karbon dan nitrogen dalam baja dikontrol dengan ketat. Jumlah total nitrogen umumnya dikontrol pada tiga tingkat 0.035 persen hingga 0.045 persen , 0.030 persen , dan 0,010 persen menjadi 0,015 persen. Pada saat yang sama, elemen paduan yang diperlukan ditambahkan untuk lebih meningkatkan ketahanan korosi dan kinerja baja yang komprehensif. Dibandingkan dengan baja tahan karat feritik biasa, baja tahan karat feritik kromium ultra murni memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi seragam, korosi lubang dan korosi tegangan, dan banyak digunakan dalam peralatan petrokimia. Baja tahan karat feritik memiliki karakteristik pengelasan berikut:
① Di bawah aksi suhu pengelasan tinggi, butiran di zona yang terkena panas di mana suhu pemanasan mencapai di atas 1000 derajat, terutama di area jahitan dekat, akan tumbuh dengan cepat. Bahkan jika didinginkan dengan cepat setelah pengelasan, penurunan tajam dalam ketangguhan dan kecenderungan tinggi terhadap korosi intergranular.
② Baja feritik itu sendiri memiliki kandungan kromium yang lebih tinggi, elemen yang lebih berbahaya seperti karbon, nitrogen, oksigen, dll., suhu transisi getas yang lebih tinggi, dan sensitivitas takik yang lebih kuat. Oleh karena itu, embrittlement pasca-las lebih serius.
③ Ketika dipanaskan dan didinginkan perlahan pada 400 derajat ~ 600 derajat untuk waktu yang lama, akan terjadi penggetasan pada 475 derajat, yang secara serius akan mengurangi ketangguhan pada suhu kamar. Setelah dipanaskan dalam waktu lama pada 550 derajat C ~ 820 derajat C, fase σ mudah diendapkan dari ferit, dan plastisitas serta ketangguhannya juga berkurang secara signifikan.
3. Baja tahan karat martensitik dan karakteristik pengelasannya
Baja tahan karat martensit dapat dibagi menjadi baja tahan karat martensit tipe Cr13, baja tahan karat martensit karbon rendah dan baja tahan karat martensit super. Tipe Cr13 memiliki kinerja anti korosi yang umum. Dari baja tahan karat martensitik berbasis Cr12-, karena penambahan nikel, molibdenum, tungsten, vanadium dan elemen paduan lainnya, tidak hanya memiliki ketahanan korosi tertentu, tetapi juga memiliki kekuatan suhu tinggi dan ketahanan suhu tinggi . Sifat oksidasi.
Karakteristik pengelasan baja tahan karat martensit: Lapisan las baja tahan karat martensitik tipe Cr13 dan zona yang terpengaruh panas memiliki kecenderungan pengerasan yang sangat besar, dan sambungan las dapat memperoleh martensit yang keras dan rapuh di bawah kondisi pendinginan udara. Di bawah aksi pengelasan, retakan dingin las mudah muncul. Ketika laju pendinginan kecil, ferit kasar dan karbida intergranular akan terbentuk di area dekat jahitan dan logam las, yang secara signifikan akan mengurangi plastisitas dan ketangguhan sambungan.
Setelah lasan dan zona yang terpengaruh panas dari baja tahan karat rendah karbon dan super martensit didinginkan, semuanya diubah menjadi martensit rendah karbon, tetapi tidak ada fenomena pengerasan yang jelas, dan mereka memiliki kinerja pengelasan yang baik.
Pemilihan Bahan Habis Pakai Las Baja Tahan Karat untuk Bejana Tekan
1. Pemilihan bahan habis pakai las baja tahan karat austenitik
Prinsip pemilihan bahan habis pakai las baja tahan karat austenitik adalah untuk memastikan bahwa ketahanan korosi dan sifat mekanik logam las pada dasarnya setara atau lebih tinggi daripada logam dasar dalam kondisi tidak ada retakan. cocok. Untuk baja tahan karat austenitik tahan korosi, umumnya diinginkan mengandung sejumlah ferit, yang tidak hanya dapat memastikan ketahanan retak yang baik, tetapi juga memiliki ketahanan korosi yang baik. Namun, di beberapa media khusus, seperti logam las peralatan urea, ferit tidak boleh ada, karena ketahanan korosinya akan berkurang. Untuk baja austenitik tahan panas, kontrol kandungan ferit dalam logam las harus dipertimbangkan. Untuk pengelasan baja austenit yang dioperasikan pada suhu tinggi untuk waktu yang lama, kandungan ferit dalam logam las tidak boleh melebihi 5 persen. Pembaca dapat memperkirakan kandungan ferit yang sesuai menurut ekivalen kromium dan ekivalen nikel dalam logam las menurut diagram Schaeffler.
gambar
2. Pemilihan bahan habis pakai las stainless steel feritik
Pada dasarnya ada tiga jenis bahan habis pakai las baja tahan karat feritik: 1) bahan habis pakai las yang komposisinya pada dasarnya cocok dengan logam tidak mulia; 2) bahan habis pakai las austenit; 3) bahan habis pakai las paduan berbasis nikel, yang jarang digunakan karena harganya yang mahal.
Bahan habis pakai las baja tahan karat feritik dapat dibuat dari bahan yang setara dengan logam dasar, tetapi bila tingkat kekangan besar, retakan mudah terjadi. Perlakuan panas dapat digunakan setelah pengelasan untuk mengembalikan ketahanan korosi dan meningkatkan plastisitas sambungan. Penggunaan bahan habis pakai las austenitik dapat menghindari pemanasan awal dan perlakuan panas pasca las, tetapi untuk berbagai baja yang tidak mengandung elemen stabil, sensitisasi zona yang terkena panas masih ada, dan bahan habis pakai las austenitik 309 dan 310 kromium-nikel umumnya digunakan. Untuk baja Cr17, bahan habis pakai las 308 juga dapat digunakan. Bahan habis pakai las dengan kandungan paduan tinggi bermanfaat untuk meningkatkan plastisitas sambungan las. Logam las austenitik atau austenitik-feritik pada dasarnya sekuat logam dasar feritik, tetapi dalam beberapa media korosif, ketahanan korosi las mungkin sangat berbeda dari logam dasar. Perhatikan saat memilih bahan las.
3. Pemilihan bahan habis pakai las stainless steel martensitik
Pada baja tahan karat, baja tahan karat martensit dapat disesuaikan dengan perlakuan panas. Oleh karena itu, untuk memastikan persyaratan kinerja, terutama untuk baja tahan karat martensitik tahan panas, komposisi las harus sedekat mungkin dengan komposisi logam dasar. Untuk mencegah retakan dingin, bahan habis pakai las austenitik juga dapat digunakan, dan kekuatan las saat ini harus lebih rendah dari pada logam dasar.
Ketika komposisi lasan mirip dengan logam dasar, lasan dan zona yang terkena panas akan mengeras dan menjadi rapuh pada saat yang sama, dan zona pelunakan temper akan muncul di zona yang terkena panas. Untuk mencegah retak dingin, komponen dengan ketebalan lebih dari 3mm seringkali perlu dipanaskan terlebih dahulu, dan perlakuan panas seringkali diperlukan setelah pengelasan untuk meningkatkan kinerja sambungan. Karena koefisien ekspansi termal dari logam las dan logam dasar pada dasarnya sama, dimungkinkan untuk sepenuhnya menghilangkan las setelah perlakuan panas. menekankan.
gambar
Ketika benda kerja tidak boleh dipanaskan atau diberi perlakuan panas, lapisan las austenitik dapat dipilih. Karena lapisan las memiliki plastisitas dan ketangguhan yang tinggi, lapisan ini dapat mengendurkan tegangan las dan dapat melarutkan lebih banyak hidrogen, sehingga mengurangi tegangan sambungan. Kecenderungan retak dingin, tetapi sambungan dengan bahan yang tidak rata, karena koefisien ekspansi termal yang berbeda, dapat menghasilkan tegangan geser di zona fusi di bawah lingkungan kerja suhu sirkulasi, yang mengakibatkan kegagalan sambungan.
Untuk baja martensit tipe Cr13 sederhana, ketika las dengan struktur austenitik tidak digunakan, tidak banyak ruang untuk penyesuaian komposisi las, yang umumnya sama dengan matriks logam dasar, tetapi pengotor berbahaya seperti S, P dan Si harus dibatasi. Si dapat mendorong pembentukan martensit kasar pada las baja martensitik Cr13. Mengurangi kandungan C bermanfaat untuk mengurangi kemampukerasan, dan keberadaan sejumlah kecil elemen seperti Ti, N atau Al dalam las juga dapat memurnikan butiran dan mengurangi kemampukerasan.
Untuk baja berkekuatan panas martensit paduan multi-komponen Cr12-, tujuan utamanya adalah tahan panas, dan bahan habis pakai las austenitik biasanya tidak digunakan, dan komposisi las diharapkan mendekati logam tidak mulia. Saat mengatur komposisi, harus dipastikan bahwa las tidak tampak fase ferit, karena sangat merugikan kinerja, karena komponen utama baja kekuatan panas martensitik berbasis Cr13- kebanyakan adalah elemen ferit ( seperti Mo, Nb, W, V, dll.), untuk memastikan bahwa seluruh struktur adalah martensit yang seragam, harus diimbangi dengan elemen austenit, yaitu harus ada elemen yang sesuai seperti C, Ni, Mn, dan N.
Baja tahan karat martensit memiliki kecenderungan yang sangat tinggi untuk retak dingin, sehingga hidrogen rendah, bahkan hidrogen ultra rendah, harus dijaga secara ketat, dan ini harus diperhatikan saat memilih bahan las.
Poin Kunci Pengelasan Baja Tahan Karat untuk Bejana Tekan
1. Poin-poin penting dari pengelasan baja tahan karat austenitik
Secara umum, baja tahan karat austenitik memiliki kemampuan las yang sangat baik. Hampir semua metode pengelasan fusi dapat digunakan untuk mengelas baja tahan karat austenitik, dan sifat termofisika serta karakteristik mikrostruktur baja tahan karat austenitik menentukan titik kunci dari proses pengelasannya.
① Karena konduktivitas termal yang kecil dan koefisien ekspansi termal yang besar dari baja tahan karat austenitik, mudah untuk menghasilkan deformasi besar dan tekanan pengelasan selama pengelasan, sehingga metode pengelasan dengan energi pengelasan terkonsentrasi harus dipilih sebanyak mungkin.
② Karena konduktivitas termal yang kecil dari baja tahan karat austenitik, dapat memperoleh kedalaman penetrasi yang lebih besar daripada baja paduan rendah di bawah arus yang sama. Pada saat yang sama, karena resistivitasnya yang tinggi, untuk menghindari kemerahan pada elektroda selama pengelasan busur, arus pengelasan lebih kecil daripada elektroda baja karbon atau baja paduan rendah dengan diameter yang sama.
③ Spesifikasi pengelasan. Umumnya tidak menggunakan energi masukan yang besar untuk pengelasan. Untuk pengelasan busur elektroda, disarankan untuk menggunakan elektroda berdiameter kecil untuk pengelasan multi-lintasan cepat. Untuk las permintaan tinggi, bahkan tuangkan air dingin untuk mempercepat pendinginan. Untuk baja tahan karat austenitik murni dan baja tahan karat super austenitik, karena sensitivitas retak termal Jika besar, energi garis las harus dikontrol secara ketat untuk mencegah pertumbuhan butir las yang serius dan terjadinya retak panas las.
④ Untuk meningkatkan ketahanan retak termal dan ketahanan korosi pada lasan, perhatian khusus harus diberikan pada kebersihan area pengelasan selama pengelasan untuk mencegah elemen berbahaya menembus lasan.
⑤ Baja tahan karat austenitik umumnya tidak memerlukan pemanasan awal selama pengelasan. Untuk mencegah pertumbuhan butiran dan presipitasi karbida di lapisan las dan zona yang terkena panas, dan memastikan plastisitas, ketangguhan dan ketahanan korosi sambungan las, suhu interlayer yang lebih rendah harus dikontrol, umumnya tidak melebihi 150 derajat.
2. Titik pengelasan baja tahan karat feritik
Baja tahan karat feritik memiliki elemen pembentuk ferit yang relatif lebih banyak, elemen pembentuk austenit yang relatif lebih sedikit, dan material tersebut memiliki kecenderungan yang lebih kecil untuk mengeras dan retak dingin. Di bawah aksi siklus termal pengelasan baja tahan karat feritik, butiran di zona yang terkena panas tumbuh dengan jelas, dan ketangguhan serta plastisitas sambungan menurun tajam. Tingkat pertumbuhan butir di zona yang terkena panas tergantung pada suhu maksimum yang dicapai selama pengelasan dan waktu penahanannya. Oleh karena itu, ketika mengelas baja tahan karat feritik, energi saluran kecil harus digunakan sebanyak mungkin, yaitu metode konsentrasi energi, seperti TIG arus kecil, pengelasan manual dengan elektroda berdiameter kecil, dll. seperti alur celah sempit, kecepatan pengelasan tinggi dan pengelasan multi-lapisan harus diadopsi sebanyak mungkin, dan suhu antar lapisan harus dikontrol dengan ketat.
Karena pengaruh siklus panas pengelasan, umumnya baja tahan karat feritik peka di zona suhu tinggi dari zona yang terkena panas, dan korosi intergranular terjadi di beberapa media. Setelah pengelasan, itu dianil pada 700 ~ 850 derajat untuk menghomogenkan kromium dan mengembalikan ketahanan korosinya.
Baja tahan karat feritik kromium tinggi biasa dapat dilas dengan pengelasan busur elektroda, pengelasan terlindung gas, pengelasan busur terendam dan metode pengelasan lainnya. Karena plastisitas rendah yang melekat pada baja kromium tinggi, serta pertumbuhan butir di zona yang terkena panas dan akumulasi karbida dan nitrida pada batas butir yang disebabkan oleh siklus panas pengelasan, plastisitas dan ketangguhan sambungan las sangat rendah. Keretakan kemungkinan besar terjadi ketika bahan habis pakai las dengan komposisi kimia yang mirip dengan logam dasar digunakan dan tingkat pengekangannya besar. Untuk mencegah retakan dan meningkatkan plastisitas sambungan dan ketahanan korosi, mengambil las busur elektroda sebagai contoh, langkah-langkah teknologi berikut dapat diambil.
① Panaskan lebih dulu sekitar 100 ~ 150 derajat untuk mengelas material dalam keadaan keras. Semakin tinggi kandungan kromium, semakin tinggi suhu pemanasan awal.
② Pengelasan dengan energi input kecil dan tanpa ayunan. Selama pengelasan multi-lapisan, suhu antar lapisan harus dikontrol agar tidak lebih tinggi dari 150 derajat, dan pengelasan kontinyu tidak boleh digunakan untuk mengurangi efek embrittlement suhu tinggi dan embrittlement 475 derajat.
③ Setelah pengelasan, anil pada 750 ~ 800 derajat dapat mengembalikan ketahanan korosi dan meningkatkan plastisitas sambungan karena spheroidisasi karbida dan distribusi kromium yang seragam. Setelah anil, harus didinginkan dengan cepat untuk mencegah terjadinya fase σ dan kerapuhan pada 475 derajat.
3. Titik las baja tahan karat martensitik
Untuk baja tahan karat martensitik tipe Cr13, saat menggunakan elektroda dari bahan yang sama untuk pengelasan, untuk mengurangi sensitivitas retakan dingin dan memastikan plastisitas dan ketangguhan sambungan las, elektroda hidrogen rendah harus dipilih dan langkah-langkah berikut harus dilakukan diambil pada saat yang sama:
① Panaskan dulu. Suhu pemanasan awal meningkat dengan meningkatnya kandungan karbon baja, umumnya berkisar antara 100 derajat hingga 350 derajat.
② Setelah pemanasan. Untuk sambungan las dengan kandungan karbon tinggi atau kekangan tinggi, tindakan pasca-pemanasan harus dilakukan setelah pengelasan untuk mencegah retak akibat hidrogen las.
③ Perlakuan panas pasca-pengelasan. Untuk meningkatkan plastisitas, ketangguhan, dan ketahanan korosi sambungan las, suhu perlakuan panas pasca-las umumnya 650 derajat C ~ 750 derajat C, dan waktu penahanan dihitung sebagai 1 jam / 25mm.
Untuk baja tahan karat martensitik super dan rendah karbon, tindakan pemanasan awal umumnya tidak diperlukan. Ketika derajat pengekangan besar atau kandungan hidrogen dalam las tinggi, tindakan pemanasan awal dan pasca pemanasan dilakukan. Suhu pemanasan awal umumnya 100 derajat C ~ 150 derajat C, suhu perlakuan panas pasca las adalah 590 ~ 620 derajat. Untuk baja martensit dengan kandungan karbon lebih tinggi. Atau ketika perlakuan panas pra-pengelasan dan pasca-pengelasan sulit untuk diterapkan, dan sambungannya sangat terkendali, bahan habis pakai las austenitik juga dapat digunakan dalam rekayasa untuk meningkatkan plastisitas dan ketangguhan sambungan las dan mencegah retak. Tetapi saat ini, ketika logam las berbasis austenitik atau austenit, sebenarnya kekuatannya rendah dibandingkan dengan kekuatan logam dasar, dan logam las dan logam dasar berbeda dalam komposisi kimia, struktur metalografi, termal Sifat fisik dan mekanik sangat berbeda, dan tegangan sisa pengelasan tidak dapat dihindari, yang dapat dengan mudah menyebabkan korosi tegangan atau kerusakan mulur suhu tinggi.
Pengelasan baja tahan karat dupleks
1. Jenis baja tahan karat dupleks
Baja tahan karat dupleks memiliki struktur dupleks austenit plus ferit, dan isi dari struktur dua fasa
Pada dasarnya sama, sehingga memiliki karakteristik baja tahan karat austenitik dan baja tahan karat feritik. Kekuatan luluh bisa mencapai 400Mpa ~ 550MPa, dua kali lipat dari baja tahan karat austenitik biasa. Dibandingkan dengan baja tahan karat feritik, baja tahan karat dupleks memiliki ketangguhan tinggi, suhu transisi rapuh yang rendah, ketahanan korosi intergranular yang meningkat secara signifikan, dan kinerja pengelasan; pada saat yang sama, ia mempertahankan beberapa karakteristik baja tahan karat feritik, seperti kerapuhan 475 derajat, konduktivitas termal tinggi, koefisien ekspansi linier kecil, superplastisitas, dan magnetisme. Dibandingkan dengan baja tahan karat austenitik, kekuatan baja tahan karat dupleks tinggi, terutama kekuatan luluh meningkat secara signifikan, dan kinerja ketahanan korosi pitting, ketahanan korosi tegangan, dan ketahanan lelah korosi juga meningkat secara signifikan.
Baja tahan karat dupleks diklasifikasikan menurut komposisi kimianya, dan dapat dibagi menjadi empat jenis: tipe Cr18, tipe Cr23 (tidak termasuk Mo), tipe Cr22 dan tipe Cr25. Untuk baja tahan karat dupleks Cr25, dapat dibagi menjadi baja tahan karat tipe umum dan baja tahan karat super dupleks, di antaranya tipe Cr22 dan tipe Cr25 telah banyak digunakan dalam beberapa tahun terakhir. Sebagian besar baja tahan karat dupleks yang digunakan di negara saya diproduksi di Swedia, dan nilai spesifiknya adalah: 3RE60 (tipe Cr18), SAF2304 (tipe Cr23), SAF2205 (tipe Cr22), SAF2507 (tipe Cr25).
2. Karakteristik pengelasan baja tahan karat dupleks
① Baja tahan karat dupleks memiliki kemampuan las yang baik. Hal ini tidak mudah untuk melemahkan zona yang terkena panas selama pengelasan seperti baja tahan karat feritik, juga tidak mudah untuk menghasilkan retakan panas seperti baja tahan karat austenitik. Namun, karena memiliki sejumlah besar ferit, Ketika kekakuan tinggi atau kandungan hidrogen lasan tinggi, retakan pendinginan hidrogen dapat terjadi, jadi sangat penting untuk mengontrol sumber hidrogen secara ketat.
② Untuk memastikan karakteristik baja fase ganda, memastikan bahwa proporsi austenit dan ferit dalam struktur sambungan las sesuai adalah kunci untuk mengelas baja jenis ini. Ketika laju pendinginan sambungan setelah pengelasan lambat, perubahan fasa sekunder δ → relatif cukup, sehingga struktur dupleks dengan rasio fasa yang relatif sesuai dapat diperoleh pada suhu kamar, yang membutuhkan masukan panas pengelasan yang besar selama pengelasan. . Sebaliknya, jika laju pendinginan setelah pengelasan cepat, fasa δ ferit akan meningkat, mengakibatkan penurunan plastisitas, ketangguhan, dan ketahanan korosi yang serius pada sambungan.
3. Pemilihan bahan habis pakai las stainless steel dupleks
Bahan habis pakai las untuk baja tahan karat dupleks, yang dicirikan bahwa struktur las adalah struktur dupleks yang didominasi oleh austenit, dan kandungan elemen tahan korosi utama (kromium, molibdenum, dll.) setara dengan logam dasar, sehingga memastikan ketahanan korosi yang sama dengan jenis kelamin logam dasar. Untuk memastikan kandungan austenit dalam lasan, kandungan nikel dan nitrogen biasanya dinaikkan, yaitu setara nikel dinaikkan sekitar 2 persen menjadi 4 persen . Dalam bahan dasar baja tahan karat dupleks, umumnya terdapat kandungan nitrogen dalam jumlah tertentu, dan kandungan nitrogen dalam jumlah tertentu juga diharapkan dalam bahan habis pakai las, tetapi umumnya tidak boleh terlalu tinggi, jika tidak akan terjadi pori-pori. Dengan cara ini, kandungan nikel yang tinggi menjadi perbedaan utama antara bahan las dan logam dasar.
Sesuai dengan persyaratan ketahanan korosi dan ketangguhan sambungan yang berbeda, pilih elektroda yang cocok dengan komposisi kimia logam dasar, seperti pengelasan baja tahan karat dupleks Cr22, Anda dapat memilih elektroda Cr22Ni9Mo3, seperti elektroda E2209. Ketika elektroda asam digunakan, penghilangan terak bagus dan bentuk lasnya indah, tetapi ketangguhan impaknya rendah. Ketika logam las diperlukan untuk memiliki ketangguhan impak tinggi dan pengelasan semua posisi diperlukan, elektroda alkalin harus digunakan. Elektroda dasar biasanya digunakan saat root backing dilas. Ketika ada persyaratan khusus untuk ketahanan korosi logam las, elektroda dasar dengan komponen baja dupleks super juga harus digunakan.
Untuk kawat las terlindung gas padat, sambil memastikan bahwa logam las memiliki ketahanan korosi dan sifat mekanik yang baik, perhatian juga harus diberikan pada kinerja proses pengelasannya. Untuk kawat berinti fluks, ketika bentuk las diperlukan untuk menjadi indah, rutil atau titanium Untuk kawat berinti fluks tipe kalsium, ketika ketangguhan benturan yang lebih tinggi diperlukan atau pengelasan dalam kondisi pengekangan yang lebih besar, kawat berinti fluks dengan alkalinitas yang lebih tinggi harus digunakan.
Untuk pengelasan busur terendam, disarankan untuk menggunakan kawat las dengan diameter lebih kecil untuk mewujudkan pengelasan multi-layer dan multi-pass di bawah spesifikasi pengelasan berukuran kecil dan menengah, untuk mencegah penggetasan zona yang terkena panas las dan logam las. , dan gunakan fluks alkali yang cocok.
4. Titik pengelasan baja tahan karat dupleks
① Kontrol proses panas pengelasan Energi panas pengelasan, suhu interlayer, pemanasan awal, dan ketebalan material semuanya akan memengaruhi laju pendinginan selama pengelasan, sehingga memengaruhi struktur dan kinerja las dan zona yang terkena panas. Laju pendinginan yang terlalu cepat atau terlalu lambat akan memengaruhi ketangguhan dan ketahanan korosi sambungan las baja dupleks. Laju pendinginan yang terlalu cepat akan menyebabkan kandungan fasa berlebih dan meningkatkan pengendapan Cr2N. Jika laju pendinginan terlalu lambat, butiran kristal akan menjadi sangat kasar, dan bahkan beberapa senyawa intermetalik yang rapuh, seperti fasa σ, dapat diendapkan. Tabel 1 mencantumkan beberapa energi garis las yang direkomendasikan dan kisaran suhu interpass. Saat memilih energi garis, ketebalan material spesifik juga harus dipertimbangkan. Batas atas energi garis pada tabel cocok untuk pelat tebal, dan batas bawah cocok untuk pelat tipis. Saat mengelas baja dupleks dengan 25 persen ω(Cr) dan baja tahan karat super dengan kandungan paduan tinggi, untuk mendapatkan sifat logam las terbaik, disarankan agar suhu interpass maksimum dikontrol pada 100 derajat. Ketika perlakuan panas diperlukan setelah pengelasan, suhu interpass mungkin tidak dibatasi.
② Perlakuan panas pasca-pengelasan Yang terbaik adalah tidak memanaskan baja tahan karat dupleks setelah pengelasan, tetapi ketika kandungan fasa dalam keadaan dilas melebihi persyaratan atau ketika fasa berbahaya, seperti fasa σ, diendapkan, pasca-pengelasan perlakuan panas las dapat digunakan untuk meningkatkan. Metode perlakuan panas yang digunakan adalah pendinginan air. Selama perlakuan panas, pemanasan harus secepat mungkin, dan waktu penahanan pada suhu perlakuan panas adalah 5 ~ 30 menit, yang seharusnya cukup untuk mengembalikan kesetimbangan fase. Oksidasi logam sangat serius selama perlakuan panas, dan perlindungan gas lembam harus dipertimbangkan. Untuk baja fase ganda dengan 22 persen ω (Cr), perlakuan panas harus dilakukan pada suhu 1050 derajat C ~ 1100 derajat C, sedangkan baja fase ganda dan baja fase ganda super dengan 25 persen ω (Cr ) memerlukan perlakuan panas pada suhu 1070 derajat C ~ 1120 derajat C Lakukan perlakuan panas.
Contoh pengelasan bejana tekan stainless steel
Flash tank dengan diameter 800mm dan ketebalan dinding 10mm terbuat dari 0Cr18Ni9.
menjelaskan:
① Diameter silinder adalah 800mm, dan tukang las dapat mengebor silinder untuk pengelasan. Oleh karena itu, lapisan silinder memanjang dan melingkar dilas di kedua sisi dengan pengelasan busur elektroda.
② Tidak ada lubang pada peralatan ini, sehingga las penutup hanya dapat dilas dari luar. Untuk memastikan kualitas pengelasan, las TIG digunakan sebagai backing. Namun, logam belakang akan teroksidasi selama pengelasan busur argon dari baja tahan karat. Dulu, hanya metode pengisian argon di bagian belakang yang bisa digunakan untuk perlindungan. tidak baik. Untuk mengatasi kesulitan proses ini, Divisi Pengelasan Nippon Oil & Fat Company mengembangkan dan memproduksi kawat las TIG stainless steel pelindung diri belakang, yang merupakan kawat las dengan lapisan khusus, dan lapisan (yaitu lapisan ) akan menembus ke dalam kolam cair setelah meleleh Di bagian belakang, lapisan pelindung padat terbentuk, yang setara dengan peran lapisan elektroda. Penggunaan kawat las ini persis sama dengan kawat las TIG biasa, dan pelapisan tidak akan mempengaruhi busur depan dan bentuk kolam cair, yang sangat mengurangi biaya pengelasan las busur argon baja tahan karat. Dalam peralatan ini, jika pelindung argon belakang digunakan, limbah argonnya serius, sehingga digunakan kawat las pelindung diri.
③ Untuk lasan fillet antara pipa penghubung dan flensa las datar, dan antara pipa penghubung dan cangkang, mengingat bentuk dan kondisi pengelasan lasan pada bagian ini, las busur elektroda umumnya digunakan. Jika diameter pipa penghubung terlalu kecil, untuk mengurangi kesulitan pengelasan, las TIG juga bisa digunakan.
④ Lasan fillet antara penopang dan cangkang adalah las bantalan tanpa tekanan, dan las berpelindung gas digunakan (gas pelindung adalah CO2 murni), yang memiliki efisiensi tinggi dan bentuk las yang baik. TFW-308L adalah tingkat konsumsi las, dan model konsumsi lasnya adalah E308LT1-1 (AWS A5.22).
