|
Navadna kovina 1 |
Inconel 600/zlitina 600, UNS N06600, W.Nr. 2.4816, ASME P-št. 43 |
|
Navadna kovina 2 |
Ogljikovo jeklo, npr. ASTM A106 Gr. B, A333 Gr. 6, A516 Gr. 70, A105 (ASME P-št. 1) |
|
Standardno polnilo (GTAW / GMAW) |
ERNiCr-3 (zlitina 82), UNS N06082, AWS A5.14 / SFA-5.14 |
|
Standardno polnilo (SMAW) |
ENiCrFe-2 ali ENiCrFe-3 (zlitina 182), AWS A5.11 / SFA-5.11 |
|
Polnilo nikoli uporabljeno |
Ogljikovo jeklo (ER70S-6 / E7018) ali nizko-legirano Cr-Mo polnilo |
|
Predgrejte |
Običajno ni potrebno; dodajte glede na ogljikov ekvivalent in debelino |
|
Toplotna obdelava-po varjenju |
Ni potrebno za stran niklja; poganja samo stran ogljikovega jekla |
|
Najvišja vmesna temperatura |
150 C (300 F) |
|
Nanešen zvar (zlitina 82) |
Tensile >= 552 MPa, yield >= 360 MPa, elongation >= 30% |
|
Veljavni kodeksi |
ASME BPVC oddelek IX, ASME B31.3, ASME VIII div. 1, API RP 582, NACE MR0175 / ISO 15156 |
Ali je mogoče Inconel 600 variti na ogljikovo jeklo?

jaInconel 600je mogoče variti neposredno na ogljikovo jeklo, kot je ASTM A106 razred B, A333 razred 6 ali A516 razred 70, spoj pa je rutinska izdelava,-zajeta s kodo, in ne eksotična. Narejen je s polnilom na osnovi niklja, nikoli s polnilom iz ogljikovega jekla, in je kvalificiran kot zvar različnih kovin v skladu z razdelkom IX kodeksa ASME za kotle in tlačne posode. Celotno paleto oblik osnovnih materialov si lahko ogledate naStran izdelka Inconel 600in razpon cevi naStran cevi Inconel 600.
Težave v tem spoju ne izvirajo iz zlitine niklja. Inconel 600 je avstenitna zlitina niklja-kroma-železa s kubično strukturo s središčem na površini- in je ena izmed bolj varljivih zlitin v družini niklja: ima dobro duktilnost, se pri ohlajanju ne strdi in zlahka sprejme polnilno kovino. Težava prihaja iz ogljikovega jekla. Ogljikovo jeklo je kubično-osredotočeno na telo, strdi se v toplotno-območju, nosi veliko več ogljika, kot ga lahko raztopi nikljeva zlitina, njegov koeficient toplotnega raztezanja pa je drugačen. Vsak resen način okvare v spoju Inconel 600 z ogljikovim jeklom je na strani ogljikovega jekla fuzijske linije, zato sta izbira polnila in nadzor toplote pomembnejša od tehnike varjenja.
Ta kombinacija se pojavi povsod, kjer se mora korozijsko-odporna nikljeva zlitina srečati s strukturno ali tlačno-jekleno komponento. Tipični primeri vključujejo priključke za zaščitno vdolbino in instrumentne šobe, spoje cevi-za-cevno ploščo izmenjevalnika toplote, strojno opremo za peč in toplotno-obdelavo, komponente bakle in gorilnika ter cevi za dovod jedrske pare. Inženirska logika je vedno enaka: plačajte nikljevo zlitino samo tam, kjer je potrebna korozijska ali temperaturna odpornost, preostalo pa naj nosi ogljikovo jeklo. Zvar je meja, kjer je ta odločitev potrjena ali izgubljena.
Ključna točka: zvar je raznovrsten kovinski zvar. Potrebuje lasten kvalificiran postopek in lastno kvalifikacijo varilca. Postopek za ogljikovo jeklo in varilec za ogljikovo jeklo ni mogoče ponovno uporabiti za stran zlitine niklja.
Zakaj je spoj Inconel 600 z ogljikovim jeklom raznovrsten kovinski zvar?
Ker dve navadni kovini pripadata različnim P-številkam ASME in različni kristalni strukturi, razdelek IX ASME razvršča spoj kot raznovrsten kovinski zvar. Inconel 600 je P-št. 43 skupina 1 pod QW/QB-422, s številko skupine ISO 15608 43. Ogljikovo jeklo, kot je A106 razred B, A333 razred 6, A516 razred 70 in A105, je P-št. 1. Ta razvrstitev ni administrativna dokumentacija: spremeni tisto, kar vam je dovoljeno narediti v trgovini.
Prva posledica je kvalifikacija postopka. Specifikacija varilnega postopka, ki je kvalificirana samo za ogljikovo jeklo, ne zajema Inconel 600, in postopek, kvalificiran samo za Inconel 600, ne zajema ogljikovega jekla. Postopek mora biti kvalificiran za kombinacijo. Druga posledica je testni režim. Ker različni spoji svojo šibkost koncentrirajo na liniji feritnega taljenja in ne na kovinskem zvaru, ASME oddelek IX poleg nateznih preskusov zahteva tudi vzorce prečnega stranskega upogiba, tako da je vezna linija upognjena skozi celotno debelino preseka in je vsako krhko prehodno območje prisiljeno razkriti.
Tretja posledica je kvalifikacija varilca. Usposobljenost varilca je povezana s številko P-osnovne kovine in številko F-dodatne kovine, zato varilec, ki ima kvalifikacijo za ogljikovo jeklo, ni usposobljen za izdelavo tega spoja. V praksi je to edina najpogostejša vrzel v skladnosti, ugotovljena na mestu, in je tudi resnična vrzel v kakovosti, ker se nikljeve zlitine v roki obnašajo drugače: bazen je počasen, penetracija je nižja za določen tok in kovina je veliko bolj občutljiva na kontaminacijo.
Tabela 1. ASME Oddelek IX razvrščanje dveh navadnih kovin
|
Postavka |
Inconel 600 stran |
Stran iz ogljikovega jekla |
|
Tipična ocena |
Inconel 600 / zlitina 600 |
ASTM A106 gr. B, A333 Gr. 6, A516 Gr. 70, A105 |
|
številka UNS |
N06600 |
K03006, K03014, K02700, K03504 |
|
ASME oddelek IX P-št. |
P-Ne. 43 Skupina 1 |
P-Ne. 1 Skupina 1 ali 2 |
|
Skupina ISO 15608 |
43 |
1 |
|
Kristalna struktura |
Avstenitna, plo-centrirana kubična |
Feritni, teles{0}}kubični |
|
Vsebnost ogljika |
0,15 % maks |
0,25 do 0,35 % tipično |
|
Utrjevanje pri hlajenju |
Noben |
Da, na vročin{0}}območju |
|
Pridružujem se razredu |
Varjenje različnih kovin - zahteva ločeno WPS, PQR in kvalifikacijo varilca |
Katero dodajno kovino bi morali uporabiti za varjenje Inconela 600 na ogljikovo jeklo?
Uporabite dodajno kovino-na osnovi niklja. ERNiCr-3 (zlitina 82, UNS N06082, AWS A5.14 / ASME SFA-5.14) je privzeta nastavitev za GTAW in GMAW, ENiCrFe-2 ali ENiCrFe-3 (zlitina 182, AWS A5.11 / ASME SFA-5.11) pa je privzeta nastavitev za SMAW. Ne uporabljajte ogljikovega jekla, nizkolegiranega krom-molibdena ali polnila iz avstenitnega nerjavnega jekla za proizvodni spoj.

ERNiCr-3 vsebuje najmanj 67 odstotkov niklja z 18 do 22 odstotki kroma, 2,0 do 3,0 odstotka niobija in tantala, največ 3,0 odstotka železa in največ 0,10 odstotka ogljika. Vsak element ima svojo nalogo. Nikelj zagotavlja duktilno avstenitno matriko, ki prenaša širok razpon sestave, ki nastane z redčenjem iz jekla. Krom zagotavlja odpornost proti oksidaciji in koroziji. Niobij je element proti-razpokanju: združuje se z žveplom in fosforjem, da tvori visoko{14}}niobijeve spojine namesto filmov z nizkim tališčem na mejah zrn, kar je natanko tisto, kar preprečuje razpoke zaradi strjevanja v popolnoma avstenitnem zvaru, ki ne vsebuje delta ferita, na katerega bi lahko padla nazaj.
Nanesena zvarna kovina iz zlitine 82 običajno doseže minimalno natezno trdnost približno 552 MPa, 0,2-odstotno mejo tečenja približno 360 MPa in raztezek 30 odstotkov ali več, z uporabnim delovanjem od približno minus 196 C do plus 550 C. Te številke udobno presegajo ogljikovo jeklo, ki ga spaja, kar je pomembno: nikljeva zvarna kovina mora biti najmočnejša in najbolj duktilni del spoja, tako da je kakršna koli deformacija potisnjena stran od krhke feritne talilne linije.
Tabela 2. Izbirna matrika polnila za Inconel 600 v ogljikovo jeklo
|
Proces |
Polnilo |
Razvrstitev |
Imenska sestava |
Kdaj uporabiti |
|
GTAW (TIG) |
ERNiCr-3 (zlitina 82) |
AWS A5.14, UNS N06082 |
67 Ni, 18-22 Cr, 2-3 Nb+Ta, 3 Fe max |
Privzeto za korenske prehode in delo s tanko{0}}steno; najboljši nadzor toplote |
|
GMAW (MIG) |
ERNiCr-3 (zlitina 82) |
AWS A5.14, UNS N06082 |
67 Ni, 18-22 Cr, 2-3 Nb+Ta, 3 Fe max |
Debelejše polnilo prehaja v ravnem in vodoravnem položaju, prenos z brizganjem |
|
SMAW (palica) |
ENiCrFe-2 ali ENiCrFe-3 (zlitina 182) |
AWS A5.11 |
Ni baza, 13-17 Cr, 1,5-3 Nb+Ta, 10 Fe max |
Varjenje na terenu, popravila in omejen dostop |
|
GTAW / GMAW |
ERNiCrMo-3 (polnilo iz zlitine 625) |
AWS A5.14, UNS N06625 |
62 Ni, 21 Cr, 9 Mo, 3,5 Nb |
Huda kloridna ali luknjičasta uporaba, večja trdnost spoja |
|
GTAW / SMAW |
Družina ERNiCrFe-5 / ENiCrFe-7 |
AWS A5.14 / A5.11 |
Ni-Cr-Fe, malo ogljika, brez niobija |
Zelo visoke temperature pri lezenju in jedrski spoji, ki zahtevajo odpornost proti PWSCC |
|
katera koli |
Ogljikovo jeklo ali polnilo Cr-Mo |
AWS A5.18 / A5.20 / A5.5 |
Fe osnova |
Nikoli ni dovoljeno za ta spoj |
Če nabavljate navadno kovino hkrati s potrošnim materialom, je obseg plošč in pločevine opisan vStran plošče ASTM B168 UNS N06600, obseg palic in palic naStran Inconel 600 barov, in okovje, ki se običajno nahaja na koncu teh spojev nastran za -priključke cevi za sočelni zvar.
Zakaj je ERNiCr-3 standardno polnilo za Inconel 600 v ogljikovo jeklo?
ERNiCr-3 je standardno polnilo, ker je njegov koeficient toplotne razteznosti med ogljikovim jeklom in avstenitnim nerjavnim jeklom in ker prenaša visoko razredčitev, ki jo neizogibno povzroči različni spoj. Ti dve lastnosti obravnavata dva mehanizma odpovedi, ki dejansko uničita zvar Inconel 600 na ogljikovo jeklo: diferencialno toplotno raztezanje na talilni liniji in trdo, krhko prehodno območje, ki ga povzročata redčenje in migracija ogljika.
Argument širitve je odločilen. Izmerjeni srednji koeficienti toplotnega raztezanja kažejo, da je zlitina 600 nenavadno blizu ogljikovemu jeklu, veliko bližje kot katero koli nerjavno jeklo serije 300-. To je eden od razlogov, da je Inconel 600 sploh izbran za bimetalne in prehodne spoje. Pomeni tudi, da avstenitno nerjavno polnilo, kot je ER309L, ki ima ekspanzijski koeficient bližje 304 nerjavečemu kot pri obeh osnovnih kovinah, povzroči neusklajenost, ki je sama kombinacija osnovnih kovin ni imela. Polnilo na osnovi niklja prepreči dodajanje tega neskladja.
Tabela 3. Povprečni koeficient toplotnega raztezanja - zakaj zmaga polnilo na osnovi niklja-
|
Material |
CTE 20-100 C (um/m/C) |
CTE do 425 C (um/m/C) |
Neusklajenost z ogljikovim jeklom |
|
Ogljikovo jeklo (A106 Gr. B) |
približno 11.7 |
približno 14.3 |
Referenca |
|
Inconel 600 (UNS N06600) |
približno 13.3 |
približno 14.4 |
Zelo majhno - odlično ujemanje |
|
ERNiCr-3 / polnilo iz zlitine 82 |
približno 13 |
približno 14 |
Majhna - vmesna, prehodi spoja |
|
304/316 avstenitno nerjavno jeklo |
približno 17.3 |
približno 18.1 |
Veliko - napenja feritno fuzijsko linijo |
|
Polnilo ER309L |
okoli 16.5 |
približno 18 |
Velik - neprimeren za uporabo pri visokih-temperaturah |
Argument redčenja je enako pomemben. Polnilo na osnovi -niklja s 67 odstotki ali več niklja lahko absorbira precejšnjo količino železa iz ogljikovega jekla in še vedno ostane popolnoma avstenitno in brez-razpok. Vitkejše polnilo ne more. Zato se ERNiCr-3 uporablja ne le za Inconel 600, temveč tudi za varjenje Inconela 600 na ogljikovo jeklo, nerjavno jeklo in druge nikljeve zlitine, in zakaj se uporablja tudi kot dodatek za oplaščenje in masljenje. Ista logika velja za sestrska navodila za varjenjeInconel 625 varjenjeinHastelloy C276 varjenje, kjer so polnila-na osnovi niklja ponovno sidro postopka.
Ključna točka: terensko pravilo: če se bo spoj med delovanjem segrel nad približno 315 C (600 F) ali če bo toplotno obdelan ali če je uporaba kisla, določite polnilo na osnovi niklja-. Avstenitno nerjavno polnilo je kompromis pri nizkih-temperaturah in nizkih-posledicah, ki se ga ne sme uporabljati na spojih Inconel 600 in ogljikovega jekla.
Katerim dodajnim kovinam se morate izogibati za Inconel 600 v ogljikovo jeklo?
Izogibajte se polnilu iz ogljikovega jekla, polnilu iz nizko-legiranega kroma-molibdena in polnilu iz avstenitnega nerjavečega jekla, kot sta ER309L ali ER308L. Vsak od njih bodisi uniči korozijsko odpornost spoja, ustvari trdo prehodno območje,-ki je nagnjeno k razpokam, ali povzroči neskladje pri toplotnem raztezanju, ki ga navadne kovine nimajo. Edina izjema je polnilo na osnovi-niklja, izbrano zaradi posebnega servisnega razloga, ki je namerna zamenjava in ne bližnjica.
Tabela 4. Dodatna kovina, ki se jim je treba izogibati, in mehanizem okvare
|
Polnilo |
Kaj se zgodi |
Zakaj ne uspe |
|
ER70S-6, E7018, ER80S-G (ogljikovo jeklo) |
Vsebnost niklja v zvaru se zruši proti sestavi jekla |
Fuzijsko območje izgubi odpornost proti koroziji, feritna stran se strdi in spoj ne more izpolnjevati zahtevane trdnosti ali trdote |
|
ER80S-B2, E9018-B3 (Cr-Mo) |
Ogljik in krom se selita čez vmesnik |
Spodbuja trd, krhek prehodni pas in ne presega meja trdote v kisli službi |
|
ER309L, ER308L (avstenitno nerjavno) |
Odlaga avstenitno zvarjeno kovino z razteznostjo približno 16 do 18 um/m/C |
Neusklajenost raztezanja z ogljikovim jeklom povzroča napetost na liniji feritnega taljenja in povzroča toplotno utrujenost |
|
ENi-1 (nikelj 61) |
Zelo nizko legirana usedlina niklja |
Uporaben za čisti nikelj in nekaj masla, vendar nižja trdnost in odpornost proti oksidaciji kot ERNiCr-3 za Inconel 600 storitev |
Možnost avstenitnega nerjavnega jekla si zasluži posebno opozorilo, ker se drugje tako pogosto uporablja. ER309L je legitimna in običajna izbira za spajanje ogljikovega jekla z nerjavnim jeklom serije 300 pri temperaturah pod približno 315 C, ker njegova visoka vsebnost zlitine absorbira razredčenje iz jekla in ostane avstenitno.
Težava je v tem, da je bilo pravilo napisano za spoj ogljikovega jekla in nerjavnega jekla. Ko je na drugi strani Inconel 600, katerega ekspanzijski koeficient je skoraj enak kot pri ogljikovem jeklu, uvedba polnila z ekspanzijskim koeficientom 16 do 18 um/m/C ustvari neskladje, ki preprosto ni obstajalo med osnovnimi kovinami. Sklep postane slabši, ne boljši.
Prav tako je vredno ločiti koncept sprejemljive alternative od zamenjave. ERNiCrMo-3, polnilo iz zlitine 625, je legitimna alternativa za močno korozivno uporabo. ERNiCrFe-5 in nizkoogljična družina ERNiCrFe-7A / ENiCrFe-7 sta legitimni alternativi za zelo visoke temperature ali jedrske storitve. Kar ni, je zamenljiva zamenjava: zamenjava polnilne kovine spremeni bistveno spremenljivko, zato je potrebna nova kvalifikacija postopka, preden se kateri koli od njih lahko uporabi v proizvodnem delu.
Kdaj izbrati drugo polnilo-na osnovi niklja?
Izberite ERNiCrMo-3 za močno kloridno, luknjičasto ali razpokano korozijo ali kadar spoj potrebuje večjo trdnost. Izberite ERNiCrFe-5 ali družino ERNiCrFe-7A / ENiCrFe-7 za uporabo pri lezenju pri zelo visokih temperaturah ali za jedrske spoje, kjer je določena odpornost na primarno korozijsko razpokanje pod vplivom vode. Za vse ostalo ostaja ERNiCr-3 pravi in najbolj ekonomičen odgovor.
Jedrsko referenco je vredno razumeti, ker je najmočnejši dokaz, da kemija polnil ni kozmetična izbira. Zgodnji jedrski različni zvari so uporabljali polnilo zlitine 82 in zlitine 182 na osnovni kovini zlitine 600. V desetletjih delovanja je pri nekaterih od teh spojev prišlo do primarnega korozijskega razpokanja pod obremenitvijo vode in industrija je nove konstrukcije preusmerila na polnila z manj-ogljikom in več-kroma v družini zlitin 52/152, ki so izrazito bolj odporna na ta mehanizem. Lekcija posplošuje: za spoj z dolgo{10}}različno življenjsko dobo določite polnilo za mehanizem razgradnje, ki ga pričakujete, ne le za natezno trdnost na certifikatu.
Upoštevajte, da ima družina Alloy 52/152 svoj kompromis-. Ta polnila so -brez -kroma in niobija-, kar izboljša odpornost proti koroziji, vendar zmanjša fluidnost zvarnega bazena in poveča občutljivost na pomanjkanje taljenja in razpoke zaradi duktilnosti. Uporabljati jih je treba le s postopkom, ki je zanje kvalificiran, in s strani varilcev, ki so se na njih prakticirali. Nasprotno pa je ERNiCr-3 prizanesljiv, prav zato ostaja industrijska privzeta za Inconel 600 za ogljikovo jeklo.
Kateri varilni postopki so najboljši za Inconel 600 v ogljikovo jeklo?
GTAW je najboljši postopek za koreninski prehod in tanko{0}}stenska dela, GMAW s pršilnim prenosom ustreza debelejšim polnilnim prehodom, SMAW pa je praktična izbira na terenu. Varjenje pod praškom in obločno varjenje-s talilom nista priporočljiva za stran niklja, ker talila medsebojno delujejo z zlitino, večji vnos toplote pa poveča razredčenje in migracijo ogljika.

Izbira postopka izhaja neposredno iz lastnosti nikljevih zlitin. Inconel 600 ima toplotno prevodnost približno 15 W/m/K v primerjavi s približno 50 W/m/K za ogljikovo jeklo, zato se toplota koncentrira na obloku, namesto da bi se širila stran. To povzroči globlje prodiranje in širše toplotno-območje za isti tok, kar pomeni, da morate uporabljati nižji tok in potovati enakomerno, namesto da bi ostali. Varilni bazen je tudi bolj počasen kot jekleni bazen, zato manj zmoči spojne stene in potrebuje nekoliko daljši lok ter previdnejšo manipulacijo, da se izognemo pomanjkanju fuzije.
Tabela 5. Primerjava postopka varjenja za stran Inconel 600
|
Proces |
Polariteta / način |
Obrazec za polnjenje |
Položaji |
Najboljša uporaba |
Opozorila |
|
GTAW (TIG) |
DCEN, visoko{0}}frekvenčni začetek |
Palica 1,6 do 2,4 mm |
Vse |
Koreninski prehodi, tanka stena, cev-do-cevne pločevine |
počasi; potrebuje čistilni plin; dolžina loka naj bo kratka |
|
GMAW (MIG) |
DCEP, pršilni prenos |
0,8 do 1,2 mm žice |
Ravno, vodoravno |
Napolnite in zamašite debelejše dele |
Izogibajte se kratkem{0}}prenosu; brez dodatkov CO2 |
|
SMAW (palica) |
DCEP ali AC na proizvajalca |
2,4 do 4,0 mm elektroda |
Vse |
Vari na terenu, popravila, omejen dostop |
Med prehodi popolnoma odstranite žlindro; kratki lok |
|
FCAW |
DCEP |
Polnjena-žica s polnjenjem |
Ravno, vodoravno |
Ni priporočljivo za stran niklja |
Ostanek fluksa in večji vnos toplote |
|
ŽAGA |
DCEP |
Gola žica plus tok |
Samo stanovanje |
Ni priporočljivo za stran niklja |
Prevelik vnos toplote in redčenje; združljivost fluksa |
Katere varilne parametre bi morali uporabiti za Inconel 600 na ogljikovo jeklo?
Uporabite najnižji tok, ki zagotavlja popolno fuzijo, ohranjajte dovod toplote v zmernem območju od približno 0,5 do 1,8 kJ/mm (približno 13 do 45 kJ/in) in vzdržujte temperaturo vmesnega prehoda pri ali pod 150 C (300 F). Spodnja območja parametrov so tipična izhodišča za razvoj postopka; vrednosti, ki urejajo proizvodno delo, so tiste, ki so zapisane v vaši kvalificirani specifikaciji varilnega postopka.
Tabela 6. Tipični varilni parametri za Inconel 600 na ogljikovo jeklo
|
Parameter |
GTAW (TIG) |
GMAW (MIG) |
SMAW (palica) |
|
Polnilo |
ERNiCr-3, 1,6 do 2,4 mm |
ERNiCr-3, 0,8 do 1,2 mm |
ENiCrFe-2 / -3, 2,4 do 4,0 mm |
|
Trenutno |
70 do 120 A (DCEN) |
130 do 200 A (DCEP, sprej) |
80 do 130 A (DCEP) |
|
Napetost |
10 do 14 V |
24 do 30 V |
22 do 28 V |
|
Hitrost potovanja |
75 do 150 mm/min |
200 do 350 mm/min |
100 do 200 mm/min |
|
Zaščitni plin |
Argon 100%, 10 do 15 L/min |
Argon + 15 do 25 % helija |
Ni uporabno (prevleka s fluksom) |
|
Podporni / čistilni plin |
Argon, kisik pod 100 ppm |
Argon, kjer je primerno |
Argon, kjer je primerno |
|
Vnos toplote |
0,5 do 1,5 kJ/mm |
0,8 do 1,8 kJ/mm |
0,8 do 1,8 kJ/mm |
|
Interpass temperatura |
150 C (300 F) maks |
150 C (300 F) maks |
150 C (300 F) maks |
|
Bead tehnika |
Vrvica, brez tkanja, širšega od 3x premera elektrode |
Vrvica, samo pršilni prenos |
Tetivo, kratek lok, popolno odstranjevanje žlindre |
Odločitve o dveh parametrih so pomembnejše od ostalih. Prvi je vnos toplote. Prevelik vnos toplote razširi toplotno -območje na ogljikovem jeklu, poveča razredčenje usedlin niklja z železom in spodbuja obarjanje kromovega karbida v nikljevi zlitini.
Premajhen vnos toplote tvega pomanjkanje fuzije, kar je resna napaka pri zvarih iz niklja, ker počasen bazen ne teče v ozke kote tako, kot to počne jekleni bazen. Druga je vmesna temperatura. Nikljeve zlitine ne potrebujejo vročega prehoda-. Pustite, da se vsak prehod naravno ohladi, izmerite temperaturo vmesnega prehoda, preden začnete z naslednjim, in spoja ne gasite z vodo, da bi to pospešili.
Tok in polarnost tudi spotakneta ljudi. GTAW na nikljevih zlitinah deluje na negativni elektrodi enosmernega toka, enako kot nerjavno jeklo. Nikljeve elektrode SMAW običajno delujejo na enosmerni tok elektrode pozitivno, obratno od elektrode-negativne nastavitve, ki se uporablja za številne elektrode iz ogljikovega jekla, nekatere znamke pa delujejo tudi na izmenični tok. Vedno upoštevajte podatkovni list proizvajalca elektrod, ker polarnost vpliva na penetracijo, profil kroglic in nagnjenost k poroznosti.
Kako pripraviti sklep in ga očistiti?
Strojno obdelajte 60- do 70-stopinjski vključen-kotni V-utor z 1,5 do 2,0 mm korenske ploskve in 2,0 do 3,0 mm koreninske vrzeli, očistite obe ploskvi do svetle kovine z orodjem, namenjenim nikljevim zlitinam, in nazaj-očistite zaprte dele z argonom, da ohranite notranji kisik pod približno 100 ppm. Priprava sklepa v tem sklepu ni kozmetična; je ukrep za nadzor pokanja.
Inconel 600 je nenavadno občutljiv na žveplo in onesnaževalce z nizkim{1}}taljenjem. Žveplo, fosfor, svinec in podobni elementi tvorijo filme z nizkim{3}}taljenjem na mejah zrn v popolnoma avstenitni kovini zvara in povzročajo vroče razpoke. Viri na običajnih tleh za izdelavo vključujejo rezalne tekočine, hladilno tekočino za obdelavo, barvo, barvilo za postavitev, črnilo za markerje, ostanke lepilnega traku in maziva, ki vsebujejo žveplo-ali klorid-. Rešitev je postopkovna: odstranite vse s topilom brez -kloridov, z nizko vsebnostjo-žvepla, kot je aceton ali izopropilni alkohol, uporabite krtačo iz nerjavečega jekla ali niklja, ki se nikoli ni dotaknila ogljikovega jekla, in ne dovolite, da bi se prah iz ogljikovega jekla usedel na površino niklja.
Za cevi, cevi in zaprte odseke je treba notranjo površino zaščititi s podpornim čistilom. Brez njega koreninski pas oksidira v notranjosti in tvori grobo obarvano lusko, ki se običajno imenuje sladkorjenje. Sladkorjenje ni samo kozmetična napaka: uniči lokalno odpornost proti koroziji, ustvari mesto nastanka razpok v korenu in ga je zelo težko odstraniti, ko je spoj zaprt. Uporabite čistilni jez blizu spoja, pustite dovolj časa za čiščenje, da izpodrine zrak, in preverite raven kisika, namesto da ugibate.
Tabela 7. Cilji kakovosti čistilnega plina za koreninski prehod
|
Nivo notranjega kisika |
Videz površine korenin |
Sprejemljivost |
|
Pod 50 ppm |
Svetlo, kovinsko, srebrno |
Idealno za korozijo in sanitarne storitve |
|
50 do 100 ppm |
Svetlo slamnato ali bledo zlato |
Na splošno sprejemljivo za večino procesnih storitev |
|
100 do 500 ppm |
Modra ali temna slama |
Obrobni; zahteva inženirsko oceno in morebitno predelavo |
|
Nad 500 ppm |
Siva, črna ali sladkorna lestvica |
Zavrni; koren je treba odstraniti in ponovno-zvariti |
Ali morate predgreti stran ogljikovega jekla?
Običajno ne. Inconel 600 nikoli ne zahteva predgretja in ogljikovo jeklo v P-No. 1 skupini 1 z ogljikovim ekvivalentom pod približno 0,42 in debelino do približno 19 mm je običajno mogoče variti pri sobni temperaturi, če je površina suha in nad rosiščem. Predgretje postane potrebno za debelejše dele, višje ogljične ekvivalente, zelo omejene spoje, hladne pogoje okolja ali kadar to zahtevajo veljavna koda ali specifikacija lastnika.

Namen predgretja v tem spoju ni pomagati nikljevi zlitini. Namenjen je upočasnitvi hitrosti ohlajanja toplotno-prizadetega območja ogljikovega jekla, tako da se ne spremeni v trdi martenzit in da ima morebitni raztopljeni vodik čas, da uide, preden se zvar ohladi. Zato predgretje v celoti poteka na strani ogljikovega jekla in zakaj ogljikov ekvivalent jekla, ne Inconel 600, določa, ali je potrebno. Za izračun uporabite formulo IIW: CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15.
Tabela 8. Navodila za predgretje strani ogljikovega jekla
|
Ogljikov ekvivalent (IIW) |
Debelina |
Predgrejte |
Komentiraj |
|
Do 0,42 |
Do 19 mm |
Nič ni potrebno; površino ohranjajte suho in nad rosiščem |
Tipično za A106 Gr. B in A516 Gr. 70 |
|
Do 0,42 |
19 do 38 mm |
50 do 100 C |
Potrjuje uhajanje vodika in upočasni ohlajanje HAZ |
|
Nad 0,42 |
katera koli |
Najmanj 100 do 150 C |
Večje tveganje trdote; razmislite o raziskavi trdote |
|
katera koli |
Nad 38 mm ali visoka omejitev |
100 do 150 C |
Preverite tudi, ali se bo sprožila PWHT |
|
katera koli |
Kakršna koli, kisla služba |
100 do 150 C |
Omejitev trdote NACE MR0175 velja ne glede na debelino |
Ključna točka: Ne uporabljajte predgretja na strani Inconel 600. Segrevajte samo stran ogljikovega jekla in nikoli ne pustite, da zlitina niklja preseže 150 C (300 F) na kateri koli točki postopka.
Ali je za Inconel 600 v ogljikovo jeklo potrebna -toplotna obdelava po varjenju?
Ne, ne za stran niklja. Zvarjena kovina Inconel 600 in ERNiCr-3 ne zahtevata toplotne obdelave po -varjenju in njena uporaba po nepotrebnem je dejavno škodljiva: migracija ogljika čez talilno linijo se pospeši nad približno 480 C, temperaturno območje-obdelave ogljikovega jekla pa je nad tem pragom. Toplotna obdelava po varjenju je potrebna le, če jo sproži stran ogljikovega jekla v skladu z veljavno kodo ali pod pogoji uporabe.
Trije sprožilci pokrivajo skoraj vsak primer. V skladu z ASME B31.3 Procesne cevi tabela 331.1.1 zahteva toplotno obdelavo po -varjenju za ogljikovo jeklo P-No. 1, ko nazivna debelina stene presega 19 mm, pri 593 do 649 C (1100 do 1200 F). V skladu z ASME BPVC, oddelek VIII, razdelek 1, UCS-56 določa, da je obvezna nad nazivno debelino 38 mm, s pogojnim odstopanjem med 32 in 38 mm, ko se vzdržuje minimalno predgretje 95 C. V skladu z NACE MR0175 / ISO 15156 mora vsak zvar ogljikovega ali nizkolegiranega jekla v kislih pogojih dosegati največjo trdoto 22 HRC (približno 248 HV), kar v praksi pomeni toplotno obdelavo ne glede na debelino.
Ko je toplotna obdelava neizogibna, pravilen inženirski odziv ni toplotna obdelava dokončanega raznovrstnega spoja. Uporabiti je treba namazanje z maslom, opisano v naslednjem razdelku, tako da se ustvari vmesnik za migracijo ogljika in toplotno obdela pred izdelavo končnega zvara. To je najpomembnejša postopkovna odločitev pri izdelavi visoko-integritete Inconel 600 v ogljikovo jeklo.
Tabela 9. Sprožilci in parametri toplotne obdelave po-varu
|
Vladajoče pravilo |
Sprožilec |
Temperatura |
Zadrži čas |
Velja za |
|
ASME B31.3 Tabela 331.1.1 |
P-Brez. 1 nazivne stene nad 19 mm |
593 do 649 C (1100 do 1200 F) |
1 h na 25 mm, najmanj 30 min |
Procesni cevovod |
|
ASME B31.3 izjema |
P-Ne. 1 pri 19 mm ali manj, ne-težka uporaba, ohranjeno predgretje |
Ni potrebno |
Ni primerno |
Procesni cevovod |
|
ASME VIII Div. 1 UCS-56 |
P-Ne. 1 nazivna debelina nad 38 mm |
Najmanj 595 C (1100 F). |
Po tabeli debeline |
Tlačne posode |
|
ASME VIII Div. 1 UCS-56(d) |
32 do 38 mm s predgretjem 95 C ali več |
Možna pogojna odpoved |
Ni primerno |
Tlačne posode |
|
NACE MR0175 / ISO 15156 |
Vsak zvar ogljikovega ali nizko-legiranega jekla v kisli uporabi |
Na kodo, običajno 620 do 650 C |
Na debelino |
Kisli servis, vse gostote |
|
Stran iz niklja (Inconel 600, ERNiCr-3) |
Nikoli ni potrebno samo po sebi |
Ni primerno |
Ni primerno |
Izogibajte se nepotrebni PWHT nad 480 C |
Kaj je maslo in kdaj ga uporabiti?
Mazanje z maslom je praksa nanosa ene ali več plasti polnila na osnovi niklja-na površino ogljikovega jekla, obdelava te površine ravno, izvajanje toplotne obdelave-po varjenju samo na komponenti iz ogljikovega jekla in šele nato dokončanje spoja s polnilom-na osnovi niklja. Uporabite ga vedno, ko je treba stran ogljikovega jekla toplotno obdelati, ko je ogljikovo jeklo debel ali zelo omejen odkovek ali ko terenske razmere onemogočajo nadzorovano toplotno obdelavo dokončanega spoja.
Mehanizem je preprost, ko vidite, kje nastane škoda. Migracija ogljika se zgodi na meji med feritnim jeklom in usedlino-kromovega niklja. V neposredno zvarjenem spoju je ta meja proizvodni zvar, zato kakršna koli toplotna obdelava spoja poškoduje proizvodni zvar. Če ogljikovo jeklo najprej namažete z maslom, se meja migracije ogljika ustvari znotraj postopka namazanja z maslom in jo je mogoče poljubno toplotno obdelati. Naslednji proizvodni zvar je nato v celoti izdelan med zvarom-na osnovi niklja in Inconelom 600, ki je avstenitni --avstenitni spoj, ki ne potrebuje toplotne obdelave in se obnaša veliko bolj predvidljivo.
Praktično nanašanje z maslom pomeni najmanj dve naneseni plasti, običajno 5 do 8 mm nanosa, strojno obdelanega nazaj na ravno površino približno 3 do 4 mm. Masleno komponento nato toplotno obdelamo, pregledamo in izmerimo trdoto, če je postrežba kisla, in šele nato zaključimo spoj. Končani spoj je zvarjen z enakim polnilom-na osnovi niklja in pregledan kot običajno. Dodaten strošek je resničen, vendar je skoraj vedno cenejši od neuspešnega raznovrstnega varjenja pri kisli ali visoki-temperaturi.
Kako korak za korakom varite Inconel 600 na ogljikovo jeklo?
Spodnje zaporedje je standardni vrstni red operacij za spoj-skladen s kodo. Dva koraka, ki ju ljudje preskočijo in povzročita večino napak, sta postopek in kvalifikacija varilca v 3. in 4. koraku ter preverjanje čiščenja v 6. koraku.

1. Potrdite kombinacijo materiala in osnovo zasnove
Določite natančno specifikacijo izdelka Inconel 600 (na primer cev ASTM B167 ali plošča ASTM B168) ter natančno vrsto in debelino ogljikovega jekla. Zabeležite načrtovano temperaturo, delovno tekočino, ali je storitev kisla in kodo cevi ali posode, ki ureja spoj. To določa, ali bo stran ogljikovega jekla sprožila toplotno obdelavo s predgretjem ali po-varjenju.
2. Izberite dodajno kovino in napišite WPS
Izberite ERNiCr-3 (zlitina 82) za GTAW in GMAW ali ENiCrFe-2 / ENiCrFe-3 (zlitina 182) za SMAW. V specifikaciji varilnega postopka dokumentirajte polnilo, postopek, polarnost, tokovna in napetostna območja, hitrost potovanja, zaščitni plin, podporni ali čistilni plin, mejno temperaturo vmesnega prehoda in območje dovoda toplote.
3. Kvalificirajte postopek s stranskimi zavoji
Zvarite testni kupon, ki združuje obe P-števili, in ga preizkusite. Ker je spoj raznovrsten kovinski zvar, ASME oddelek IX poleg nateznih preskusov zahteva vzorce s prečnim stranskim upogibom, tako da je linija feritnega taljenja napeta in je izpostavljeno vsako krhko prehodno območje.
4. Kvalificirajte varilec na nikljevo zlitino
Kvalificirajte vsakega varilca s preskusom učinkovitosti na strani nikljeve zlitine. Varilec, ki je usposobljen samo za ogljikovo jeklo, ni usposobljen za varjenje Inconela 600, ker je kvalifikacija varilne zmogljivosti vezana na P-število osnovne kovine in F-število polnila.
5. Pripravite spoj in ga očistite
Strojno obdelajte 60- do 70-stopinjski -kotni V-utor z 1,5 do 2,0 mm koreninske površine in 2,0 do 3,0 mm koreninske vrzeli. Obrusite ali obdelajte obe strani do svetle kovine z orodjem, namenjenim nikljevim zlitinam, nato obrišite s topilom brez-klorida in nizko{10}}žvepla. Odstranite vso barvo, olje, črnilo za markerje in spojine,-ki vsebujejo žveplo.
6. Nastavite čistilni plin in ga po potrebi predgrejte
Nazaj-prezračite spoje cevi in cevi z argonom in vzdržujte notranjo raven kisika pod približno 100 ppm, da korenina ne oksidira ali sladkorja. Predgrejte stran ogljikovega jekla le, če to zahtevajo ekvivalent ogljika, debelina, stopnja zadrževanja ali temperatura okolice, strani Inconel 600 pa nikoli ne segrevajte nad 150 C.
7. Varjenje z nadzorovanim vnosom toplote in trakovi
Zavarite koren z GTAW z uporabo ERNiCr-3 in DCEN. Namesto širokih vezav nanesite trakove, zvar naj bo majhen in nadzorujte dovod toplote v območju, navedenem na WPS. Nenehno spremljajte temperaturo med prehodi in pustite, da se spoj ohladi pod 150 C med prehodi.
8. Maslo in toplotno obdelajte, preden dokončate spoj, kjer je to potrebno
Če mora biti stran ogljikovega jekla po -varjenju toplotno obdelana, nanesite vsaj dve plasti polnila-na osnovi niklja na površino ogljikovega jekla, obdelajte z maslom namazano površino, izvedite -toplotno obdelavo po-varu samo na tej komponenti in šele nato dokončajte spoj s polnilom-na osnovi niklja, tako da končni zvar nikoli ne doseže temperature toplotne-obdelave.
9. Preglejte, preizkusite in dokumentirajte
Opravite vizualni pregled, nato barvni penetrant in radiografski ali ultrazvočni pregled, kot je določeno. Zaženite raziskavo trdote čez linijo feritne fuzije, ko je storitev kisla. Preverite polnilo in osnovne kovine s pozitivno identifikacijo materiala ter vložite WPS, PQR, certifikate varilcev in tabele toplotne-obdelave v paket podatkov o varjenju.
Če je spoj cevni ali cevni priključek, so fitingi in prirobnice na strani ogljikovega jekla običajno zajeti v standardnih specifikacijah izdelka; thestran s kovanimi priključki za ceviinstran s pregledom prirobnicepojasnite, kako so te komponente določene in urejene, tako da ostanejo postopek varjenja in kupljeni predmeti dosledni.
Katere napake se pojavljajo pri zvarih med inkonelom 600 in ogljikovim jeklom?
Prevladujoče napake so razpoke zaradi strjevanja v nikljevi zvarni kovini, razpoke-s pomočjo vodika v toplotno-prizadetem območju ogljikovega jekla, pomanjkanje taljenja zaradi počasnega zvarnega bazena niklja, poroznost zaradi kontaminacije ali slabe pokritosti s plinom, koreninska oksidacija zaradi neustreznega čiščenja in migracija ogljika s povezanim trdim prehodnim območjem. Vsak ima poseben vzrok in poseben nadzor.
Tabela 10. Napake, glavni vzroki in preprečevanje
|
Napaka |
Kjer se pojavi |
Glavni vzrok |
Preprečevanje |
|
Strjevalne (vroče) razpoke |
Nikljev zvar, središčnica ali krater |
Žveplove in fosforjeve folije na mejah avstenitnih zrn; konkavni profil kroglice |
Uporabite niobij-ležaj ERNiCr-3; čiste površine; vrvice perle; konkavna oblika kroglice; nizek vnos toplote |
|
Krekiranje-s pomočjo vodika |
Toplotno-prizadeto območje ogljikovega jekla |
Trdi martenzit in raztopljeni vodik; visok ogljični ekvivalent; brez predgretja |
Predgretje na ogljikov ekvivalent in debelino; nadzor vnosa toplote; suhi potrošni material; raziskava trdote |
|
Pomanjkanje fuzije |
Stranice in korenina, zlasti v ozkih utorih |
Počasen bazen niklja, prenizek tok, prevelika hitrost vožnje, slab dostop do spoja |
Ustrezen tok in napetost; pravilen kot vožnje; odprta koreninska vrzel; ne pre-tkati |
|
Poroznost |
Zvar, raztresen ali zbran |
Olje, mast, barva, vlaga; neustrezen ali turbulenten pretok plina; osnutki |
Čiščenje s topilom; pravilen pretok plina in šoba; zaščita pred vetrom; suho polnilo |
|
Oksidacija korenin (sladkorjenje) |
Notranja površina cevi in korenine cevi |
Neustrezen ali odsoten čistilni plin; kisik ni izpodrinjen |
Čiščenje z argonom; preverite kisik pod 100 ppm; omogočite dovolj časa za čiščenje |
|
Migracija ogljika / trda cona |
Fuzijska linija na strani ogljikovega jekla |
Difuzija ogljika nad približno 480 C; visoka razredčitev; nepotrebna PWHT |
Polnilo-na osnovi niklja; minimalno redčenje; izogibajte se PWHT; uporabite namazanje z maslom, kjer je potrebna PWHT |
|
Razpoke zaradi toplotne utrujenosti |
Konica zvara v toplotno-prizadetem območju ogljikovega jekla |
Diferencialna ekspanzija med polnilom in feritno osnovno kovino pri toplotnem kroženju |
Uporabite polnilo z ekspanzijo blizu ogljikovega jekla; izogibajte se avstenitnemu nerjavnemu polnilu; zadrževanje nadzora |
|
Izkrivljanje |
Celoten sklop |
Lokalni vnos toplote; asimetrično zaporedje zvarov; visoka zadržanost |
Uravnoteženo zaporedje varjenja; najmanjši vnos toplote; ustrezno lepljenje; omogočajo prosto krčenje |
Kako kvalificirate postopke in varilce za ta spoj?
Specifikacijo varilnega postopka kvalificirate z zapisom o kvalifikaciji postopka, ki združuje obe števili P-, in jo poleg nateznih preskusov preizkusite s prečnimi stranskimi upogibi. Nato vsakega varilca posebej kvalificirate za nikljevo zlitino, ker je kvalifikacija učinkovitosti varilca vezana na P-število osnovne kovine in F-število polnila in se ne prenaša iz ogljikovega jekla.
Zahteva glede stranskega upogiba je tehnično srce kvalifikacije. Prečni natezni preskus na raznovrstnem spoju običajno ne uspe pri šibkejši osnovni kovini in vam pove zelo malo o talilni črti. Vzorec stranskega upogiba, strojno obdelan skozi celotno debelino in upognjen tako, da je feritna talilna črta v napetosti, napne natančno območje, kjer bi obstajalo trdo prehodno območje ali pas z -osiromašenim ogljikom, in razkrije težavo, preden se spoj začne uporabljati. ASME razdelek IX QW-462.2 opredeljuje vzorec, QW-423 pa ureja kombinacijo različnih navadnih kovin. Za materiale, debelejše od približno 12 mm, so stranski upogibi standardni pristop, ker testirajo celotno debelino preseka.
Tabela 11. Osnove kvalifikacije za spoj Inconel 600 in ogljikovega jekla
|
Postavka |
Zahteva |
Referenca |
|
Kombinacija navadnih kovin |
V testnem kuponu morata biti predstavljena tako P-Ne. 43 kot P-Ne. 1 |
ASME IX QW-423 |
|
Dodatna kovina |
Na osnovi-niklja, F-št. 43; sprememba števila F- je bistvena spremenljivka |
ASME IX QW-404 |
|
Testni režim |
Natezna trdnost in prečni stranski upogibi, najmanj dva vzorca na QW-451 |
ASME IX QW-451, QW-462.2 |
|
Pokritost debeline |
PQR pokriva 1,5T do 2T za testirano debelino osnovne kovine |
ASME IX QW-451 |
|
Kvalifikacija varilca |
Ločen preskus učinkovitosti na nikljevi zlitini; kvalifikacija ogljikovega jekla se ne prenese |
ASME IX QW-301, QW-302 |
|
Pokritost položaja |
Kvalificiran glede na testni položaj; 6G pokriva vse položaje za cevi |
ASME IX QW-303, QW-461 |
|
Raziskava trdote |
Zahtevano za kislo uporabo, največ 22 HRC na strani ogljikovega jekla |
NACE MR0175 / ISO 15156 |
|
Dokumentacija |
WPS, PQR, certifikati varilcev, tabele toplotne-obdelave in poročila NDE, shranjena skupaj |
ASME IX QG-106, QG-107 |
Kako pregledate in preizkusite sklep?
Začnite z vizualnim pregledom, dodajte penetrantno testiranje z nizko-žveplom in nizko-halogenskimi penetranti, nato radiografski ali ultrazvočni pregled s faznimi-zaporednimi nizi, kot zahteva načrt. Dodajte raziskavo trdote čez linijo feritnega taljenja za kislo delovanje, preverite materiale s pozitivno identifikacijo materiala in potrdite, da nikljev zvar v bistvu ne vsebuje ferita.
Dve kontrolni točki sta specifični za različne nikljeve zvare. Prvi je, da morajo biti materiali za testiranje penetrantov kvalificirani za nikljeve zlitine: standardni penetranti lahko prenašajo žveplo in halogene, ki napadajo nikelj pri temperaturi, zato lahko sam test postane vir korozije. Drugič, trdota je pomembna na feritni strani, ne na strani niklja. Merjenje trdote, postavljeno čez talilno linijo in v toplotno-prizadeto območje ogljikovega jekla, vam pove, ali je strategija predgretja in toplotne-obdelave dejansko delovala.
Tabela 12. Inšpekcijske metode za zvare Inconel 600 na ogljikovo jeklo
|
Metoda |
Kaj najde |
Ko se uporablja |
Opombe |
|
Vizualno (VT) |
Profil perle, spodrezovanje, oksidacija, udarci obloka |
Vsak zvar |
Preverite koren znotraj, kjer je dostopen |
|
Penetrant za barvilo (PT) |
Površinske-razpoke, poroznost, pomanjkanje fuzije |
Koren in pokrov na kritičnih spojih |
Samo penetranti z nizko-žveplom in-halogeni |
|
Radiografija (RT) |
Notranja poroznost, pomanjkanje fuzije, vključki |
Po dizajnu in kodi |
Nikljevi zvari so gosti; uporabite fino{0}}zrnato tehniko |
|
Ultrazvočni / fazni niz (UT / PAUT) |
Pomanjkanje fuzije, ravninske napake, velikost |
Debela stena in kjer je RT nepraktična |
Zahteva drugačno-kalibracijo za zvar |
|
Raziskava trdote |
Trda območja v toplotno-prizadetem območju ogljikovega jekla |
Kisla postrežba, visok ogljični ekvivalent |
22 HRC (približno 248 HV) največ po NACE MR0175 |
|
Pozitivna identifikacija materiala (PMI) |
Napačna osnovna kovina ali polnilo |
Preverjanje materiala |
Preverite Inconel 600 in ogljikovo jeklo |
|
Preverjanje ferita |
Delta ferit v nikljevem zvaru |
Kjer je navedeno |
ERNiCr-3 usedline pri FN 0 |
|
Stranski upogib (destruktivno) |
Krhko prehodno območje na liniji feritnega taljenja |
Kvalifikacija postopka |
Najbolj občutljiv test za to vrsto sklepov |
Kateri standardi in kodeksi urejajo varjenje med Inconelom 600 in ogljikovim jeklom?
Spoj ureja ASME BPVC oddelek IX za kvalifikacijo, gradbena koda, ki velja za opremo za načrtovanje in toplotno obdelavo, specifikacije AWS za dodano kovino za potrošni material in NACE MR0175 / ISO 15156, kadar storitev vsebuje vodikov sulfid.
Tabela 13. Standardi in kode za varjenje Inconel 600 na ogljikovo jeklo
|
Standardno |
Kaj ureja |
Zakaj je tukaj pomembno |
|
ASME BPVC Oddelek IX |
Postopek varjenja in kvalifikacija varilca |
Kombinacija P-Ne. 43 do P-Ne. 1, testiranje stranskega upogiba, F-nadzor številk |
|
ASME B31.3 |
Oblikovanje procesnih cevi, predgretje in PWHT |
Tabela 330.1.1 predgretje in tabela 331.1.1 PWHT pri 19 mm |
|
ASME BPVC oddelek VIII div. 1 |
Konstrukcija tlačne posode |
UCS-56 PWHT nad 38 mm, UCS-66 izjema pri trku |
|
ASME B31.1 |
Napajalni cevovodi |
Predgretje in PWHT za različne spoje elektrarn |
|
API RP 582 |
Smernice za varjenje za kemično, naftno in plinsko industrijo |
Najboljša praksa v panogi za različne kovinske zvare in izbiro polnila-na osnovi niklja |
|
AWS A5.14 / SFA-5.14 |
Gola žica in palica iz nikljeve zlitine |
Razvrstitev ERNiCr-3 in ERNiCrMo-3 |
|
AWS A5.11 / SFA-5.11 |
SMAW elektrode iz nikljeve zlitine |
Razvrstitev ENiCrFe-2 in ENiCrFe-3 |
|
NACE MR0175 / ISO 15156 |
Materiali za storitve, ki vsebujejo H2S- |
22 HRC meja trdote in zahteva za pregled trdote |
|
ASTM B166 / B167 / B168 / B564 / B366 |
Oblike izdelkov Inconel 600 |
Specifikacija navadnih kovin za palice, cevi, plošče, odkovke in pribor |
|
ASTM A106 / A333 / A516 / A105 |
Oblike izdelkov iz ogljikovega jekla |
Specifikacija navadne kovine za feritno stran |
|
ISO 15608 / ISO 15614-1 / ISO 9606-1 |
Razvrščanje materialov v skupine in kvalifikacije |
Kombinacija skupine 43 do skupine 1 za projekte, ki temeljijo na ISO- |
Za projekte, ki vključujejo tudi kakovost visoko legiranega niklja ali molibdena, je vredno preveriti vzporedna navodila vHastelloy C276 najboljši vodnikinInconel 625 vodnik, ker sta različna varilna logika in kvalifikacijska struktura enaki, čeprav se kemije polnil razlikujejo.
Inconel 600 proti Inconel 625 proti ogljikovemu jeklu: primerjava razredov
Inconel 600 je splošno{1}}namenska,-visokotemperaturna nikljeva-krom-železova zlitina in jo je od treh najlažje variti na ogljikovo jeklo. Inconel 625 dodaja molibden in niobij za veliko večjo trdnost in odpornost na kloride, njegova polnilna kovina pa je standardna nadgradnja za težke storitve. Ogljikovo jeklo je ekonomičen konstrukcijski material, ki prenaša obremenitve in pritisk. Spodnja primerjava pojasnjuje, katere lastnosti vplivajo na odločitev o polnilu.

Tabela 14. Primerjava razredov, pomembna za raznovrstno varjenje
|
Lastnina |
Inconel 600 (N06600) |
Inconel 625 (N06625) |
Ogljikovo jeklo (A106 Gr. B) |
|
Imenska sestava |
72 Ni, 15 Cr, 8 Fe |
62 Ni, 21 Cr, 9 Mo, 3,5 Nb |
Ravnovesje Fe, 0,30 C max, 1,0 Mn |
|
ASME P-številka |
P-Ne. 43 |
P-Ne. 43 |
P-Ne. 1 |
|
Struktura |
Avstenitna |
Avstenitna |
Feritno |
|
CTE 20-100 C (um/m/C) |
približno 13.3 |
okoli 12.8 |
približno 11.7 |
|
Meja tečenja (žarjeno) |
približno 240 MPa |
približno 415 MPa |
približno 240 MPa |
|
Odpornost na klorid SCC |
Odlično |
Odlično |
Ubogi |
|
Meja oksidacije (zrak, neprekinjeno) |
okoli 1095 C |
okoli 980 C |
približno 540 C |
|
Varjenje na ogljikovo jeklo |
Polnilo iz niklja, preprosto |
Polnilo iz niklja, preprosto |
Osnovna stran |
|
Prednostno polnilo za spoje CS |
ERNiCr-3 |
ERNiCrMo-3 |
Ni primerno |
|
Tipičen servisni gonilnik |
Visoka temperatura, klorid SCC, jedko |
Jakost, kloridi, morska voda, kisli plin |
Zadrževanje tlaka |
Ena praktična točka iz tabele: tako Inconel 600 kot Inconel 625 se nahajata v P-št. 43, zato postopek, kvalificiran za enega, ne pokriva samodejno drugega. Specifikacija navadne kovine je bistvena spremenljivka, tako da, če projekt uporablja oba razreda, kvalificirajte vsakega. Širša primerjava med nikljevimi zlitinami in nerjavnim jeklom je zajeta vPrimerjava Inconel 625 proti 316Lin vPrimerjava Inconel 625 proti Incoloy 825.
Kaj poganja stroške zvara Inconel 600 na ogljikovo jeklo?
Prevladujoči strošek je kvalifikacijski in inšpekcijski paket, ne deponirana kovina. Polnilo na osnovi niklja stane nekajkrat več na kilogram kot polnilo iz ogljikovega jekla, vendar lahko en sam kvalificirani postopek pokrije veliko število podobnih spojev, medtem ko so kvalifikacija postopka, kvalifikacija varilcev, čistilni plin, raziskave trdote in morebitna toplotna obdelava po-varju večinoma fiksni stroški, ki jih je treba plačati enkrat in nato amortizirati.
Tri odločitve največ dvignejo stroške. Prvič, ali je potrebno nanašanje z maslom: doda nanašanje, strojno obdelavo in ločen cikel toplotne-obdelave, vendar spremeni neobvladljivo-težavo toplotne obdelave v obvladljivo. Drugič, ali veljavna koda sproži toplotno obdelavo po-varjenju: če ostanete pod pragom 19 mm po ASME B31.3, se izognete celotni operaciji. Tretjič, koliko dela se opravi v delavnici namesto na terenu, saj terensko varjenje nikljeve zlitine zahteva zaščito pred vetrom, nadzor čiščenja in varilca, ki je usposobljen za to delovno mesto. Ekonomika montažne proizvodnje za to vrsto dela je preučena vPrimerjava stroškov montažne izdelave cevi v primerjavi z varjenjem na terenu.
Omeniti velja, da so inženirski stroški napačnega polnila veliko višji od stroškov samega polnila. Neuspešen raznovrsten zvar v kemični tovarni ali napeljavi kislega plina pomeni izgubo proizvodnje, predelavo, ponovni -pregled in pogosto spremenjen postopek. Zaradi te asimetrije je polnilo na osnovi-niklja določeno kot privzeto in ne kot vrhunska možnost.
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali je mogoče Inconel 600 variti na ogljikovo jeklo?
ja Inconel 600 (UNS N06600) zanesljivo vari na ogljikovo jeklo, kot je ASTM A106 razred B ali A516 razred 70, če je uporabljena polnilna kovina na osnovi niklja. Spoj je razvrščen kot zvar različnih kovin, zato potrebuje svoj kvalificiran postopek in varilce, ki so usposobljeni za nikljeve zlitine. Običajne uporabe vključujejo povezave zaščitnih cevi in šob, spoje cevi-to-toplotnega izmenjevalnika, strojno opremo za peči in jedrske komponente.
Katero dodajno kovino je treba uporabiti za varjenje Inconela 600 na ogljikovo jeklo?
Uporabite dodajno kovino-na osnovi niklja. ERNiCr-3 (zlitina 82, UNS N06082, AWS A5.14) je standardna izbira za GTAW in GMAW, ENiCrFe-2 ali ENiCrFe-3 (zlitina 182, AWS A5.11) pa je standardna izbira za SMAW. Ta polnila se tesno ujemajo s toplotno ekspanzijo ogljikovega jekla, prenašajo redčenje iz jekla in so odporna na razpoke pri strjevanju, ker njihova vsebnost niobija veže žveplo in fosfor.
Ali lahko uporabim ER309L za varjenje Inconela 600 na ogljikovo jeklo?
Ni za povišane-temperature ali kritične storitve. ER309L se pogosto uporablja za spajanje ogljikovega jekla z nerjavnim jeklom pod približno 315 C (600 F), toda za ogljikovo jeklo in Inconel 600 ima avstenitno polnilo koeficient toplotne razteznosti približno 18 mikrometrov na meter na stopinjo Celzija v primerjavi s približno 12 za ogljikovo jeklo. Ta neusklajenost koncentrira napetost na feritni fuzijski liniji in povzroča toplotno utrujenost in razpoke. Polnilo na osnovi-niklja, kot je ERNiCr-3, je prednostno pri vseh temperaturah.
Kakšno je P-število ASME za Inconel 600?
Inconel 600 (UNS N06600) je P-št. 43 skupine 1 v ASME BPVC oddelek IX, naveden v QW/QB-422. Njegova številka skupine ISO 15608 je prav tako 43. Ogljikovo jeklo, kot je A106 razred B, A333 razred 6, A516 razred 70 in A105, je P-Ne. 1. Ker imata dve osnovni kovini različni P-števili, ASME oddelek IX obravnava spoj kot raznovrsten kovinski zvar.
Ali je pri varjenju Inconela 600 na ogljikovo jeklo potrebno predgretje?
Običajno ne. Sam Inconel 600 nikoli ne potrebuje predgretja in ogljikovo jeklo v P-št. 1 z ogljikovim ekvivalentom pod približno 0,42 in debelino do približno 19 mm je običajno mogoče variti pri sobni temperaturi, če je površina suha in nad rosiščem. Predgretje postane potrebno za debelejše odseke, višje ekvivalente ogljika, visoko omejitev, nizko temperaturo okolja ali kadar to zahteva veljavna koda ali specifikacija lastnika.
Ali je za zvare Inconel 600 na ogljikovo jeklo potrebna -toplotna obdelava po varjenju?
Ne za stran niklja. Inconel 600 in ERNiCr-3 ne zahtevata toplotne obdelave po varjenju, uporaba po nepotrebnem pa je škodljiva, ker se migracija ogljika pospeši nad približno 480 C. Toplotna obdelava je potrebna le, ko jo sproži stran ogljikovega jekla, na primer nad 19 mm debeline stene po ASME B31.3 Tabela 331.1.1, nad 38 mm po ASME VIII Razdelek 1 UCS-56 ali za katero koli kislo storitev po NACE MR0175 / ISO 15156.
Zakaj pride do migracije ogljika v Inconelu 600 na zvare ogljikovega jekla?
Ogljik migrira, ker imata obe strani zelo različno aktivnost ogljika. Pri temperaturah uporabe ali toplotne-obdelave nad približno 480 C ogljik iz feritnega jekla difundira proti strani z -višjo vsebnostjo kroma-niklja in se obori kot kromovi karbidi vzdolž fuzijske meje. Tako ostane mehak feritni pas-z osiromašenim ogljikom v jeklu in trd, krhek pas-obogaten s karbidom na vmesniku. Popravek je polnilo na osnovi niklja, ki poveča vsebnost niklja v fuzijskem območju in zmanjša aktivnost ogljika, v kombinaciji z minimalnim redčenjem in izogibanjem nepotrebni toplotni obdelavi.
Kaj povzroča razpoke pri varjenju Inconela 600 na ogljikovo jeklo?
Prevladujejo štirje mehanizmi. Strjevanje ali vroče razpoke v avstenitnem zvarnem bazenu, ki ga poganjata žveplo in fosfor; pokanje s-pomočjo vodika v močnem{2}}območju izpostavljenosti ogljikovemu jeklu na strani ogljikovega jekla, ki ga poganja visok ogljikov ekvivalent in brez predgretja; diferencialna utrujenost zaradi toplotnega raztezanja na feritni fuzijski črti, ki jo poganja neskladje pri raztezanju; in pokanje-zmanjšanje napetosti ali sprostitev, ko je spoj toplotno obdelan pri napačni temperaturi. Polnilo iz niklja,-ki vsebuje niobij, čiste površine, nadzorovan dovod toplote in pravilen nadzor predgretja, vse štiri.
Kaj je masljenje pri varjenju različnih kovin?
Masljenje je praksa nanosa ene ali več plasti polnila na osnovi niklja-na površino iz ogljikovega jekla, strojna obdelava te površine, toplotna obdelava samostojne komponente iz ogljikovega jekla in nato dokončanje spoja s polnilom na osnovi-niklja. Ločuje vmesnik za migracijo ogljika od končnega zvara in omogoča, da ogljikovo jeklo prejme toplotno obdelavo po -varju, ki jo zahteva koda ali storitev, ne da bi dokončan zvar iz niklja sploh izpostavil tej temperaturi.
Kateri zaščitni plin je treba uporabiti za GTAW na Inconel 600?
Za večino del GTAW uporabite 100-odstotni argon, približno 10 do 15 litrov na minuto. Za debelejše odseke ali kadar je potrebno boljše omočenje in penetracija, uporabite mešanico argona in helija, kot je 75 odstotkov helija s 25 odstotki argona. Ne uporabljajte ogljikovega dioksida ali plinov,-ki vsebujejo dušik, ki povzročata poroznost in tvorbo nitridov. Za GMAW je značilen argon s 15 do 25 odstotki helija.
Ali varilci potrebujejo posebno kvalifikacijo za Inconel 600?
ja Kvalifikacija zmogljivosti varilca v skladu z oddelkom IX ASME je povezana s številko P-osnovne kovine in številko F-dodatne kovine, tako da varilec, kvalificiran samo za ogljikovo jeklo, ni usposobljen za varjenje Inconel 600. Vsak varilec mora opraviti ločen preskus učinkovitosti na nikljevi zlitini z uporabo kvalificiranega postopka, preden dela na proizvodnih spojih.
Kakšna je najvišja temperatura med prehodi za varjenje z Inconelom 600?
Pri varjenju Inconela 600, zlasti pri varjenju na ogljikovo jeklo, vzdržujte temperaturo vmesnega prehoda na ali pod 150 C (300 F). Previsoka vmesna temperatura upočasni ohlajanje, pospeši izločanje kromovega karbida in rast zrn v nikljevi zlitini, poveča razredčenje iz jekla in poveča tveganje za vroče razpoke in izgubo odpornosti proti koroziji. Pustite, da se spoj med prehodi naravno ohladi, namesto da ga kalite.
Kako pregledate zvar Inconel 600 na ogljikovo jeklo?
Začnite z vizualnim pregledom, nato testiranjem penetracije barvila z uporabo penetrantov z nizko-žveplom in-halogenom, nato radiografskim ali ultrazvočnim pregledom s faznimi-zaporednimi nizi, kot zahteva načrt. Dodajte raziskavo trdote čez linijo feritnega taljenja, ko je storitev kisla, preverite polnilo in osnovne kovine s pozitivno identifikacijo materiala in potrdite nič ferita v nikljevem zvaru. Destruktivni stranski upogibi na kuponu za kvalifikacijo postopka so najbolj občutljiv pregled na liniji feritne fuzije.
Ali je mogoče Inconel 600 variti na nerjavno jeklo 316?
Da, in to je lažje kot varjenje na ogljikovo jeklo. Tako nerjavno jeklo Inconel 600 kot 316 sta avstenitna, zato ni neusklajenosti kristalne strukture in ni enako velikega tveganja migracije ogljika. ERNiCr-3 je še vedno prednostno polnilo, ker je tolerantno na redčenje in se upira vročim razpokam, čeprav se uporabljajo polnila z večjo vsebnostjo molibdena, kot je ERNiCrMo-3, kadar je pomembna odpornost proti luknjam ali kloridu.
Kakšna je razlika med ERNiCr-3 in ERNiCrMo-3?
ERNiCr-3 (zlitina 82) je nikelj-krom-železovo polnilo s približno 67 odstotki niklja, 18 do 22 odstotki kroma in 2 do 3 odstotki niobija in je standardna izbira za varjenje Inconela 600 na ogljikovo jeklo. ERNiCrMo-3 (polnilo iz zlitine 625) dodaja približno 9 odstotkov molibdena in 3,5 odstotka niobija, kar daje veliko boljšo odpornost proti luknjičasti koroziji, razpokani koroziji in kloridom ter večjo trdnost. Izberite ERNiCrMo-3 za močno korozivno delovanje ali večjo trdnost spoja in upoštevajte, da sprememba zahteva novo kvalifikacijo postopka.
Ali zvar Inconel 600 na ogljikovo jeklo potrebuje PWHT za kislo delovanje?
Na strani niklja ne, na strani ogljikovega jekla pa. NACE MR0175 / ISO 15156 omejuje trdoto zvarov in toplotno-območij-pri 22 HRC (približno 248 HV) za ogljikova in nizko-legirana jekla v kislih pogojih in kot-varjeno toplotno-območje pogosto presega to, ko je ogljikov ekvivalent nad približno 0,42. Praktična rešitev je, da ogljikovo jeklo namažete z maslom, to komponento toplotno obdelate, da doseže mejo trdote, jo preverite z merjenjem trdote in nato dokončate spoj s polnilom-na osnovi niklja.
Kako preprečite poroznost zvarov Inconel 600?
Čistoča in pokritost s plinom odločata o izidu. Razmastite in obrišite spoj s topilom brez-klorida z nizko vsebnostjo-žvepla, odstranite vso barvo, črnilo markerjev in spojine, ki vsebujejo-žveplo, uporabite namensko krtačo iz nerjavečega jekla ali niklja in nikoli ne dovolite, da bi prah brušenja ogljikovega jekla onesnažil površino niklja. Nato uporabite ustrezen pretok zaščitnega plina, zaščitite varilni bazen pred prepihom, zaprte dele prezračite z argonom in vzdržujte polnilno žico čisto in suho.
Kakšna je meja ekvivalenta ogljika za stran ogljikovega jekla?
Uporabite formulo IIW, CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. Jekla z ogljikovim ekvivalentom nad približno 0,42 veljajo za težka za varjenje, ker se toplotno -območje strdi in postane dovzetno za vodikove razpoke. Za spoj Inconel 600 z ogljikovim jeklom je to pomembno, ker je območje,-prizadeto zaradi feritne toplote, kjer različni zvari najpogosteje pokvarijo, zato višji ekvivalent ogljika pomeni predgretje, nadzorovan vnos toplote in pogosto pregled trdote.
Koliko stane varjenje Inconela 600 na ogljikovo jeklo?
Sam zvar je majhen del stroškov. Polnilo na osnovi-niklja stane nekajkrat več na kilogram kot polnilo iz ogljikovega jekla, nanos masla, kvalifikacija postopka, kvalifikacija varilca, čistilni plin, raziskave trdote in morebitna toplotna obdelava po-varjenju dodajo ure inženiringa in pregledov. Prevladujoč povzročitelj stroškov je običajno kvalifikacijski paket in ne odložena kovina, zato je treba en sam kvalificirani postopek ponovno uporabiti za toliko podobnih spojev, kot dovoljuje koda.
Kateri je najboljši postopek varjenja Inconel 600 na ogljikovo jeklo?
Obločno varjenje s plinskim volframom je najboljši postopek za koreninski prehod in tankostensko-delovanje, ker omogoča natančen nadzor toplote in čiste usedline brez-žlindre. Plinsko obločno varjenje s prenosom pršenja ustreza debelejšemu polnilu, obločno varjenje v oklopu pa je praktična izbira na terenu z elektrodami ENiCrFe-2 ali ENiCrFe-3. Varjenje pod praškom in varjenje s polnjenjem na splošno ni priporočljivo za stran niklja zaradi interakcij fluksa in večjega vnosa toplote.
Spodnja vprašanja so tista, ki jih inženirji, proizvajalci in ekipe za nabavo najpogosteje postavljajo o varjenju Inconel 600 na ogljikovo jeklo. Za širši nabor vprašanj o nikljevih zlitinah glejteIndeks pogostih vprašanj o JN Alloy.
Sorodni izdelki in dodatno branje
Pregled izdelka Inconel 600 (UNS N06600).- obrazci osnovnih materialov, specifikacije in aplikacije
Inconel 600 cevi- brezšivne in varjene cevi za visoko-temperaturo in klorid
Plošča ASTM B168 UNS N06600- plošča in pločevina za posode, cevne plošče in strojno opremo za peči
Inconel 600 prirobnice- kovane komponente prirobnice in šob
Vse, kar morate vedeti o Inconel 600- lastnosti, korozija in izbira
Kaj morate vedeti o Inconel 600- praktičnih opomb o izdelavi
Lastnosti in uporaba cevi Inconel 600- izbira-na podlagi aplikacije
Uporaba Inconel 600- panoga-za-pogled panoge
Stran dobavitelja cevi Inconel 600- naročanje, tolerance in dokumentacija
Prednosti izdelkov Inconel 600- kjer zlitina zasluži svoj strošek
Navodila za varjenje Inconel 625- procesov, parametrov in dodajnih kovin za sestrsko zlitino
Navodila za varjenje Hastelloy C276- varjenje nikljevih-zlitin z molibdenom
Vodnik za pesto Inconel 625- celotna gruča vsebine Inconel 625
Hastelloy C276 najboljši vodnik- celotna gruča vsebine C276
Izbira cevi iz nikljeve zlitine glede na vrsto kisline- ujemanje zlitine s kemično storitvijo
Kako izbrati cev iz nikljeve zlitine za kemične tovarne- potek izbire
Incoloy 825 proti Hastelloy C276 za kisli plin- izbor materiala za kisle storitve
Kemična oprema- izdelana oprema za korozivno uporabo
Rešitve za naftno in plinsko industrijo- materiali navzgor, na sredini in na koncu
Pomorske inženirske rešitve- morska voda in materiali na morju
Montažna izdelava cevi v primerjavi z varjenjem na terenu- primerjava stroškov in kakovosti
Študija primera: cevi Inconel 625 za obrat za UZP- primer izdelave projekta
Inconel cevi- celotno ponudbo cevi iz nikljeve zlitine
Inconel jekloPregled družine zlitin -
Cev iz nikljeve zlitine- celoten nabor izdelkov
List in plošča iz inconela- paleta ploščatih izdelkov
Inconel okrogle palice- obseg palice in palice
Jeklena pločevina in pločevina- ploščati izdelki iz ogljika in nerjavečega jekla
Jeklene cevi in cevi- cevasti izdelki iz ogljika in nerjavečega jekla
Priključki za-cejne cevi- fitingi za varjene cevne sisteme
Kovani priključki za cevi--visokotlačno kovane komponente
Prirobnice- vrste in izbira prirobnic
Nerjaveče jeklo 316- avstenitna stopnja, ki se običajno spaja z nikljevimi zlitinami
Nerjaveče jeklo 304- splošno{1}}avstenitni razred
O JN Alloy- proizvodne zmogljivosti in sistemi kakovosti
Potrebujete materiale Inconel 600 ali ogljikovega jekla za ta spoj?
JN Alloy dobavlja cevi, cevi, plošče, palice, prirobnice in priključke iz Inconel 600 v skladu s specifikacijami ASTM / ASME s certifikati o preskusih mlina, poročili PMI in popolno sledljivostjo. Povejte nam svojo kombinacijo osnovnih kovin in pomagali vam bomo prilagoditi oblike izdelka vašemu varilnemu postopku.Oglejte si izdelke Inconel 600.
