Хот Вире ГТАВ за облоге од легуре никла: брзина таложења и контрола разблажења

Увод

Заварени слој од легуре никла штити границу притиска угљеничних и ниско{0}}легираних челичних компоненти од корозије, без трошкова изградње целог дела од чврсте Инцонел или Хастеллои плоче. Преклапање функционише само ако се две ствари догоде одједном: таложење мора да се спусти довољно брзо да би било економично, и мора да остане хемијски довољно близу додатног метала -, а не основног челика - да би обезбедио отпорност на корозију коју дизајн захтева. Та два циља се обично боре један против другог. Електролучно заваривање топлом жицом (ГТАВ-ХВ) је процес направљен посебно да заустави ту борбу.

У овом чланку се упоређује ГТАВ вруће жице са другим процесима који се користе за облагање легуре никла - хладне-жице ГТАВ, ГМАВ, траке са потопљеним луком (САВ-), лука са плазмом (ПТА) и ласерске вруће жице - о брзини таложења и разблажењу процеса, и контролишу параметре, полажу стандардну контролу квалификована ГТАВ-ХВ процедура преклапања.

Шта је Хот Вире ГТАВ и зашто је то важно за облоге од легуре никла?

Врућа жица ГТАВ додаје други извор напајања који отпорно загрева жицу за пуњење до тачке топљења пре него што дође до лука, тако да волфрамов лук више не мора да снабдева сву енергију потребну за топљење пунила. То раздвајање „загревања жице“ од „загревања основног метала“ је оно што омогућава ГТАВ-ХВ-у да повећа стопу таложења без повећања разблажења.

У конвенционалном ГТАВ-у за хладну{0}}жицу, волфрамов лук истовремено обавља два посла: топи основни метал да би се формирао заварени базен и топи жицу за пуњење која се доводи у тај базен. Пошто оба црпе из исте енергије лука, гурање више пунила кроз лук да би се повећала брзина таложења такође повећава енергију лука и понашање кретања потребно за његово топљење - што повећава топљење основног метала, а самим тим и разблаживање.

Врућа жица ГТАВ прекида ту спојницу. Одвојено, електрично изоловано напајање пропушта струју кроз жицу за пуњење између контактног врха и завареног базена, отпорно га загревајући на температуру близу-таљења пре него што икада достигне лук. Посао волфрамовог лука се смањује до завршетка растапања и контроле продирања у основни метал, док коло за предгревање жице -, а не лук -, снабдева већину енергије потребне за топљење пунила.

Брзина таложења је одређена углавном брзином додавања жице и струјом предгревања, углавном независно од струје лука.

Пенетрација основног метала (а самим тим и разблаживање) је одређена углавном струјом лука и брзином кретања, углавном независно од брзине таложења.

Две променљиве могу да се подесе одвојено - основни разлог зашто ГТАВ-ХВ постиже већу продуктивност без жртвовања контроле разблаживања.

Како топла жица ГТАВ повећава стопу таложења у односу на конвенционалну хладну жицу{0}}ГТАВ?

Претходно загревање жице омогућава да се топи у базену у тренутку када стигне уместо да црпи енергију топљења из лука, због чега су документоване стопе таложења ГТАВ-ХВ-а отприлике два до три пута веће од ГТАВ код хладне-жице при брзинама таложења од око 1-12 лб/х, без повећања енергије лука или разблажења.

У ГТАВ-у са хладном-жицом, жица улази у базен на собној температури и лук мора да обезбеди пуну латентну топлоту и осетљиву топлоту да би се растопио - ограничење колико жице може да се дода по јединици времена пре него што процес почне да се прска, прска или кугла на врху жице. Претходно загревање жице отпорно уклања већину тог термичког дуга пре него што жица стигне, тако да се већа брзина увлачења жице може одржати при истим подешавањима лука.

Индустријски извори извештавају о ГТАВ-стопинама таложења ХВ које се крећу од отприлике 1 до 12 лб/х у зависности од пречника жице, струје предгревања и геометрије споја или преклапања, уз повећање продуктивности које се обично наводи на два до три пута упоредиву ГТАВ поставку хладне-жице за исти квалитет заваривања. То је такође разлог зашто се ГТАВ-ХВ често поставља као средња тачка између ниског-хладног таложења-ГТАВ/орбиталног ГТАВ-а и већег-таложења али већег-процеса разблаживања као што су ГМАВ и САВ-трака.

Извори: Тхе Фабрицатор, „Може ли ГТАВ хот-жица постати мејнстрим?“; Поставите-Заварите, „Хигх Перформанце Хот Вире ГТАВ ТИГ системе облагања“.

Како Хот Вире ГТАВ контролише разблаживање боље од других процеса облагања?

Врућа жица ГТАВ задржава разблаживање у опсегу од отприлике 3-8% у производној пракси, што је испод ГМАВ и САВ-траке (обично 15-30%) и конкурентно је - иако је обично веће од - ласерске вруће жице (што чини ГТА најјачи, 5-В%) опција електролучног заваривања када је потребно једнослојно разблаживање испод границе од 5,0% површинског гвожђа.

Разблаживање је део готовог наслага шава који долази од растопљеног основног метала, а не од додатног метала. За слој легуре никла на угљенични или ниско{1}}легирани челик, разблаживање је важно јер гвожђе покупљено из основног метала деградира отпорност на корозију, прекривање је ту да обезбеди - већину спецификација преклопног слоја легура никла за покривање садржаја гвожђа на површини од 5,0 теж% управо из овог разлога, а опште разређивање лука{{4} може да апсорбује далеко изнад онога што један слој може да апсорбује.

Пошто је ГТАВ-ов лук са најнижом-енергетском, просторно најконтролисанијом од главних процеса облагања лука, увек је производио најниже разблаживање породице лука - компромис-историјски је била његова ниска стопа таложења. ГТАВ-ХВ задржава тај низак-карактер разблажења док затвара већи део јаза у-брзи таложења, што је основа за његов избор где год су обе варијабле ограничене.

Извори: Линцолн Елецтриц, "Ласер Хот Вире Цладдинг"; Велдинг Фабрицатион Ворлд, „Врсте преклопа/облога -, процеси и захтеви АСМЕ“; СциенцеДирецт, "Заварите облоге од Хастеллои Ц276 користећи ГТАВ процес довођења хладне жице." Опсези су репрезентативни за објављене теренске и лабораторијске податке; квалификовати све вредности испитивањем квалификације поступка према важећем коду.

Који параметри процеса заправо контролишу равнотежу брзине таложења/разблаживања?

Четири параметра обављају скоро сав посао: струја лука поставља пенетрацију и разблаживање, брзину довода жице и струју предгревања подешену брзину таложења у великој мери независно од лука, а брзина путовања поставља преклапање зрна и покривеност слоја - квалификовани ГТАВ-ХВ процедура подешава сва четири заједно уместо да третира било који од њих као целу причу.

Струја лука

Струја лука је примарни покретач топљења обичних метала. Већа струја лука проширује и продубљује заварени базен, увлачећи више основног метала и повећавајући разблаживање - документоване перле-на-тестирање Инцонел 625 вруће- ГТАВ преклапања жице на 2,25Цр-1Мо челик је показао ширину шава као ширину шава и повећање топлотне струје, све повећање топлотне струје. 125 А до 200 А. Струја лука се стога одржава онолико ниском колико лук може стабилно да издржи док се и даље постиже фузија.

Брзина довода жице и струја предгревања

Брзина додавања жице поставља колико метала за пуњење улази у базен по јединици времена; струја претходног загревања поставља колико је близу таљења та жица када стигне. Подизање оба заједно повећава стопу таложења са само секундарним ефектом на сопствени енергетски биланс лука - ово је механизам који омогућава ГТАВ-ХВ-у да брже дода пунило без повлачења више топлоте из лука у основни метал.

Брзина путовања и преклапање перли

Брзина путовања контролише колико ће се базен очврснути пре следећег пролаза, што поставља преклапање и покривеност перлица. Спорије кретање повећава унос топлоте по јединици дужине и може повећати разблаживање чак и при константној струји, тако да се брзина кретања квалификује заједно са струјом уместо да се подешава независно у радњи.

Температура предгревања/међупролаза и број слојева

Пошто је разблаживање једног-слоја испод око 5% тешко гарантовати на линији фузије, без обзира на процес, већина спецификација захтева минимално двослојно-слојно преклапање, при чему се први слој третира као пуфер, а хемија је квалификована на дубини узорковања мереном уназад од линије фузије - обично минимално 3 мм преко слоја дебљине 3 мм. Контрола међупролазне температуре такође ограничава акумулацију топлоте преко пролаза, што помаже да се разблаживање задржи доследно од пролаза корена кроз слој поклопца.

Које струје заваривања производе прихватљиво разблаживање за Инцонел 625 облоге на челику?

Објављено тестирање зрна-на-плочи Инцонел 625 вруће-преклопне жице ГТАВ на 2,25Цр-1Мо челик показује разблаживање и тврдоћу како расте са струјом лука у распону од 125-200 А, тако да већина производних поступака за Инцонел 625 прекривају нижу половину челика 62 траке и ослањају се на други слој да доведу површинску хемију остатак пута ка номиналној композицији Инцонел 625.

Иста студија је открила да се највећа тврдоћа метала шава појавила на 150 А међу четири тестиране струје (125, 150, 175 и 200 А), са дендритном аустенитном микроструктуром у читавом опсегу и разблажењем, ширином зрна и величином зоне под утицајем топлоте{5}}која се повећава како струја расте. Практични закључак за развој процедуре је да струја није слободна варијабла само за продуктивност - свако повећање мора бити проверено у односу на корозију-релевантне границе хемије и тврдоће у важећој спецификацији, а не само у односу на продор и изглед.

За киселе{0}}услужне компоненте, тврдоћа је тврда граница, а не само индикатор квалитета: слој у складу са НАЦЕ МР0175/ИСО 15156-уобичајено је ограничен на 248 ХВ10 у угљеничном/ниско легираном челику ХАЗ и 345 ХВ10 у самом Инцонел 625 тесту по више слојева на вишеструком тесту.

Који кодови и стандарди регулишу квалификацију и прихватање ГТАВ облога вруће жице?

ГТАВ-Процедура преклапања легуре никла ХВ је квалификована првенствено према АСМЕ Одељку ИКС (основне варијабле и механичко/хемијско испитивање), примењена у оквиру АСМЕ Одељка ВИИИ Дивизије 1, Додатак Ф за посуде под притиском, и - за нафтна поља и киселу-услужну опрему са {{4}, 5А2 слојем АПИ-ја, АПИ-ја 58} Захтеви МР0175/ИСО 15156 о класи разблажења гвожђа и тврдоћи.

Извори: Заваривање материјала, "Захтеви за испитивање квалификације поступка заваривања за квалификацију преклопа заваривања"; АПИ 6А (преко сажетка вентилстандард.цом); Пипинг-Свет, "Инцонел 625 Велд Оверлаи Пипинг"; Велдинг Фабрицатион Ворлд, "Заварени слој/облога."

Састав готовог слоја је верификован у односу на спецификацију дизајна или референтни стандард за додатни метал - АСМЕ Одељак ИКС сам по себи не поставља минимални садржај легуре. Хемијска анализа се узоркује на дефинисаној удаљености од линије фузије, која одговара минималној квалификованој дебљини слоја, а садржај гвожђа изнад наведене границе је разлог за одбијање поступка или производног вара.

Који су најчешћи дефекти у ГТАВ облогама вруће жице и како се спречавају?

Дефекти који су најважнији у ГТАВ-ХВ слоју легуре никла су под-пукотине, недостатак фузије на ножном прсту или корену, инклузије оксидоване/неотопљене жице услед неправилног предгревања и ван-разблаживање-спецификације на линији фузије} и сва четири параметра се првенствено контролишу {{4} дисциплину, а не после-поправке заваривања.

Пукотине испод{0}}плаковане: изазване водоником и заосталим напрезањем у ХАЗ; контролисан правилном температуром претходног загревања/међупролаза, мало-праксом водоника и, где је наведено, ПВХТ.

Недостатак фузије на врху или између пролаза: узроковано превеликом брзином путовања или недовољном енергијом лука на линији фузије; контролисан брзином кретања и квалификацијом угла горионика и визуелном/ПТ прегледом између слојева.

Оксидација жице или инклузије неотопљене жице: узроковане предгревањем жице превише испред базена или губитком заштитног гаса око контактне тачке вруће{0}}жице; контролисан подешавањем струје предгревања и верификацијом покривености заштитним гасом.

Прекомерно разблаживање/сакупљање гвожђа на површини: узроковано прекомерном струјом лука, спорим кретањем или премазом{0}}преклапања; контролише се минималним-слојним слојем, тренутном квалификацијом и узорковањем хемијског састава на квалификованој дубини.

Микро{0}}пукотине и непожељно таложење карбида: проверава се микропрегледом квалификационог узорка; контролише се контролом уноса топлоте и, за стабилизована или ниска{1}}угљенична пунила, усклађивањем хемије пунила са радном температуром.

Где се Хот Вире ГТАВ најбоље уклапа у стратегију избора облога од легуре никла?

Топла жица ГТАВ је прави подразумевани избор за спојеве цеви-на-спојеве цеви, отворе за млазнице, тела вентила и друге геометријски ограничене или високе{2}}компоненте где је разблаживање испод 5% и механизована, поновљива покривеност и важни - велике равне или закривљене површине као што су шкољке посуда и главе за поправку су још боље{ опслужују шкољке и главе САВ} су и даље боље СМАВ.

Избор процеса за прекривање легуре никла је трговина између површине, приступа, захтева за разблаживање и цене. САВ-трака и импулсни ГМАВ најбрже покривају велике површине, али не могу поуздано да задрже разблаживање испод око 10-15% у једном слоју, тако да су резервисани за апликације где су два или више слојева већ планирана или где је граница разблажења мање строга. СМАВ остаје једини практичан избор за поправку на терену и незгодан приступ тамо где механизација није могућа. ГТАВ-ХВ заузима простор где је геометрија довољно ограничена да награди прецизне - проврте цеви, вратове млазница, мала тела вентила -, али је површина превелика или је економичност претесна за само ГТАВ са хладном жицом.

Ласерско облагање врућом жицом даље гура стопу разблаживања и таложења у истом правцу као ГТАВ-ХВ, и вреди процене за компоненте веома-вредности где су капитални трошкови ласерске опреме оправдани. За већину радова на прекривању граничних легура никла под притиском-на цеви, фитинге, прирубнице и отковке, ГТАВ-ХВ остаје процес који најбоље балансира познавање квалификације, цену опреме и контролу разблаживања коју захтева служба против корозије.

Често постављана питања

П: Који ниво разблажења је прихватљив за Инцонел 625 заварени слој на угљеничном челику?

О: Већина спецификација за прекривање легура никла ограничава садржај површинског гвожђа на максимум од 5,0 теж%, што обично захтева минимално двослојно-слојно прекривање јер је једнослојно-разблаживање на линији фузије тешко довести испод око 5% било којим процесом лука, укључујући ГТАВ вруће жице.

П: Колико је бржи ГТАВ вруће жице од конвенционалне хладне{0}}жице ГТАВ?

О: Објављене стопе таложења за ГТАВ-ХВ су отприлике два до три пута веће од ГТАВ за хладну-жицу при упоредивом квалитету заваривања, при чему ГТАВ-ХВ обухвата приближно 1 до 12 лб/х у зависности од пречника жице и струје предгревања.

П: Да ли ГТАВ вруће жице елиминише потребу за више слојева преклапања?

О: Не. Чак и при нижем разблажењу ГТАВ-ХВ-а, већина спецификација и даље захтева најмање два-слојна слоја јер први слој делује као пуфер за разблаживање између основног метала и површинског слоја-критичног за корозију.

П: Који код регулише ограничења тврдоће за слој киселе{0}}услужне легуре никла?

О: НАЦЕ МР0175/ИСО 15156 регулише прихватање тврдоће за киселу употребу, са ограничењима која се обично примењују на 248 ХВ10 за угљенични/ниско{4}}легирани челик ХАЗ и 345 ХВ10 за Инцонел 625 преклоп, верификовано Вицкерсовим тестирањем.

П: Када би требало да се користи САВ-трака или ГМАВ уместо ГТАВ вруће жице?

О: САВ-трака и пулсни ГМАВ су погоднији за велике, отворене површине као што су шкољке и главе посуда где је веће разблаживање по слоју прихватљиво и више слојева је већ планирано; ГТАВ са врућом жицом је пожељнији тамо где је геометрија ограничена или је контрола разблажења једног{1}}слоја критична.