Een TIG + MAG-lasontwerp van 304 roestvrijstalen buis

In vergelijking met al het argonlassen en argon-elektrisch lassen, zijn de productie-efficiëntie en laskwaliteit van roestvrijstalen buis TIG + MAG-lassen aanzienlijk verbeterd, en het wordt veel gebruikt bij het lassen van elektriciteitscentrales. De horizontale vaste verbinding in alle posities van 304 roestvrijstalen buis met grote diameter wordt voornamelijk gebruikt in de smeeroliepijpleiding van elektriciteitscentrales. Het is moeilijk te lassen en vereist een hogere laskwaliteit en vorming van het binnenoppervlak. PT- en RT-inspectie is vereist na het lassen.

TIG-lassen of handmatig booglassen hebben een laag rendement en een slechte laskwaliteit kan niet worden gegarandeerd. We gebruiken TIG binnen- en buitenvuldraadlasonderlaag, MAG-lasvulling en deklaag om goede lasverbindingen te krijgen. Vergeleken met koolstofstaal en laaggelegeerd staal zijn de thermische uitzettingssnelheid en geleidbaarheid van TP304 roestvrij staal groter en zijn de vloei en vorming van het zwembad slecht, vooral bij lassen in alle posities. Bij MAG-lassen moet de uittreklengte van de lasdraad minder dan 10 mm zijn en moeten de juiste zwenkamplitude, frequentie, snelheid en randretentietijd worden aangehouden. De hoek van de lastoorts moet op elk moment worden aangepast om de rand van het lasoppervlak netjes te laten smelten, goed te vormen om de kwaliteit van de vul- en deklaag te waarborgen.

Het monster TP304 stalen buis met maat 530 mm * 11 mm, handmatige argon wolfraam booglassen steun werd gebruikt, gemengd gas (CO2 + Ar) lasvulling en afdeklassen, horizontaal vast lassen in alle posities. Voordat we gaan lassen, moeten we enkele voorbereidingsprojecten uitvoeren:

1. Verwijder vuil zoals olie en roest, en polijst de groef en het omliggende bereik van 10 mm;

2. Montage volgens de maat, het positioneringslassen met behulp van de vaste vloer (2, 7, 11 punten voor het positioneringsblok vast), kan ook gebruik maken van massief lassen met groefpunt;

3. De buis is beschermd door argongas.

TIG-lasproces

Lasparameters

Er wordt een 2.5 mm WCE-20 wolfraamelektrode gebruikt. De wolfraamelektrode schuift 4 ~ 6 mm uit zonder voorverwarmen en de diameter van het mondstuk is 12 mm

LasdraadODLasstroom I / ABoogspanning U / VGasstroom L / minAr zuiverheid,%Polariteit
TIG-ER3082.580-9012-14Positief 9-12 Backing 9-399.99DCSP

Operatie proces

  • Het horizontaal vastlassen van de buis in alle posities is moeilijk. Om de interne doorzakking van de lasnaad te voorkomen, wordt het lasgedeelte boven het hoofd (60 ° aan beide zijden van zes punten) gebruikt om de draad te vullen, en de verticale en horizontale lasonderdelen worden gebruikt om de draad als rug te vullen. lassen.
  • Voordat de boog wordt gestart, moet de buis worden gevuld met argon om de lucht te reinigen. Tijdens het lasproces mag de lasdraad niet in contact komen met de wolfraamelektrode of direct in het boogkolomgebied van de boog gaan, anders wordt wolfraaminsluiting in de lasnaad vastgehouden en wordt de boogstabiliteit aangetast.
  • Begin met lassen vanaf bijna 6 punten om de wolfraamelektrode altijd loodrecht op de as van de stalen buis te maken, waardoor de grootte van het gesmolten zwembad beter kan worden geregeld en het mondstuk het gesmolten zwembad gelijkmatig tegen oxidatie kan beschermen.
  • Het uiterste deel van het wolfraam is ongeveer 2 mm verwijderd van het lasstuk en de lasdraad moet langs de groef naar de voorkant van het lasbad worden gestuurd. De boog wordt na het ontsteken aan het ene uiteinde van de groef voorverwarmd en de eerste druppel lasdraad wordt onmiddellijk gestuurd om het metaal te smelten nadat het metaal is gesmolten, en vervolgens wordt de tweede druppel lasdraad gestuurd om het metaal aan de andere kant te smelten uiteinde van de groef, en dan zwaait de boog lateraal en blijft een tijdje aan beide kanten zodat de lasdraad gelijkmatig en met tussenpozen naar het gesmolten zwembad wordt gestuurd. Op 12 punten wordt het uiteinde gepolijst tot een helling en wordt de draad opgehangen tijdens het lassen aan de helling, het wordt gesmolten tot een gatafsluiting met een boog. Er moet aandacht worden besteed aan het verminderen van de interne beschermgasstroom tot 3 l / min aan het einde van het lassen om te voorkomen dat de las concaaf wordt als gevolg van een te hoge luchtdruk.

MAG-lasproces

Lasparameters

De diameter van het mondstuk is 20 mm, de afstand tussen het mondstuk en het preparaat is 6 ~ 8 mm, de temperatuur tussen de lagen is minder dan 150 ℃ en de dikte van de lasnaad is 11 mm.

Het mengen van beschermend gas met een Ar80% + CO2 20% -verhouding (volume) maakt AR-boog stabiel, kleine spetters, gemakkelijk te verkrijgen axiale straalovergang. De oxidatie van de boog overwint de defecten van argonlassen, zoals hoge oppervlaktespanning, dik vloeibaar metaal en gemakkelijke drift van kathodepunten, en verbetert de laspenetratiediepte.

LasdraadODLasstroom I / ABoogspanning U / VBeschermgasGasstroom L / minPolariteit
E-308L1.0100-11017-19Positief 80% Ar + 20% CO2, Backing Ar9-12, 3DCEP

Het operatieproces

  • Inspectie voor het lassen: Inspecteer het mondstuk, reinig het geleidende mondstuk, gasstroom, raak het bodemoppervlak, temperatuur tussen de lagen.
  • Bij gaslassen in de vulling, deklaag van het oppervlak, zal de lengte van de verlengde lasdraad de stabiliteit van het lasproces beïnvloeden. Een te lange uitschuiflengte zal de draadweerstandswaarde verhogen en de draad oververhitten, wat spatten en slechte lasvorming veroorzaakt; een te korte uitschuiflengte zal de stroom vergroten, de afstand tussen het mondstuk en het werkstuk wordt verkort om oververhitting te veroorzaken, waardoor spatten het mondstuk kunnen blokkeren, waardoor de gasstroom en de lasnaadvorming worden beïnvloed.
  • Tijdens het lassen staat de Hoek van het laspistool loodrecht op de as van de buis om te voorkomen dat er poriën en slak in de lasnaad komen. Kleine amplitudeschommeling, beide zijden blijven iets sneller in de middelste snelheid, waardoor de lasnaad convex, ongelijk kan worden vermeden; Bij het lasproces moeten uniforme en geschikte zwenkamplitude en frequentie van de lastoorts worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de grootte van het lasoppervlak en de rand van de deklaag goed worden versmolten.

Roestvrij staal 316L VS 2205 duplex op biomedische gebieden

De farmaceutische en biotech-industrie stelt relatief hoge eisen aan de staalmaterialen die worden gebruikt in het verwerkingsvat en het pijpleidingsysteem, die uitstekende corrosiebestendigheid en reinheid moeten hebben om de zuiverheid en kwaliteit van het geneesmiddel te garanderen, ze moeten ook in staat zijn om de productieomgeving te verdragen en desinfectie- en reinigingsprocessen van temperatuur, druk en corrosie, hebben ook een goede lasbaarheid en kunnen voldoen aan de eisen van de industrie van oppervlakteafwerking.

316L (UNS S31603, EN 1.4404) Austenitisch roestvast staal is het belangrijkste materiaal voor apparatuur in de productie van farmaceutische en biotechnologische industrieën. 316L roestvrij staal heeft uitstekende corrosiebestendigheid, lasbaarheid en elektrolytische polijsteigenschappen, waardoor het een ideaal materiaal is voor de meeste farmaceutische toepassingen. Hoewel 316L roestvrij staal goed presteert in veel procesomgevingen, blijven klanten de prestaties van 316L roestvrij staal verbeteren door een zorgvuldige selectie van een specifieke chemische samenstelling van 316L roestvrij staal en het gebruik van verbeterde productieprocessen zoals elektroslak hersmelten (ESR).

Voor sterk corrosieve media kunnen klanten die hogere onderhoudskosten accepteren, 316L roestvrij staal blijven gebruiken, of ervoor kiezen om 6% molybdeen superaustenitisch roestvrij staal te gebruiken met een hogere legeringssamenstelling, zoals AL-6XN® (UNS N08367) of 254 SMO® (UNS S31254, EN 1.4547). Momenteel wordt 2205 (UNS S32205, EN 1.4462) tweefasig roestvrij staal ook gebruikt bij de fabricage van procesapparatuur in deze industrie.

De microstructuur van 316L roestvrij staal omvat de austenietfase en een zeer kleine hoeveelheid ferrietfase, die voornamelijk wordt gevormd door een voldoende hoeveelheid nikkel aan de legering toe te voegen om de austenietfase te stabiliseren. Het nikkelgehalte van 316L roestvrij staal is over het algemeen 10-11%. 2205 duplex roestvast staal wordt gevormd door het nikkelgehalte te verminderen tot ongeveer 5% en het mangaan en de stikstof toegevoegd om ongeveer 40-50% ferriet te vormen en bevat ongeveer dezelfde hoeveelheid ferrietfase en austenietfase microstructuur, met grote tot aanzienlijke corrosie weerstand. De toename van het stikstofgehalte en de fijnkorrelige microstructuur van 2205 duplex roestvast staal zorgen ervoor dat het een hogere sterkte heeft dan gewone austenitische roestvaste staalsoorten zoals 304L en 316L. Onder gloeivoorwaarden is de vloeigrens van 2205 duplex roestvast staal ongeveer tweemaal die van 316L roestvast staal. Vanwege deze hogere sterkte kan de toelaatbare spanning van 2205 dubbel roestvrij staal veel hoger zijn, afhankelijk van de ontwerpspecificaties voor de fabricageprocesapparatuur. Het kan de wanddikte en kosten in veel toepassingen verminderen. Laten we eens kijken naar de vergelijking van de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen tussen 316L en 2205 (gespecificeerd in ASTM A240)

GradesUNSCMnPSSiCrNiMoN
316LS316030.032.00.0450.030.7516.0-18.010.0-14.02.0-3.00.1
2205S322050.032.00.030.021.022.0-23.04.5-6.53.0-3.50.14-0.2
GradesTreksterkte, Mpa (ksi)Opbrengststerkte Mpa (ksi)verlengingHardheid, HRB (HRC)
316 / 316L515 (75)205 (30)40%217 (95)
2205655 (95)450 (65)25%29331 ()

Corrosiviteitsprestaties

Putcorrosiebestendigheid

In farmaceutische en biotechnologische toepassingen is de meest voorkomende corrosie van roestvrij staal putjes in chloridemedia. 2205 duplex roestvast staal heeft een hoger chroom-, molybdeen- en stikstofgehalte, wat aanzienlijk beter is dan 316L roestvast staal wat betreft de weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie. De relatieve corrosiebestendigheid van roestvast staal kan worden bepaald door de temperatuur (kritische corrosietemperatuur) te meten die nodig is voor putcorrosie in een standaard testoplossing van 6% ijzerchloride. De kritische corrosietemperatuur (CPT) van 2205 duplex roestvast staal ligt tussen 316L roestvast staal en 6% molybdeen super austenitisch roestvast staal. Opgemerkt moet worden dat de CPT-gegevens gemeten in ferrichloride-oplossing een betrouwbare rangorde zijn van de weerstand tegen putcorrosie door chloride-ionen en niet mogen worden gebruikt om de kritische corrosietemperatuur van het materiaal in andere chloride-omgevingen te voorspellen.

Spanningscorrosie

Wanneer temperaturen hoger zijn dan 150 ° F (60 ° C), is 316L roestvrij staal vatbaar voor scheuren onder de gecombineerde werking van trekspanning en chloride-ionen, en deze catastrofale corrosie staat bekend als chloride-spanningscorrosie (SCC). Bij het selecteren van materialen in hete vloeistofomstandigheden, moet roestvrij staal 316 worden vermeden in aanwezigheid van chloride-ionen en temperaturen van 150 ° F (60 ° C) of hoger. Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, is 2205 duplex roestvrij staal bestand tegen SCC van ten minste 250 ° F (120 ° C) in een eenvoudige zoutoplossing.

Verwerkingseigenschappen

De bewerking van 2205 duplex roestvast staal is in veel opzichten vergelijkbaar met die van 316L, maar er zijn nog enkele verschillen. Bij koudvervormingsprocessen moet rekening worden gehouden met de hogere sterkte en hardingseigenschappen van tweefasig roestvrij staal, kan apparatuur nodig zijn om een ​​hogere belastingscapaciteit te hebben, en tijdens het gebruik zal roestvrij staal 2205 een hogere veerkracht vertonen dan standaard austenitische roestvrijstalen kwaliteiten. De hogere sterkte van 2205 duplex roestvast staal maakt het moeilijker om te snijden dan 316L.

2205 duplex roestvast staal kan op dezelfde manier worden gelast als 316L roestvast staal. De warmte-invoer en de interlaminaire temperatuur moeten echter strikt worden gecontroleerd om de verwachte austeniet-ferrietfaseverhouding te behouden en om het neerslaan van schadelijke intermetallische fasen te vermijden. Het lasgas bevat een kleine hoeveelheid stikstof om deze problemen te vermijden. Bij de laskwalificatie van duplex roestvast staal is de veelgebruikte methode om de austeniet-ferrietverhouding te evalueren door middel van een ferriettester of metallografisch onderzoek. De testmethode ASTM A 923 wordt doorgaans gebruikt om de aanwezigheid van schadelijke intermetallische fasen te verifiëren. Het aanbevolen vulmetaal voor de las is ER2209 (UNSS39209, EN 1600). Zelfsmeltlassen wordt alleen aanbevolen als de gloeibehandeling van de lasoplossing kan worden uitgevoerd na het lassen om de corrosiebestendigheid te herstellen. Het gebruikt geen vulmetaal. Om oplossingsgloeien uit te voeren, worden de componenten verwarmd tot een temperatuur van ten minste 1900 ° F (1040 ° C) en vervolgens snel afgekoeld.

De penetratie en vloeibaarheid van Duplex roestvrij staal 2205 zijn slecht dan die van 316L roestvrij staal, dus de lassnelheid is langzamer en de vorm van de verbinding moet worden aangepast. 2205 duplex roestvast staal vereist een grotere groefhoek, een grotere wortelafstand en een kleinere stompe rand dan 316L roestvast staal om een ​​volledig versmolten las te verkrijgen. Als de lasapparatuur het gebruik van lasdraad toestaat, kan de 2209 lasdraad wordt gebruikt om het spoorlassen van 2205 roestvrijstalen buis aan te pakken, of de lasdraad kan worden gebruikt in plaats van het geschikte legering-verbruiksartikel.

Elektrolytisch polijsten

Veel farmaceutische en biotechnologische toepassingen vereisen dat het oppervlak in contact met het product elektrolytisch wordt gepolijst, dus hoogwaardige elektrolytisch gepolijste oppervlakken zijn een belangrijke materiaaleigenschap. 2205 Duplex roestvrij staal kan elektrolytisch worden gepolijst tot een afwerking van 15 microinches (0.38 micron) of hoger, wat de ASME BPE-norm voor oppervlakteafwerking van elektrolytisch gepolijste oppervlakken overtreft, maar het elektrolytisch gepolijste 2205 roestvrijstalen oppervlak is niet zo helder als 316L roestvrij stalen oppervlak. Dit verschil wordt veroorzaakt door de iets hogere metaaloplosbaarheid van ferriet in vergelijking met austeniet tijdens het elektrolytisch polijsten.