​Svetsprocess och överväganden för rostfritt stålrör

Svetsprocess och överväganden för rostfritt stålrör

Derostfritt stålrörkännetecknas av ultralågt kol, lågt kväve, en typisk sammansättning av Cr 17%, Ni 5% och en högre kvävehalt jämfört med första generationens duplexa stålrör av rostfritt stål. Detta förbättrar motståndskraften mot spänningskorrosionssprickor och gropkorrosion i sura medier med höga kloridjonkoncentrationer. Kväve är ett starkt austenitbildande grundämne. Dess tillsats i duplext rostfritt stål förbättrar inte bara hållfastheten utan att avsevärt skada stålets plasticitet och seghet utan hämmar också utfällningen av karbider och fördröjer relaterade processer.

Mikrostruktur och egenskaper: Vid rumstemperatur består mikrostrukturen av ungefär lika stora proportioner av austenit och ferrit, som uppvisar egenskaperna hos en tvåfasstruktur. Det behåller fördelarna med ferritiska rostfria stålrör, såsom högre värmeledningsförmåga, motståndskraft mot gropfrätning, spaltkorrosion och kloridspänningskorrosion, samtidigt som den har god seghet, låg duktil-till-spröd övergångstemperatur, motstånd mot intergranulär korrosion och gynnsamma mekaniska egenskaper och svetsegenskaper.

Material kan sparas under samma tryckklassförhållanden. Sträckgränsen och spänningskorrosionsbeständigheten för duplexrör av rostfritt stål är nästan dubbelt så högt som för austenitiska rostfria stål. Den linjära expansionskoefficienten är lägre än den för austenitiska rostfria stål och är närmare den för kolstål. Kallsmideegenskaper är dock sämre än austenitiska rostfria stål.

Svetsbarhet: Det rostfria stålröret uppvisar generellt god svetsbarhet, med låg känslighet för både kalla och varma sprickor. Vanligtvis krävs inte förvärmning före svetsning, och värmebehandling efter svetsning är inte nödvändig. På grund av den låga tendensen till enfasig ferritbildning i den värmepåverkade zonen (HAZ) och den höga kvävehalten kan goda heltäckande egenskaper uppnås genom att välja lämpliga svetsmaterial och kontrollera värmetillförseln.

Varmsprickbildning: Mottagligheten för varmsprickning är betydligt lägre än för austenitiska rostfria stål. Detta beror på att nickelhalten inte är överdrivet hög, nivån av föroreningar som bildar eutektika med låg smältpunkt är mycket låg, vilket gör bildandet av vätskefilmer med låg smältpunkt mindre sannolikt. Dessutom är risken för snabb spannmålstillväxt inte utbredd vid höga temperaturer.

Försprödning av den värmepåverkade zonen (HAZ): Ett primärt problem vid svetsning av duplexrör av rostfritt stål är HAZ. På grund av den snabba kyleffekten av den termiska svetscykeln, behåller HAZ, som är i ett icke-jämviktstillstånd, ofta en överdriven mängd ferrit vid kylning. Detta kan öka känsligheten för korrosion och väte-inducerad sprickbildning.

Svetsmetallurgi: Under svetsning av duplext rostfritt stål genomgår mikrostrukturen av svetsmetallen och HAZ en rad förändringar under inverkan av den termiska cykeln. Vid höga temperaturer, mikrostrukturen avrostfritt stålrörär övervägande ferritisk, med austenit som faller ut under kylningsprocessen. Mängden austenit som fälls ut påverkas av olika faktorer.