Спецификација поступка заваривања (ВПС) за легуре никла: битне и не{0}}битне варијабле

Шта је спецификација поступка заваривања (ВПС) за легуре никла?

ВПС је писана, код{0}}квалификована инструкција која заваривачу говори како тачно да произведе здрав завар од легуре никла, а важећа је само када је подржана од стране тестираног записа о квалификацији процедуре (ПКР).

Спецификација процедуре заваривања је контролисани документ који наводи сваки параметар који је заваривачу потребан: тип основног метала, метал за пуњење, дизајн споја, температура предгревања и међупролаза, заштитни гас, опсег струје и напона, брзина кретања и термичка обрада након-заваривања, ако је потребно. За легуре никла као нпрИнцонел 625, Инцонел 718, Хастеллои Ц276, иМонел 400, ВПС није предлог; то је правни и квалитетан запис који доказује, кроз механичко испитивање стварног испитног завара (ПКР), да наведени параметри производе спој који задовољава потребну чврстоћу, дуктилност и отпорност на корозију.

Пошто се легуре никла користе у корозивним, високо{0}}температурним и криогеним услугама, као што су цевоводи на мору, хемијски реактори и ваздухопловне компоненте, неквалификовани или лоше контролисани ВПС може довести до пуцања, губитка отпорности на корозију или-квара у раду. Због тога АСМЕ одељак ИКС, АВС Д10.18/Д18.2 и ИСО 15614-1 јасно дефинишу које варијабле се никада не смеју променити без поновне квалификације.

Која је разлика између суштинских и не{0}}небитних варијабли?

Битне варијабле мењају механичка својства или својства корозије завара и захтевају поновну квалификацију; не-небитне варијабле утичу само на технику или продуктивност заваривача и могу се ревидирати на ВПС-у без новог тестирања.

Кодови за заваривање класификују сваки параметар у ВПС-у у једну од три категорије. Разумевање ове класификације је једина најважнија вештина за свакога ко пише, прегледа или проверава ВПС од легуре никла.

Основне варијабле: Промена изван квалификованог опсега поништава ВПС и захтева нови ПКР са свежим механичким и, где је применљиво, испитивањем корозије.

Допунске основне варијабле: Примењујте само када је ВПС квалификован за испитивање жилавости-зареза (удара), уобичајено у криогеним и оффсхоре применама од легура никла; промена захтева преквалификацију за чврстину.

Не-Небитне варијабле: Могу се мењати унутар самог ВПС документа, без преквалификације, јер не мењају значајно својства споја.

Које су основне варијабле за ВПС од легуре никла?

Основне варијабле за легуре никла у оквиру АСМЕ одељка ИКС (КВ-404 до КВ-411) укључују П-број основног метала/УНС груписање, додатни метал Ф-број и А-број, процес заваривања, границе предгревања и температуре међупролаза, карактеристике електричног слоја жлебова и топлотног третмана задњег слоја жлебова.

Тачна листа зависи од процеса заваривања (СМАВ, ГТАВ, ГМАВ, САВ), али за легуре никла следеће се доследно третира као суштинско:

Груписање обичних метала (П-Број/УНС):Промена основног метала ван квалификованог П- груписаног броја или легура никла захтева поновну квалификацију, пошто легуре као што су Хастеллои Ц-276 (УНС Н10276) и Инцонел 625 (УНС Н06625) имају различите легирне елементе и осетљивост на пуцање.

Додатни метал Ф-Број и А-Број:Промена класификације додатног метала мења хемију метала шава, што директно утиче на отпорност на корозију и осетљивост на{0}}вруће пуцање у легурама никла.

Процес заваривања:Промена са ГТАВ на ГМАВ, на пример, мења унос топлоте, разблаживање и брзину хлађења, а све то утиче на микроструктуру легуре никла.

Претходно загревање и температура између пролаза:Легуре никла имају ниску топлотну проводљивост и склоне су врућем пуцању, тако да се максимална међупролазна температура (често од 300 до 350 степени Фаренхајта) третира као неопходна, за разлику од заваривања угљеничног челика где често није-небитна.

Термичка обрада након{0}заваривања (ПВХТ):Додавање, уклањање или промена ПВХТ времена и температуре је од суштинског значаја јер мења реакцију на таложење{0}}очвршћавања и стање заосталог напрезања легура као што је Инцонел 718.

Састав заштитног гаса и пратећег гаса:Легуре никла су веома осетљиве на атмосферску контаминацију; промена типа гаса или уклањање гасне подлоге могу да изазову оксидацију или порозност, што су оба суштинска{0}}променљива покретача.

Електричне карактеристике:Тип струје (АЦ/ДЦ), поларитет и значајна промена у опсегу уноса топлоте су од суштинског значаја јер контролишу разблаживање и флуидност завареног базена.

Дизајн жлебова и опсег дебљина квалификовани:Дизајн споја или дебљина основног метала који су ван опсега обухваћеног ПКР тест купоном нису квалификовани.

Које су{0}}небитне варијабле за ВПС од легуре никла?

Не-небитне варијабле покривају детаље технике-нивоа као што су конопац у односу на перле ткања, метод чишћења између пролаза, угао горионика, величина волфрамове електроде и мање промене причвршћивања, које се могу ажурирати на ВПС-у без новог тестирања.

Пошто не-небитне варијабле не захтевају поновну квалификацију, оне дају инжењерима заваривања флексибилност да прилагоде доказану процедуру различитим условима у радњи. Типичне не-небитне варијабле за заваривање легуре никла укључују:

Техника зрна перле у односу на ткање перли, унутар разумне границе ширине.

Метода међупролазног чишћења (механичко четкање са наменском четком од нерђајућег челика/никл{0}}само или брушење).

Уклањање иницијалног и завршног споја -завара за козметичко брушење.

Мање промене угла горионика, контакт{0}}врх{1}}у-радној удаљености или ширини осциловања.

Положај, када је ВПС већ квалификован на позицији која покрива позицију употребе (на пример, 6Г-квалификовани ВПС покрива 1Г до 5Г).

Помоћна опрема као што су пулсни контролери, под условом да се квалификовани струјни и напонски опсеги не прекораче.

Кључни инжењерски принцип је следећи: ако се промена променљиве не може приказати, правилом кода или металуршким резоновањем, да би се променила затезна чврстоћа, дуктилност на савијање, жилавост на удар или отпорност на корозију споја, то се класификује као -небитно.

Зашто су легуре никла осетљивије на суштинске променљиве промене од угљеничног челика?

Легуре никла очвршћавају се у ширем, споријем температурном опсегу, спорије проводе топлоту и хемијски су подложне сумпору, олову и другим загађивачима ниске{0}}тачке-тачке, тако да параметри који нису-небитни за угљенични челик, као што су температура међупролаза и метода чишћења, постају битни за процесе.

Неколико металуршких карактеристика легура никла објашњава зашто је ВПС контрола строжа:

Ниска топлотна проводљивост:Топлота се концентрише локално уместо да се распршује, тако да превисока температура међупролаза повећава ризик од врућег пуцања и раста зрна.

Широк опсег очвршћавања:Легуре никла формирају кашасту, двофазну зону током хлађења, која је веома подложна очвршћавању (врућем) пуцању ако се унос топлоте или задржавање не контролише.

Висок коефицијент топлотног ширења:Легуре никла се шире и скупљају више од угљеничног челика, повећавајући заостало напрезање и изобличење, што доводи до последица било какве промене у уносу топлоте.

Осетљивост на контаминацију:Трагови сумпора, олова, фосфора или цинка, који се преносе из бојица за обележавање, уља за сечење или заједничких брусних плоча, могу да изазову кртост течног{0}}метала, тако да поступци чишћења и алата имају већу тежину него у производњи угљеничног челика.

Учинак корозије зависи од{0}}хемије:За разлику од угљеничног челика, где је механичка чврстоћа обично главна брига, легуре никла се често бирају посебно због отпорности на корозију, тако да свака варијабла која мења хемију метала шава, као што је додатни метал или заштитни гас, има огроман, суштински{0}}ефекат.

Који кодови регулишу ВПС квалификацију за легуре никла?

АСМЕ Одељак ИКС је примарна референца за суштинске, додатне битне и не-небитне варијабле у Северној Америци; АВС Д10.18/Д18.2 додаје специфичне смернице за-легуру-никла, док се ИСО 15614-1 и НАЦЕ МР0175/ИСО 15156 примењују за међународне пројекте и контролу корозије за киселе услуге.

АСМЕ Одељак ИКС (Код котла и посуда под притиском):Дефинише битне, додатне битне и не-есенцијалне варијабле процесом заваривања у КВ-250 до КВ-267 и покрива П-бројеве легура никла, првенствено групе П-41 до П-49.

АВС Д10.18/Д18.2:Обезбедите упутства за заваривање и инспекцију посебно за цеви и цеви од нерђајућег челика и легура никла, укључујући препоруке за температуру и чистоћу међупролаза.

ИСО 15614-1:Европски и међународни еквивалент за квалификацију поступка, који користи сличну суштинску{0}}структуру променљиве под различитим системом нумерисања клаузула.

НАЦЕ МР0175 / ИСО 15156:Уређује захтеве материјала и заваривања за легуре никла у употреби киселих (Х2С-садржи) нафту и гас, додајући захтеве за испитивање тврдоће и корозије{2}} поврх стандардне механичке квалификације.

АСМЕ Б31.3 / Б31.1:Кодови процесних и енергетских цевовода који позивају на АСМЕ ИКС за квалификацију процедуре и додају захтеве{0}}специфичне за услуге за системе цевовода од легуре никла.

Шта се дешава ако се суштинска варијабла промени изван свог квалификованог опсега?

Свака суштинска промена променљиве ван квалификованог опсега одмах поништава ВПС за производну употребу, а нови пробни завар мора бити направљен, тестиран и документован у новом или ревидираном ПКР пре него што се заваривање може наставити.

У пракси, то значи да инжењер заваривања не може једноставно да ажурира документ и настави са заваривањем. Нови купон мора бити заварен према предложеним параметрима, затим подвргнут захтеваном испитивању, типично затезању, вођеном савијању и, за многе примене легура никла, испитивању на удар и корозију (као што је АСТМ Г28 или Г48 за отпорност на међугрануларну и питтинг корозију). Тек након што купон прође све потребне тестове, ВПС може бити ревидиран и пуштен за производно заваривање. Прескакање овог корака је један од најчешћих узрока кварова у заваривању легура никла који се налазе током провера квалитета и након{5}}истрага кварова.

Како је ВПС квалификован за легуре никла?

Квалификација прати циклус од четири-корака: заварите пробни купон према предложеним параметрима, тестирајте купон према захтевима кода, запишите резултате у ПКР, а затим издајте производни ВПС који упућује на тај ПКР.

Корак 1: Заварите пробни купон

Квалификовани заваривач производи пробни завар користећи тачан основни метал, додатни метал, процес и параметре намењене за производњу, пратећи прелиминарне опсеге параметара изабране из претходног искуства или података произвођача додатног метала.

Корак 2: Тестирајте купон

Купон је подељен и тестиран у складу са захтевима кода: испитивање затезања да би се потврдила чврстоћа, вођено испитивање савијања да би се потврдила дуктилност и одсуство дефеката, и, када то захтева примена, испитивање на удар (Цхарпи) на жилавост и испитивање корозије за отпорност на удубљење или интергрануларни напад.

Корак 3: Документујте ПКР

Записник о квалификацији процедуре обухвата стварне коришћене параметре и постигнуте резултате тестирања. ПКР је доказ; ВПС је упутство изведено из тог доказа.

Корак 4: Издајте ВПС

ВПС наводи квалификоване опсеге за све битне, допунске битне и не-небитне варијабле и постаје контролисани документ који заваривачи прате у производњи, подложан сталној квалификацији перформанси заваривача (ВПК) за сваког појединачног заваривача.

Основно у односу на-небитно

Табела испод резимира како се иста променљива категорија третира другачије за легуре никла у поређењу са угљеничним челиком и да ли промена захтева ВПС реквалификацију.

Често постављана питања

Да ли је додатни метал увек битна варијабла за легуре никла?

Да. Према АСМЕ Одељку ИКС, промена у Ф-броју или А-броју додатног метала је неопходна за сваки процес, јер отпорност на корозију легуре никла и отпорност на пуцање директно зависе од хемије метала шава.

Да ли се ВПС квалификован за Инцонел 625 може користити за Инцонел 718?

Не без преквалификације у већини случајева. Иако су оба на бази никла-, они спадају у различите групе простих метала са различитим механизмима ојачања (чврсти-раствор наспрам падавина{3}}отврдњавања), тако да се промена основног метала третира као суштинска.

Да ли позиција заваривања захтева ВПС преквалификацију за легуре никла?

Генерално не, под условом да је ВПС првобитно био квалификован на позицији, као што је 6Г, која према правилу кода покрива позицију која се користи у производњи. Позиција није-небитна варијабла у АСМЕ одељку ИКС.

Зашто се међупролазна температура третира као неопходна за легуре никла, али не и угљенични челик?

Пошто легуре никла имају ниску топлотну проводљивост и широк опсег очвршћавања, вишак топлоте између пролаза значајно повећава ризик од врућег пуцања. Угљенични челик ефикасније распршује топлоту и мање је осетљив на-прслине, тако да његова међупролазна температура обично није-битна.

Која испитивања се додају за легуре никла осим стандардних тестова на затезање и савијање?

Многе апликације за легуре никла додају испитивање корозије, као што је АСТМ Г28 за интергрануларни напад или АСТМ Г48 за отпорност на корозију на удубљења и пукотине, плус тестирање на удар када радна температура захтева доказану жилавост.

Закључак

Исправно класификовање битних и не{0}}небитних варијабли није папирологија; то је механизам који одржава механичку чврстоћу и отпорност на корозију легуре никла унутар доказаних, тестираних граница.

Строго контролисан ВПС је оно што омогућава компонентама легуре никла да поуздано раде у најтежим услугама: бушотине киселог гаса, постројења за хемијску прераду и криогено складиштење. Произвођачи и произвођачи који третирају суштинску-контролу променљивих као основну дисциплину квалитета, а не као формалност документације, доследно производе заварене спојеве који пролазе тестирање кода први пут и раде деценијама у употреби. За пројекте који укључују Инцонел, Хастеллои, Монел или друге легуре на бази никла-, ангажовање произвођача са доказаном библиотеком квалификованих ВПС/ПКР пакета и-кућном металуршком подршком значајно смањује ризик од распореда и дугорочне-трошкове одржавања.