Продукция

Аргонодуговая сварка аустенитных сталей

аргонодуговая сварка аустенитных сталей

Для обеспечения качественной аргонодуговой сварке аустенитных сталей необходимо соблюдать технологический процесс в соответствии с СТО 00220368-013-2009 (Сварка сосудов, аппаратов и трубопроводов из высоколегированных сталей).

Аустенитные нержавеющие стали, название которых происходит от их строения 14-ти атомной гранецентрированной кристаллической решетки аустенита, своей структурой и свойствами, преимущественно обязаны легирующим элементам хрому и никелю. Атомы никеля находятся в центре кристаллической решетки, способствуя гранецентрированному расположению атомов железа.

Из пространственной периодичности кристаллической решетки строятся "зерна" основного металла.

Располагающийся на границах зерен хром контактирует с кислородом из атмосферы, формирует пленку из оксида хрома на поверхности металла, чем обеспечиваются нержавеющие свойства в нейтральной среде. Чем выше содержание хрома, тем толще оксидная пленка, и тем выше показатели корозионной стойкости.

сварка аустенитных сталей

В аустенитных сталях, контактирующих с агрессивной химической средой (хлористой), дополнительную защиту обеспечивает легирующий элемент молибден. При аргонодуговой сварки аустенитных сталей основной металл локально плавится энергией электрической дуги и формирует, так называемую "сварочную ванну", в которую добавляется присадочный материал с идентичным, либо более высоким содержанием легирующих элементов (Cr, Ni, Ti, Nb, Al, Mo...). В результате, закристализовавшийся металл формирует сварной шов, обладающий аналогичными коррозионно-стойкими свойствами, как и основной металл.

При аргонодуговой сварке аустенитных сталей есть моменты, требующие особого внимания. Хром в твердых растворах железа имеет склонность к образованию карбидов хрома (Cr3C2). Происходит это в интервале температур 400-800с на границах зерен, где углероду легче соединиться с "неструктурированным" хромом.

Хром "вытягивается" из основного металла, лишая его нержавеющих свойств, а карбид хрома охрупчивает металл. Данное явление называется межкристаллитной коррозией (МКК) и встречается локально в околошовной зоне, наиболее подверженной неблагоприятному температурному интерваллу. MKK носит диструктивный харрактер особенно при эксплуатации нефтехимического оборудования, где сварные соединения подвержены температурным перепадам. При высоких температурах процесс окисления (коррозии) катализируется. Окислы железа, формирующиеся на границах зерен, охрупчивают поликристаллическое строение. Растут внутренние напряжения между основным металлом и зоной карбидных формирований, так как коэфициент термического расширения основного металла выше, чем у твердого, менее пластичного карбида хрома. В комплексе перечисленные явления приводит к потери прочности сварного соединения и к возможным разрушениям.

МКК можно предотвратить:

1) Подвергать сварное соединение наименьшему тепловложению. На практике - это высокая скорость сварки на оптимальной силе тока. Сила тока всегда подбирается индивидуально к каждой марки стали, т.к. скорость плавления сильно зависит от теплопроводности. Чем выше теплопроводность, тем сильнее должна быть сила тока. Теплопроводность уменьшается с увеличением легирующих элементов. Как яркий пример - сплав нихром. При необходимости многопроходного шва, следует остужать сварное соединение после каждого прохода до 100с.

2) Использование присадочного материалла с низким содержанием углерода, наличием стабилизирующих легирующих элементов, таких как титан, ниобий, ванадий. К примеру, нержавеющие стали с содержанием углерода выше 0,08% начинают формировать карбиды хрома уже после 40 секунд нахождения в неблагоприятном температурном интервале, а стали с 0,03% только спустя 7 часов. Многие устройства нефтехимической промышленности должны функционировать при высоких температурах.

В жаропрочных нержавеющих сталях в игру вступают стабилизирующие элементы. Стабилизирующими они называются потому, что сохраняют физические и химические свойства стали при повышенных температурах длительное время. Атомы углерода больше склонны образовывать карбиды с титаном и ниобием, нежели с хромом в силу химической реактивности первых. Образования карбидов титана и ниобия не вызывают диструктивных последствий, а хром "не вытягивается" из основного металла, сохраняя нержавеющие свойства. В жаропрочных стальных изделиях в основном встречается титан, а в присадочных материалах чаще пользуется ниобий в связи с меньшей вредностью его аэрозолей.

8 (977) 460-44-72
8 (985) 084-44-52
8 (925) 009-85-74
ООО “ПО ТИТАН”
Все права защищены
© Москва