316L тот баспайтын болаттан дәнекерлеу технологиясы: қадамдық нұсқаулар 

316L баспайтын болаттан дәнекерлеу технологиясы: өнеркәсіптік нысандарға арналған қадамдық нұсқаулар

316L тот баспайтын болатты дәнекерлеу жоларалық қыздыру температурасын қатаң бақылауды және хром карбидтерінің түзілуін және түйіршік аралық коррозияны болдырмау үшін жоғары таза инертті газдарды пайдалануды талап етеді. Біздің тәжірибемізде біз тамақ өнеркәсібіне арналған құбырлар алты ай жұмыс істегеннен кейін дәл тігістің артқы жағын қорғау технологиясын бұзу салдарынан істен шыққан жағдайды бірнеше рет кездестірдік, бұл тамырдың тотығуына және қысыммен кейінгі серпіліске әкелді. Бұл мақала нақты өндірістік жағдайларға және ISO стандарттарына негізделген егжей-тегжейлі нұсқаулық болып табылады, ол аустениттік болатпен жұмыс істеу кезінде қымбат қателіктерден аулақ болуға көмектеседі.

Біз металлтану бойынша оқулықтарды қайталамаймыз. Оның орнына біз нақты ағымдағы параметрлерді, толтырғыш материалды таңдауды және тіпті тәжірибелі дәнекерлеушілер 316L сыныбына ауысқан кезде жіберетін сыни қателерді қарастырамыз. Жабдықты PED немесе ASME стандарттарына сәйкес сертификаттауды жоспарласаңыз, төменде сипатталған процедураларды орындау сертификаттаудың міндетті шарты болып табылады.

Дайындық кезеңі: жабдықтар мен материалдарды таңдау

Аустенитті тот баспайтын болаттарды дәнекерлеудің сәттілігі 80% жиекті дайындауға және қорғаныс ортасының тазалығына байланысты. 316L сортында молибден (2-3%) бар, ол хлоридті ортада коррозияға төзімділікті арттырады, бірақ сонымен бірге металды қызып кетуге сезімтал етеді. Жұмысқа кіріспес бұрын, сіздің жабдық төмен токтарда тұрақты доғаны ұстап тұруға қабілетті екеніне көз жеткізу керек, өйткені тот баспайтын болаттың жылу өткізгіштігі көміртекті болаттан шамамен үш есе төмен.

Қажетті құралдар мен шығыс материалдарының тізімі:

• Жылу кірісін басқару үшін TIG (тұрақты ток) немесе импульстік режимі бар ток көзі.
• Негізгі металдың қалыңдығына байланысты диаметрі 1,6 мм немесе 2,4 мм болатын ER316L толтырғыш сым.
• Аргон санаты 4,8 (99,998%) немесе одан жоғары; техникалық аргонды пайдалану кеуектердің пайда болу қаупіне байланысты қабылданбайды.
• Кең газды қорғау аймағын құру үшін кеңейтілген диаметрлі керамикалық саптамалар (No 12-14).
• Тот баспайтын болаттан жасалған щеткалар (қара металмен жұмыс істегеннен кейін щеткаларды қолданбаңыз!).
• Ацетон немесе изопропил спирті негізіндегі майсыздандырғыш.
• Тігіс түбірін қалыптастыруға арналған мыстан немесе керамикадан жасалған қалыптау тақталары (футерлері).

Жаңадан бастағандар жиі ұмытып кететін бір нәрсені атап өту маңызды: 316L жиектерін тегістеу үшін ешқашан кәдімгі болат щеткаларды қолданбаңыз. Тот баспайтын болаттың бетіне кіріктірілген қарапайым темірдің микроскопиялық бөлшектері де ылғалды ортада бірнеше апта жұмыс істегеннен кейін коррозия ошақтарына айналады. Біз контейнерлердің бүкіл партияларынан бас тарту жағдайларын дәл осы себепті тіркедік - визуалды тексеру ақауларды анықтаған жоқ, бірақ ферриттік сынақ бос темірдің бар екенін көрсетті.

Бұл талаптар маңызды жылу алмасу жабдықтарын өндіруде ерекше өзектілікке ие болады. Мысалы, компания мамандарыWuxi Kaisheng Electric Power and Petrochemical Equiment Co., Ltd.316 тот баспайтын болаттан жасалған жоғары қысымды жылу алмастырғыштар мен гофрленген түтік байламдарын өндіруге маманданған , күн сайын әртүрлі металдарды мінсіз біріктіру мәселесіне тап болады. N06625, C46400 теңіз жезінен және титан қорытпаларынан жасалған құбырлар мен байламдарды қамтитын олардың өнімдері мұнай өңдеудің және суды тұщыландырудың қатал орталарында қолданылады. Мұндай кәсіпорындардың тәжірибесі 316L дәнекерлеу технологиясынан шамалы ауытқу бүкіл жинақтың коррозияға төзімділігін бұзуы мүмкін екенін растайды, әсіресе ASME және PED қатаң халықаралық стандарттарына сертификаттауға келгенде.

1-қадам: жиектерді өңдеу және майсыздандыру

Бірінші қадам - буынды дайындау. Қалыңдығы 3 мм-ге дейінгі парақтар үшін бөліктер арасындағы алшақтық 0,5 мм-ден аспаса, әдетте жиекті кесу қажет емес. Дегенмен, қалыңдығы 4 мм-ден асатын болса, ашылу бұрышы 60 градус болатын V-ойығын орындау қажет. Бұл металл массасының шамадан тыс қызып кетуінсіз дәнекерлеудің түбірінің толық енуін қамтамасыз етеді.

Аршу процесін тек тот баспайтын болаттан жасалған құралдармен ғана жүргізу керек. Өңдеуден кейін жиектерді еріткішпен майсыздандыру керек. Назар аударыңыз: дәнекерлеу пулына түсетін майдың, майдың немесе таңбалау бояуының кез келген іздері дәнекерленген жіктің сутегімен қанығуына және кеуектердің пайда болуына әкеледі. Біздің тәжірибемізде жиектерді сүрту үшін лас шүберекпен пайдаланылуына байланысты клапандардың партиясы қабылданбаған жағдай болды, бұл тігістің бүкіл ұзындығы бойынша микрокеуектер тізбегін тудырды.

Жиектер арасындағы алшақтық буынның бүкіл ұзындығы бойынша біркелкі болуы керек. Біркелкі емес саңылау дәнекерлеушіні доға жылдамдығын өзгертуге мәжбүр етеді, бұл жергілікті қызып кетуге және жылу әсер ететін аймақта (HAZ) металл құрылымының өзгеруіне әкеледі. Бөлшектерді бекіту үшін қысқыштар мен ыдыс ұстағыштарды пайдаланыңыз. Тіректер бірдей материалдан (ER316L) жасалған және негізгі дәнекерлеу процесінде толығымен қайта балқыту керек.

2-қадам: Газды қорғауды ұйымдастыру (алдыңғы және артқы тазарту)

316L тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерлеу технологиясының ең маңызды кезеңі тігістің артқы жағын қорғауды ұйымдастыру болып табылады. Аустенитті болаттар 400°С жоғары температурада ауадан оттегі мен азотты белсенді түрде сіңіреді. Егер дәнекерленген тігістің артқы жағы инертті газбен қорғалмаса, бұйымның геометриясын бұзбай механикалық жолмен алып тастауға болмайтын тығыз шкала қабаты пайда болады және оның астында коррозияға бейім хромсыз қабат пайда болады.

Құбырлар мен жабық көлемдер үшін тазарту жүйесін пайдалану қажет. Процесс келесідей көрінеді:

1. Құбырдың ұштарын арнайы тығындарды немесе таспаны пайдаланып тығыздаңыз.
2. Дәнекерлеуді бастамас бұрын қуысқа аргон газын салыңыз.
3. Оттегінің мазмұнын анализатор арқылы бақылаңыз. Дәнекерлеу оттегі деңгейі 50 ppm (миллионға бөлік) төмен түскенде ғана басталуы мүмкін.
4. Метал температурасы 250°C төмен түскенше газ беруді жалғастырыңыз.

Көптеген адамдар «көзбен» тазарту уақытына сүйене отырып, оттегі анализаторын пайдалануды елемейді. Бұл үлкен қателік. Ауаның ығысу уақыты камераның көлеміне, ағып кетудің және газ ағынының болуына байланысты. Біз әрқашан оттегі сенсорын пайдалануды ұсынамыз. Тігіс түбірінің түсі қорғау сапасының ең жақсы көрсеткіші болып табылады: күміс немесе алтын түс тамаша сапаны білдіреді, көк - жауапсыз құрылымдар үшін қолайлы, күлгін немесе сұр - ақаулы, тігісті алып тастауды талап етеді.

Оттықтағы газ ағыны да реттеуді қажет етеді. Тот баспайтын болат үшін әдетте минутына 10-15 литрді құрайды, бұл қара металдарға қарағанда жоғары. Үлкен диаметрлі саптамаларды пайдалану турбуленттілік пен ауаның ағып кетуіне жол бермей, ламинарлы газ ағынын жасауға көмектеседі. Қысымның жоғалуын және жүйеге ылғалдың түсу қаупін азайту үшін газ түтігінің ұзындығы 10 метрден аспайтынына көз жеткізіңіз.

3-қадам: Дәнекерлеу машинасының параметрлерін орнату

Дәнекерлеудің дұрыс режимдерін таңдау ену пішінін және түсетін жылу мөлшерін анықтайды. 316L болат жоғары электр кедергісіне және төмен жылу өткізгіштікке ие, сондықтан ток күші бірдей қалыңдықтағы қарапайым болатты дәнекерлеуге қарағанда 15-20% төмен болуы керек. Артық ток ваннаның қызып кетуіне, легирленген элементтердің күйіп кетуіне және өнімнің деформациясына әкеледі.

Тұрақты токпен (DCEN) қолмен TIG дәнекерлеу үшін ұсынылатын параметрлер:

Импульстік режимді пайдалану жұқа қабырғалы құбырлар мен парақтарды дәнекерлеу кезінде тігістің сапасын айтарлықтай жақсартады. Импульс орташа жылу шығынын 30-40% азайта отырып, дәнекерлеу пулының өлшемін басқаруға мүмкіндік береді. Импульс жиілігі әдетте 1-10 Гц диапазонында орнатылады. 1 Гц жиілікте дәнекерлеуші ​​процесті бақылауға ыңғайлы әрбір нүктенің («шкала») анық түзілуін көреді. Жоғары жиіліктер (10 кГц-ке дейін) доғаны тұрақтандыру және дәнекерлеудегі дәнді тазарту үшін қолданылады.

Доғаның ұзындығы минималды болуы керек - шамамен электродтың диаметріне тең (1-3 мм). Доғаның ұзындығын ұлғайту қыздыру аймағының кеңеюіне және газды қорғаудың жоғалуына әкеледі. Электродты тұрақты ток үшін 15-30 градус бұрышта қайрау керек. Доғаның тұрақты және бағытталған болуы үшін қайрау электрод осімен сәйкес келетін бойлық болуы керек.

4-қадам: Дәнекерлеу техникасы

Дәнекерлеу процесі басында кратерді қалдырмау үшін тігістің басынан 5-10 мм қашықтықта, арнайы пластинада немесе қазірдің өзінде дәнекерленген аймақта доғаны тұтандырудан басталады. Содан кейін доға шетіне біркелкі ауысады. Қозғалмас бұрын сұйық ваннаның пайда болуын күту маңызды. Толтырғыш материалды шеттері ерігеннен кейін ғана қосыңыз.

Толтырғыш сымды газдан қорғау аймағынан сымның ұшын шығармай, қысқа бөліктерде беру керек. Сымның ұшы әрқашан аргон шамының ішінде болуы керек. Егер сымның ыстық ұшы ауаға ұшыраса, ол тотығады, ал келесі жолы ваннаға батырылған кезде оксидтер тігістерге еніп, қосындыларды жасайды. Металл бетіне қатысты сымды енгізу бұрышы шамамен 15 градус болуы керек.

Оттықтың қозғалысы серпілмей, біркелкі болуы керек. Тігісті кеңейту үшін шағын көлденең тербелмелі қозғалысқа рұқсат етіледі, бірақ амплитудасы үш электрод диаметрінен аспауы керек. Тік тігістерді дәнекерлеу кезінде қозғалыс астыңғы кесулердің алдын алу үшін шеттерде міндетті тоқтаулармен төменнен жоғарыға орындалады. Көлденең тігістер солдан оңға қарай (оң қолдар үшін) қыздырғышты алға 70-80 градусқа еңкейтіп пісіреді.

Тігістің аяқталуына ерекше назар аударыңыз. Доғаның күрт үзілуі арқылы өтетін кратердің – кернеу концентраторының пайда болуына әкеледі. Құрылғының «Төменгі көлбеу» функциясын пайдалану керек (токты біркелкі азайту) немесе кратерді толтырғыш материалмен толтырып, токты қолмен біртіндеп азайту керек. Доға кратер толығымен толтырылғаннан кейін және металл кристалдана бастағаннан кейін ғана сөнеді, бірақ әлі де газбен қорғалған.

5-қадам: Температураны бақылау және көп қабатты дәнекерлеу

Қалыңдығы 6 мм-ден асатын бұйымдарды дәнекерлеу кезінде көп қабатты тігістер қажет. Мұндағы маңызды параметр - өткел аралық қыздыру температурасы. 316L болат үшін ол 150°C аспауы керек (кейбір техникалық сипаттамаларда 170°C дейін). Бұл шекті шектен асқанда хром карбидтерін түйіршік шекаралары бойынша бөлу процесі басталады, бұл коррозияға төзімділікті күрт төмендетеді (сенсибилизация құбылысы).

Температураны бақылау контактілі термометрлер немесе жанаспайтын пирометрлер арқылы жүзеге асырылады. Температура шекке жақындаса, үзіліс жасап, өнімді табиғи түрде салқындатуға мүмкіндік беру керек немесе қысылған ауамен (бірақ су емес, қатаю әсерлері мен жарықшақтарды болдырмау үшін) мәжбүрлі салқындатуды қолдану керек. Біздің тәжірибемізде біз салқындату үзілістерін елемеу арқылы жұмыс кестесін жеделдету тігістің нәзіктігіне байланысты дайын цистерналардың гидравликалық сынақтарға төтеп бере алмауына әкелетін жағдайларды көрдік.

Әрбір келесі қабат алдыңғы қабатпен 30-50% қабаттасуы керек. Жаңа қабатты қолданбас бұрын, алдыңғы қабаттың бетін қождан (егер жабын электродтар пайдаланылса, бірақ TIG/MIG 316L үшін жиі қолданылады) және оксидті қабықшадан металл жылтырынан тазарту керек. Қабаттар арасындағы кез келген ластану тігіс құрылымындағы ақауларға айналады.

Жалпы қателер және оларды жою әдістері

Нұсқауларды орындағанның өзінде операторлар қосылымның ұзақ мерзімділігіне әсер ететін қателіктер жіберуі мүмкін. Төменде цехтағы ақауларды талдауға негізделген ең көп таралған мәселелер мен шешімдер берілген.

1. Тігістің кеуектілігі.
Себеп: жиектерді жеткіліксіз тазарту, газдағы ылғал, доғаның тым ұзақ болуы немесе қорғанысты сызып тастау.
Шешім: Аргонның шық нүктесін тексеріңіз (-40°C төмен болуы керек), газ ағынын арттырыңыз, желден қорғайтын құрылғылар орнатыңыз. Жиі 20 мм шетін пайдаланып, шеттерін қайтадан тазалаңыз.

2. Дәнекерлеу түбірінің тотығуы (көк/қара түс).
Себеп: Ішкі қуысты жеткіліксіз тазарту, газ беруді мерзімінен бұрын тоқтату, қалыптау жүйесіндегі ағып кетулер.
Шешім: Алдын ала тазалау уақытын көбейтіңіз, тығындардың тығыздығын таспамен немесе сабынды сумен тексеріңіз. Бақылау үшін оттегі анализаторын пайдаланыңыз.

3. Астыңғы кесінділер (тігіс бойындағы ойықтар).
Себеп: тым жоғары ток, жылдам доға, дұрыс емес электрод бұрышы.
Шешім: Токты азайтыңыз, дәнекерлеу жылдамдығын азайтыңыз, ойықтарды толтыру үшін көбірек толтырғыш материал қосыңыз. Доғаның шетіне емес, негізінен толтырғышқа бағытталғанын тексеріңіз.

4. Өнімнің деформациясы.
Себеп: Шамадан тыс жылудың түсуі, бөлшектердің бекітілмеуі, тігістердің дұрыс тізбегі.
Шешім: Импульстік режимді пайдаланыңыз, тізбеленген дәнекерлеу үлгісін қолданыңыз (ортаңғыдан шетке), қатты қысқыш құрылғыларды пайдаланыңыз, бірақ термиялық кеңею мүмкіндігін ескеріңіз.

Дәнекерлеуден кейінгі өңдеу және сапаны бақылау

Дәнекерлеу аяқталғаннан кейін өнім міндетті түрде кейінгі өңдеуді қажет етеді. Дәнекерленген тігістің бетінде оксидті қабықшаның болуы (қоңыр түсті) коррозияға төзімділікті төмендетеді, өйткені оксидтердің астындағы хром мөлшері критикалық деңгейден төмен. Оксидтерді жоюдың екі негізгі әдісі бар:

1. Механикалық:Тот баспайтын болаттан жасалған щеткаларды, абразивті дөңгелектерді пайдалану немесе тот баспайтын болаттан жасалған құм себу. Тегістеу кезінде металды қатты қыздырмау маңызды.
2. Химиялық (оңалту):Құрамында азот және фторлы қышқылдар қоспасы бар офорттық пасталарды немесе гельдерді қолдану. Бұл әдіс ең тиімді болып табылады, өйткені ол қақты кетіріп қана қоймайды, сонымен қатар бетті хроммен байыту арқылы пассивті қабатты қалпына келтіреді.

Операциядан кейін бетті сумен мұқият жуып, қышқыл қалдықтарын бейтараптандыру керек. Бұл қадамды елемеу химиялық реакцияның жалғасуына және коррозияның пайда болуына әкеледі.

316L дәнекерленген қосылыстардың сапасын бақылау мыналарды қамтиды:

• Көрнекі тексеру (VT):Жарықтардың, саңылаулардың, астыңғы кесінділердің және балқыманың жоқтығын тексеріңіз. Тігістің қабыршақты құрылымы, біркелкі ені мен биіктігі болуы керек.
• Пенетранттық сынау (PT):Пенетранттардың көмегімен бетінің ақауларын анықтау. Маңызды құбырлар үшін міндетті.
• Рентгендік тексеру (RT) немесе ультрадыбыстық сынақ (UT):Қалың қабырғалы құрылымдардағы ішкі ақауларды анықтау.
• Ферритоскопия:Дәнекерленген жіктегі феррит фазасының мөлшерін өлшеу. 316L үшін оңтайлы феррит саны (FN) 3-10% құрайды. Тым төмен мән ыстық жарықтарға әкелуі мүмкін, ал тым жоғары мән коррозияға төзімділіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Барлық бақылау нәтижелері өнімнің сапа сертификатында құжатталуы керек. ЕО елдеріне экспорттық өнімдер үшін PED (қысымдық жабдық директивасы) сәйкестігі қажет, ал Ресей мен ЕАЭО елдерінде жұмыс істеу үшін TR CU 032/2013 техникалық регламенттеріне сәйкестік сертификаттары қажет.

Әр түрлі салаларда арнайы қолдану

Дәнекерлеу технологиясы өнімнің соңғы қолданылуына байланысты аздап реттелуі мүмкін.

Тамақ өнеркәсібі:
Мұнда гигиена басты талап болып табылады. Тігістер негізгі металмен (Ra< 0,8 мкм) өнімнің тоқырауын және бактериялардың өсуін болдырмау үшін. Параметрлердің тұрақтылығына және құбырлар ішіндегі тамаша дәнекерлеу геометриясына кепілдік беретін автоматты орбиталық дәнекерлеу жиі қолданылады. Кез келген сызаттар немесе тегіссіздіктер қабылданбайды.

Химия және мұнай-газ өнеркәсібі:
Жұмыс агрессивті ортада және жоғары қысымда жүргізіледі. Негізгі екпін тамырдың толық енуіне және тесіктердің болмауына аударылады. Қалдық кернеулерді жеңілдету үшін дайын жинақтарды термиялық өңдеу жиі қажет, дегенмен бұл карбидтердің тұнбасын болдырмау үшін басқа сорттарға қарағанда 316L үшін азырақ орындалады. Мұндағы ең маңызды құжат белгілі бір тапсырма үшін әзірленген WPS (дәнекерлеу процедурасының сипаттамасы) болып табылады. Бұл Wuxi Kaisheng LLC әрбір дәнекерлеу көп сатылы бақылаудан өтетін энергетика және кеме жасау салаларындағы жаһандық жобалар үшін сенімді қалдық жылу қазандықтары мен ауа салқындатқыштарын жеткізу арқылы шешетін мәселелер.

Медициналық құрал-жабдықтар:
Талаптар тамақ өнеркәсібіне ұқсас, бірақ тазалықты одан да қатаң бақылаумен. Ультра жоғары тазалықтағы аргон (5.0) пайдаланылады, дәнекерлеу бөлмелері тазалық класына сәйкес болуы керек. Кез келген ақау бөлшектің жойылуына әкеледі.

Қорытынды және ұсыныстар

316L тот баспайтын болатты дәнекерлеу - бұл тәртіп пен егжей-тегжейге назар аударуды қажет ететін процесс. Есте сақтау керек негізгі ереже: «Тазалық пен температураны бақылау». Кез келген кезеңді бұзу, майсыздандырудан салқындатуға дейін, осы қымбат және жоғары сапалы болат маркасының барлық артықшылықтарын жоққа шығаруы мүмкін. Аргон мен жабдықтың сапасын үнемдеуге болмайды - 316L-ден ақаулы қондырғыны қайта өңдеу құны алдын алу құнынан бірнеше есе жоғары.

Стандартты емес компоненттер үшін дәнекерлеу режимдерін таңдауда қиындықтарға тап болсаңыз немесе дәнекерлеу процедураларын халықаралық стандарттарға сәйкес сертификаттау қажет болса, біздің команда сарапшылық қолдау көрсетуге дайын. Біз сіздің өндірісіңіздің ерекшеліктерін ескере отырып, технологияны сертификаттауды және персоналды оқытуды жүзеге асырамыз.

Дәнекерлеу материалдары мен жабдықтарын таңдау бойынша кеңес алу үшін бүгін бізге хабарласыңыз. Біздің инженерлер бір өнімді жөндеу немесе конвейер желісін іске қосу сияқты тапсырмаларыңыздың оңтайлы шешімін таңдауға көмектеседі.

Біздің сапаны бақылау қызметтері және шығын материалдарын жеткізу туралы толығырақ бөлімде біле аласыздәнекерлеуге арналған шығыс материалдарынемесе оқужобаларға техникалық қолдау көрсету.