Na što treba obratiti pozornost tijekom procesa zavarivanja čeličnih cijevi otpornih na toplinu

Osnovne značajke zavarivanja toplinski postojanih čeličnih cijevi
Čelične cijevi otporne na toplinu naširoko se koriste u okruženjima s visokim temperaturama kao što su kotlovi, izmjenjivači topline i kemijska oprema. Njihovi zahtjevi za zavarivanje razlikuju se od onih za obični ugljični čelik. Čelične cijevi otporne na toplinu obično sadrže visoke udjele legirajućih elemenata kao što su krom, nikal i molibden. Ovi elementi povećavaju njihovu čvrstoću i otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama, ali također utječu na njihovu osjetljivost na vruće pukotine, stabilnost mikrostrukture i procesni prozor tijekom zavarivanja. Stoga je tijekom zavarivanja neophodno temeljito razumijevanje mikrostrukture materijala i dinamike naprezanja kako bi se izbjeglo otkazivanje spoja ili degradacija otpornosti na toplinu zbog nepravilnog rukovanja.

Zahtjevi za pripremu prije zavarivanja i predgrijavanje
Prije zavarivanja čeličnih cijevi otpornih na toplinu, neophodno je temeljito čišćenje kako bi se osiguralo da zavareni žlijeb i okolna područja budu bez ulja, hrđe i nečistoća kako bi se spriječilo stvaranje pora i troske tijekom zavarivanja. Predgrijavanje je posebno važno za zavarivanje čelika otpornih na toplinu, posebno onih koji sadrže visokolegirajuće elemente. Predgrijavanje usporava brzinu hlađenja, smanjuje tendenciju otvrdnjavanja u području zavara i smanjuje rizik od pucanja. Ovisno o vrsti čelika i debljini stijenke, temperatura predgrijavanja općenito se kreće od 150°C do 350°C. Prije zavarivanja mora se koristiti alat za mjerenje temperature kako bi se potvrdilo da temperatura predgrijanja zadovoljava navedene standarde.

Odabir i usklađivanje materijala za zavarivanje
Odabir pravog materijala za zavarivanje ključan je za osiguranje kvalitete zavarivanja. Zavarivanje čeličnih cijevi otpornih na toplinu obično koristi elektrode ili žice koje odgovaraju sastavu osnovnog materijala kako bi se održala čvrstoća spoja i otpornost na koroziju u okruženjima visoke temperature. Na primjer, Cr-Mo čelik otporan na toplinu zahtijeva elektrode s niskim sadržajem vodika, dok austenitni čelik otporan na toplinu zahtijeva potrošne materijale otporne na toplinu koji sadrže nikal i krom. Također se mora uzeti u obzir sadržaj difuzibilnog vodika u potrošnim materijalima. Elektrode s niskim udjelom vodika trebale bi se osušiti prije uporabe kako bi se spriječilo pucanje izazvano vodikom.

Kontrola parametara procesa zavarivanja
Unos topline kod zavarivanja čeličnih cijevi otpornih na toplinu mora se pravilno kontrolirati. Prekomjerni unos topline može dovesti do ogrubljivanja zrna i povećanog naprezanja zavara, čime se smanjuje žilavost i toplinska otpornost spoja. Prekomjerni unos topline može rezultirati nepotpunim spajanjem ili defektima zavara. Višeprolazno zavarivanje obično se koristi za smanjenje toplinskih učinaka jednog zavara. Parametri kao što su struja zavarivanja, napon i brzina moraju se prilagoditi prema materijalu cijevi, debljini i položaju zavarivanja kako bi se izbjegla koncentracija naprezanja i potencijalno pucanje.

Kontrola deformacije i naprezanja tijekom zavarivanja
Čelik otporan na toplinu stvara značajno naprezanje tijekom zavarivanja. Nepravilna kontrola može dovesti do deformacije ili čak pukotina. Stoga se simetrično zavarivanje ili zavarivanje na preskok često koristi za raspodjelu naprezanja tijekom zavarivanja. Odgovarajuće pričvršćivanje i učvršćenje također se koriste kako bi se spriječilo prekomjerno pomicanje zavarenih komponenti. Za deblje čelične cijevi, lokalizirano zagrijavanje može se primijeniti u dijelovima tijekom zavarivanja kako bi se smanjila koncentracija naprezanja i osigurala dimenzijska stabilnost nakon zavarivanja.

Važnost toplinske obrade nakon zavarivanja
Zavareni spojevi čeličnih cijevi otpornih na toplinu stvaraju značajna zaostala naprezanja tijekom hlađenja, a neke vrste čelika mogu čak razviti krtu mikrostrukturu, što je štetno za cijevi izložene dugotrajnom radu na visokim temperaturama. Stoga je neophodna toplinska obrada nakon zavarivanja. Kaljenje ili normalizacija može smanjiti zaostalo naprezanje, poboljšati mikrostrukturu i poboljšati cjelokupnu izvedbu spoja. Temperatura toplinske obrade i vrijeme držanja trebaju biti prilagođeni materijalu cijevi i debljini stijenke kako bi se osigurala dobra izvedba zavarenog spoja pri visokim temperaturama.

Pregled i popravak kvarova zavarivanja
Nakon zavarivanja kvalitetu zavara potrebno je temeljito procijeniti vizualnim pregledom, radiografskim ispitivanjem, ultrazvučnim ispitivanjem i drugim metodama kako bi se osiguralo odsustvo nedostataka kao što su pukotine, pore i uključci troske. Nakon što se otkriju nedostaci, treba ih popraviti u skladu sa zahtjevima procesa. Prethodno zagrijavanje i naknadnu toplinsku obradu također je potrebno provesti prilikom popravka zavarenih područja kako bi se spriječili novi nedostaci. Svi procesi popravka trebaju biti dokumentirani radi naknadne sljedivosti kvalitete.

Usporedba mjera opreza pri zavarivanju za različite vrste čeličnih cijevi otpornih na toplinu
Mjere opreza pri zavarivanju razlikuju se ovisno o vrsti čelika otpornog na toplinu. Na primjer, predgrijavanje, odabir materijala za zavarivanje i obrada nakon zavarivanja razlikuju se za martenzitne, austenitne i dvostruke čelike otporne na toplinu. Sljedeća tablica uspoređuje ključne mjere opreza za zavarivanje nekoliko uobičajenih vrsta čelika otpornog na toplinu:

Okruženje zavarivanja i sigurnosne mjere
Zavarivanje čelika otpornog na toplinu obično se odvija u radnim uvjetima na visokim temperaturama i velikom intenzitetu, pa se moraju poduzeti sigurnosne mjere. Na gradilištu treba održavati dobru ventilaciju kako bi se spriječilo da pare od zavarivanja i štetni plinovi utječu na operatere. Zavarivači bi trebali nositi zaštitnu odjeću, maske i rukavice otporne na visoke temperature kako bi izbjegli ozljede od prskanja tijekom zavarivanja. Također bi trebala biti dostupna odgovarajuća oprema za gašenje požara kako bi se spriječili požari uzrokovani iskrama zavarivanja.