1. Introducerea hidrogenului în timpul sudării
1.1 Fluxul de sudare și controlul umidității
Procesul de sudare cu arc scufundat utilizat la formarea țevilor sudate LSAW se bazează pe acoperirea fluxului pentru ecranare și stabilitatea băii de sudură. Dacă fluxul de sudare sau electrodul absoarbe umiditatea ambientală - în special la secțiunile de depozitare neacoperite, - se formează hidrogen în bazinul de topire și devine hidrogen difuzabil în interiorul sudurii și ZAZ. Controlul umidității trebuie să înceapă cu mult înainte de formarea țevii. Uscarea cu flux înainte de sudare și protejarea canelurii de sudare de contaminanți industriali sunt printre primele variabile ale procesului legate de defecțiunile HIC.
1.2 Surse de contaminare: ulei, apă și reziduuri de manipulare
Contaminarea externă -, de exemplu, ulei rezidual pentru palanul macaralei, umiditatea de manipulare a plăcilor sau pelicula de suprafață cu caneluri deschise - este o sursă indirectă obișnuită de hidrogen în timpul sudării. Aceste surse de hidrogen difuzează ulterior în corturile de sudură longitudinale.
1.3 Pre-Încălzire și Secvențiere termică inter{-passerilor
Pre-încălzirea plăcilor de oțel cu grosime mai mare a peretelui înainte de fabricarea LSAW are un rol dublu: scăderea vitezei de răcire pentru a evita stingerea-structurilor HAZ întărite și permiterea difuzării hidrogenului în timpul sudării, mai degrabă decât blocarea în interiorul rădăcinii sudurii. Secvențierea termică între treceri asigură reținerea uniformă a căldurii, reducând variația concentrației de hidrogen pe direcția sudurii.
Tabelul 1: Variabila de sudare vs aportul de hidrogen
| Variabila de sudare | Nivelul contribuției de hidrogen | Creșterea riscului de fisurare | Metoda de control |
|---|---|---|---|
| Flux neuscat | Ridicat | Foarte sus | Coacerea la cuptor la 300-350 de grade |
| Groove Film de ulei | Mediu | Ridicat | Curățare industrială cu solvenți |
| Pre{0}}încălzire scăzută | Mediu | Ridicat | 150–250 de grade pre-încălzire |
| Răcire rapidă | Indirect | Foarte sus | Controlul răcirii izolației |
Tabelul 2: Parametrii de uscare cu flux recomandați
| Stare de flux | Temperatura de uscare | Timp de uscare | Reducerea preconizată a hidrogenului |
|---|---|---|---|
| Fluxul umed ambiental | 300 de grade | 2–4 h | 80-90% reducere |
| Flux de depozitare la rece de iarnă | 350 de grade | 4–6 h | 90% sau mai mult |
2. Efecte termice și de geometrie a mărgelelor
2.1 Penetrarea cordonului de sudură și forma rădăcinii
2.1.1 Penetrarea adâncă vs. hidrogen-Canalizarea presiunii
Rădăcina de sudură este o locație preferată de acumulare a hidrogenului în geometria cordonului longitudinal LSAW. Pătrunderea excesiv de adâncă poate împinge hidrogenul către liniile de fuziune superioare, în timp ce o penetrare insuficientă formează goluri de concentrare a tensiunii la rădăcini. Morfologia rădăcinii trebuie să echilibreze penetrarea și netezimea tranziției stresului.
2.1.2 Efectul Root Notch
Dacă geometria rădăcinii prezintă margini acute de crestătură sau zone de colaps ale talonului, concentrația-de stres accelerează nuclearea fragilă-indusă de hidrogen. Defecțiunile HIC din probele industriale arată adesea extinderea fisurilor rădăcină, mai degrabă decât originile fisurilor de la mijlocul-peretelui.
2.2 Gradient de răcire și diferențial termic
Difuziabilitatea hidrogenului este sensibilă la temperatură. Gradienți de răcire în diametru marețevi LSAWprinde hidrogenul mai devreme la cusături mai reci. Gestionarea izolației mari-liniei de sudură ajută la menținerea uniformă a difuzibilității hidrogenului înainte de solidificarea finală.
3. Contribuția la stres din circuitele de sudură
3.1 Efort rezidual de la sudarea longitudinală
3.1.1 Tensiunea de tracțiune de-a lungul direcției cusăturii
Cursurile lungi de sudură pe țevile LSAW creează tensiuni reziduale direcționale de tracțiune aliniate cu cusăturile longitudinale. Numai stresul rezidual poate fi suficient pentru a activa HIC dacă este atins pragul de hidrogen difuzibil.
3.1.2 Stresul acumulat cu mai multe treceri
Țevile LSAW necesită adesea sudare cu mai multe-pasi - fiecare trecere poate acumula stres și poate capta mai mult hidrogen difuzabil dacă secvențierea termică, uscarea fluxului sau controlul răcirii între treceri nu sunt gestionate riguros.
3.2 Tensiunea de formare adăugată tensiunii de sudare
Tensiunea de formare a oțelului din îndoirea plăcilor plus tensiunile reziduale de sudură longitudinală creează adesea în comun zone de vârf de tensiune la tracțiune la liniile de cusătură - puncte de inițiere comune pentru HIC în lanțurile LSAW.
4. Recomandări privind procesele industriale
4.1 Îndepărtarea hidrogenului după sudare
Coacerea hidrogenului termic de ieșire-sau "coacerea de-hidrogenare", după trecerea finală de sudură este un-pas industrial de atenuare bine documentat pentru conductele de hidrogen LSAW -, mai ales atunci când grosimea mare a peretelui introduce o latență mai mare de difuzie a hidrogenului.
4.2 Lista de verificare a controlului procesului pentru rulajele de sudare LSAW
O listă de verificare de bază a procesului industrial include: confirmarea uscăciunii fluxului → curățarea canelurilor → verificare pre-încălzire → izolație inter-pasare → conformitate cu geometria rădăcinii → coacere a hidrogenului post-sudare → hartă gradient de duritate → scanare finală a imaginii sudurii.
4.3 Rezultate practice din ajustarea procesului
În multe linii de producție industrială, odată ce uscarea fluxului, contaminarea peliculei cu ulei-și problemele de geometrie-de sudură sunt corectate, defecte similare de fisurare a hidrogenului scad drastic în analizele finale ale conductelor.
