แผ่นเหล็ก 15CrMo ผูก Pearlite เนื้อเยื่อเหล็กทนความร้อนมีความแข็งแรงทางความร้อนสูง (δb≥440MPa) และความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงและมีความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อนของไฮโดรเจน เนื่องจากเหล็กมีปริมาณ Cr, C และองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ สูงแนวโน้มการชุบแข็งของเหล็กจะเห็นได้ชัดเจนและความสามารถในการเชื่อมไม่ดี

ความสามารถในการเชื่อม 15CrMo

 วัสดุเชื่อม

คุณสมบัติการทำงานของการเชื่อมเหล็ก 15CrMo,

โครงการⅠ: การเชื่อมด้วยความร้อนโดยใช้ลวดเชื่อม ER80S-B2L, การเชื่อม T1G ที่ด้านล่าง, ลวดเชื่อม E8018-B2, พื้นผิวของฝาครอบเชื่อมไฟฟ้าเชื่อม, การรักษาความร้อนในท้องถิ่นหลังจากการเชื่อม

การรักษาความร้อนหลังการเชื่อม

ชิ้นทดสอบที่มีรูปแบบⅠเชื่อมหลังจากการเชื่อมควรได้รับการรักษาอุณหภูมิสูงในท้องถิ่น กระบวนการบำบัดความร้อนคือ: อัตราการเพิ่มอุณหภูมิเป็น 200 ℃ / h เพิ่มขึ้นถึง 715 ℃เพื่อเก็บรักษาความร้อนเป็นเวลา 1 ชั่วโมง 15 นาทีความเร็วในการลดอุณหภูมิ 100 ℃ / h อากาศเย็นหลังจากลดลงถึง 300 ℃ ใช้เฉพาะเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าแบบตีนตะขาบ JL-4 (1146 × 310) ห่อหุ้มตะเข็บเชื่อมฉนวนกันความร้อนด้วยชั้นผ้าฝ้ายอลูมิเนียมซิลิเกตและความหนาของชั้นฉนวน 50 มม. การควบคุมอุณหภูมิ adopts DJK-A เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าควบคุมอุณหภูมิอัตโนมัติ

การประเมินผลการทดสอบกระบวนการเชื่อม

แผนการทดสอบ การทดสอบแรงดึง การทดสอบการดัด การทดสอบความเหนียวแรงกระแทก AKY (J / cm2)

ความต้านแรงดึงδb / Mpa ส่วนที่แตกหักโค้งงอพื้นผิวมุมโค้งงอด้านหลังแนวเชื่อมฟิวชั่นโซนความร้อนได้รับผลกระทบ (HAZ)

โครงการⅠ 550/530 วัสดุหลัก 50 มีคุณสมบัติเหมาะสม 84.8 162 135.6

โครงการ Ⅱ 525/520 วัสดุหลัก 50 มีคุณสมบัติเหมาะสม 79.4 109.2 96.7

กระบวนการเชื่อม 15CrMo

 2.1 วัสดุเชื่อม

สำหรับความสามารถในการเชื่อมของเหล็ก 15CrMo และลักษณะการทำงานของท่อแรงดันสูงในไซต์จากประสบการณ์ที่ผ่านมาโดยอ้างอิงถึงบัตรกระบวนการเชื่อมที่นำเสนอจากต่างประเทศเราเลือกสองแผนสำหรับการทดสอบการเชื่อม

โครงการⅠ: การเชื่อมด้วยความร้อนโดยใช้ลวดเชื่อม ER80S-B2L, การเชื่อม T1G ที่ด้านล่าง, ลวดเชื่อม E8018-B2, พื้นผิวของฝาครอบเชื่อมไฟฟ้าเชื่อม, การรักษาความร้อนในท้องถิ่นหลังจากการเชื่อม

โครงการ Ⅱ: ใช้ลวดเชื่อม ER80S-B2L, การเชื่อม T1G ที่ด้านล่าง, ขั้วไฟฟ้า E309Mo-16, ขั้วไฟฟ้าเต็มไปด้วยพื้นผิวของฝาครอบเชื่อมอาร์กและไม่มีการรักษาความร้อนหลังจากเชื่อม องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลของลวดเชื่อมและลวดเชื่อมมีอยู่ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลของวัสดุเชื่อม

แบบ C Mn ศรี Cr Ni Mo S Pδb / Mpaδ,%

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25

E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19

E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25

2.2 การเตรียมตัวก่อนการเชื่อม

ท่อเหล็ก 15CrMo ใช้สำหรับชิ้นงานทดสอบ ข้อกำหนดคือφ325× 25 ดูรูปที่ 1 สำหรับประเภทและขนาดลาดเอียง

ขัดภายในและภายนอกของร่องบากและขอบของร่องภายใน 50 มม. ด้วยเครื่องบดมุมก่อนเชื่อมเพื่อเปิดเผยความมันวาวของโลหะจากนั้นทำความสะอาดด้วยอะซิโตน

ชิ้นส่วนทดสอบเป็นตำแหน่งคงที่ในแนวนอนและช่องว่างปากคือ 4 มม. เชื่อมหกจุดตามแนวเส้นรอบวงของสวนอย่างสม่ำเสมอโดยใช้การเชื่อมอาร์กอนอาร์กทังสเตนแบบแฮนด์เมดแต่ละจุดควรมีความยาวไม่น้อยกว่า 20 มม. ลวดเชื่อมถูกอบตามข้อกำหนดของตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ข้อกำหนดสำหรับการอบขั้วไฟฟ้า

เครื่องเชื่อมไฟฟ้า แบบ อุณหภูมิการอบ เวลาเก็บรักษาความร้อน

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

พารามิเตอร์กระบวนการ

ต้องอุ่นก่อนการเชื่อมตามแบบแผนⅠการคำนวณอุณหภูมิอุ่นตามสูตรที่เสนอโดย Tto Bessyo et al:

To = 350 √ [C] -0.25 (℃) ใน type, To - อุณหภูมิอุ่น, ℃

[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

[C] x = C (Mn Cr) / 9 Ni / 18 7Mo / 90 ประเภท

[C] x - ส่วนประกอบเทียบเท่าคาร์บอน

[C] p - ขนาดเทียบเท่าคาร์บอน S - ความหนาของชิ้นทดสอบ (S = 25 มม. ในบทความนี้);

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[C] p = 0.045 แล้ว To = 138 ℃

ดังนั้นอุณหภูมิอุ่นถูกเลือกเป็น 150 ℃ เปลวไฟออกซิเจนอะเซทิลีนถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นงานทดสอบโดยใช้ปากกาวัดอุณหภูมิเพื่อตัดสินอุณหภูมิของพื้นผิวชิ้นงานทดสอบอย่างคร่าว ๆ (ประมาณโดยการเปลี่ยนสีของลายมืออย่างรวดเร็วและช้า) และในที่สุดจะวัดโดยเครื่องวัดอุณหภูมิจุดเซมิคอนดักเตอร์ จุดวัดควรเลือกอย่างน้อยสามจุดเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นงานทดสอบทั้งหมดจะถึงอุณหภูมิอุ่นที่ต้องการ

เมื่อเชื่อมชั้นแรกจะใช้การเชื่อมอาร์กอาร์กอนอาร์กทังสเตนที่ทำด้วยมือเป็นพื้นฐานเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดรอยบุ๋มที่ด้านหลังของรอยเชื่อมที่บริเวณหัวเชื่อม ใช้วิธีการเติมลวดภายในเมื่อป้อนลวดนั่นคือลวดเชื่อมจะถูกป้อนจากท่อผ่านช่องว่างระหว่างกัน ชั้นที่เหลือใช้การเชื่อมอาร์กอิเล็กโทรดเชื่อมทั้งหมด 6 ชั้นแต่ละชั้นจะผ่านช่องทางเดียว พารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมสำหรับโครงการⅠและโครงการⅡดูตารางที่ 3, 4 เชื่อมตามรูปแบบⅠ

ตารางที่ 3 พารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมของโครงการⅠ

ชื่อผ่าน วิธีการเชื่อม วัสดุเชื่อม ข้อกำหนดของโลหะเชื่อม / mm กระแสเชื่อม / A แรงดันไฟฟ้า / V ข้อกำหนดการรักษาความร้อนด้วยความร้อนและอุณหภูมิระหว่างชั้น

แผ่นทังสเตนเชื่อมอาร์กอน ER80S-B2L φ2.4 110 12

ลวดเชื่อมชั้นบรรจุ E8018-B2 φ3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25,150 ℃ 715 ×75min

เครื่องเชื่อมไฟฟ้า E8018-B2 φ3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25

ตารางที่ 4 พารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมของโครงการⅡ

ชื่อผ่าน วิธีการเชื่อม วัสดุเชื่อม ข้อกำหนดของโลหะเชื่อม / mm กระแสเชื่อม / A แรงดันไฟฟ้า / V ข้อกำหนดการรักษาความร้อนด้วยความร้อนและอุณหภูมิระหว่างชั้น

แผ่นทังสเตนเชื่อมอาร์กอน ER80S-B2L φ2.4 110 12

ลวดเชื่อมชั้นบรรจุ E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24 / /

เครื่องเชื่อมไฟฟ้า Electrode Arc Welding E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24

เมื่อเชื่อมต่ออุณหภูมิระหว่างชั้นควรไม่น้อยกว่า 150 องศาเซลเซียสเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนทดสอบเย็นลงเนื่องจากการขัดจังหวะการเชื่อม ช่างเชื่อมสองคนควรดำเนินการสลับกันเมื่อใช้การเชื่อม ควรใช้มาตรการระบายความร้อนและเย็นทันทีหลังจากการเชื่อม

2.4 การรักษาความร้อนหลังการเชื่อม

3 การทดสอบการประเมินกระบวนการเชื่อม

การทดสอบชิ้นทดสอบจะดำเนินการตรวจสอบข้อบกพร่องล้ำเสียง 100% ตามมาตรฐาน JB4730-94 "การทดสอบแบบไม่ทำลายภาชนะรับความดัน" หลังจากเชื่อมและรอยเชื่อมเกรด I มีคุณสมบัติ การทดสอบการประเมินกระบวนการเชื่อมตามมาตรฐาน JB4708 "การประเมินกระบวนการเชื่อมสำหรับเรือความดันเหล็ก" ผลการประเมินดูตารางที่ 5

ตารางที่ 5 การประเมินผลการทดสอบกระบวนการเชื่อม

แผนการทดสอบ การทดสอบแรงดึง การทดสอบการดัด การทดสอบความเหนียวแรงกระแทก AKY (J / cm2)

ความต้านแรงดึงδb / Mpa ส่วนที่แตกหักโค้งงอพื้นผิวมุมโค้งงอด้านหลังแนวเชื่อมฟิวชั่นโซนความร้อนได้รับผลกระทบ (HAZ)

โครงการⅠ 550/530 วัสดุหลัก 50 มีคุณสมบัติเหมาะสม 84.8 162 135.6

โครงการ Ⅱ 525/520 วัสดุหลัก 50 มีคุณสมบัติเหมาะสม 79.4 109.2 96.7

จากผลการทดสอบแรงดึงสามารถทราบได้ว่าตัวอย่างแรงดึงของทั้งสองโปรแกรมจะแตกออกจากวัสดุหลักซึ่งแสดงให้เห็นว่าความต้านทานแรงดึงของรอยเชื่อมสูงกว่าวัสดุหลัก การทดสอบการดัดมีคุณสมบัติทั้งหมดซึ่งแสดงให้เห็นว่ารอยเชื่อมมีความเหนียวดีกว่า ตามผลการทดสอบความเหนียวแรงกระแทกในตารางที่ 5 สามารถทราบได้ว่าความเหนียวแรงกระแทกของโครงการⅠนั้นสูงกว่าโครงการⅡอย่างเห็นได้ชัดซึ่งพิสูจน์ได้ว่าข้อกำหนดการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมของโครงการⅠนั้นเหมาะอย่างยิ่งและอุณหภูมิสูงไม่เพียง แต่บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงองค์กรร่วมกันและประสิทธิภาพ แต่ยังทำให้ความเหนียวและความแข็งแรงเหมาะสมกับความเหมาะสม จากผลสมบัติเชิงกลของอุณหภูมิห้องเป็นที่ทราบกันดีว่าโปรแกรมกระบวนการเชื่อมสองแบบที่แนะนำสามารถใช้สำหรับการก่อสร้างในสถานที่ได้ โครงการⅠใช้ขั้วไฟฟ้าที่อยู่ใกล้กับส่วนประกอบของวัสดุแม่ คุณสมบัติของรอยเชื่อมตรงกับวัสดุหลัก รอยเชื่อมควรมีความแข็งแรงทางความร้อนสูงและรอยเชื่อมไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำลายภายใต้การใช้งานเป็นเวลานานที่อุณหภูมิสูง จุดที่ยากคือหลังการเชื่อมข้อกำหนดการรักษาความร้อนมีความเข้มงวดมากขึ้น อุณหภูมิการแบ่งเบาและเวลาในการเก็บรักษาความร้อนและการควบคุมความเร็วความร้อนที่ไม่เหมาะสมจะทำให้ประสิทธิภาพการเชื่อมลดลง โครงการⅡใช้ขั้วไฟฟ้าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกในการเชื่อมแม้ว่าจะสามารถลดการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมได้ แต่เนื่องจากตะเข็บเชื่อมและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุหลักมีความแตกต่างกันปรากฏการณ์การย้ายถิ่นของคาร์บอนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อทำงานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ดังนั้นจากการพิจารณาความน่าเชื่อถือของการใช้งานเว็บไซต์ที่จะใช้โครงการⅠเชื่อมมีความปลอดภัยมากขึ้น

4 ข้อสรุป

การเชื่อมท่อแรงดันสูงผนังหนาของเหล็ก 15CrMo สามารถทำได้โดยใช้รูปแบบการเชื่อมสองแบบ เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพของรอยเชื่อมตรงกับวัสดุแม่และมีความแข็งแรงความร้อนสูงการใช้โครงการⅠจะดีกว่าที่สำคัญคือการควบคุมอย่างเข้มงวดของกระบวนการรักษาความร้อนหลังการเชื่อม

แม้ว่าโครงการⅡจะช่วยลดการรักษาความร้อนหลังการเชื่อม แต่ความเป็นไปได้ของการเกิดความเสียหายต่อรอยเชื่อมที่เกิดจากการโยกย้ายและการแพร่กระจายของคาร์บอนที่เกิดจากรอยเชื่อมในอุณหภูมิสูงนั้นไม่สามารถละเลยได้ดังนั้นจึงควรใช้ความระมัดระวังเฉพาะเมื่อไม่สามารถรักษาความร้อนหลังการเชื่อม

สูตรการคำนวณน้ำหนักแผ่นเหล็ก 15crmo: L × W × Thick × 0.00785 = kg / m

วงแหวนรอบนอกกลายเป็นสีเหลือง

 แผ่นเหล็กอัลลอย 15CrMo เป็นเหล็กม้วนที่สองกลิ้งวงแหวนรอบนอกรองเริ่มเปลี่ยนเป็นสีเหลืองหรือไม่เป็นสนิม

เพื่อล้างแผ่นเหล็กออกไซด์ออกจากพื้นผิวของแผ่นเหล็กอัลลอยด์ 15CrMo ปัจจุบันใช้วิธีการชุบด้วยกรดอย่างต่อเนื่อง พื้นผิวของแผ่นเหล็กอัลลอยด์ 15CrMo หลังจากการดองมักจะมีกรดติดอยู่ เพื่อจุดประสงค์นี้จำเป็นต้องทำความสะอาดด้วยน้ำเย็นหรือน้ำอุ่น แต่สนิมเหลืองมักเกิดขึ้นบนพื้นผิวของแผ่นเหล็กอัลลอยด์ 15CrMo หลังจากล้าง ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ญี่ปุ่นได้ศึกษากลไกการเปลี่ยนสีเหลืองเพื่อขจัดข้อบกพร่องนี้ ใช้กรดไฮโดรคลอริกเป็นตัวอย่างโดยมีปฏิกิริยาดังต่อไปนี้:

FeCl_2 + 2H _ 2O = Fe (0H) _ 2 + 2HCl (1) กระบวนการดอง

2Fe (OH) _ 2 + O _ 2 = 2FeO · OH + H _ 2O (2) กระบวนการอบแห้ง

สูตร (1) หมายถึงสถานะที่สมดุลในสารละลายน้ำบนพื้นผิวของแผ่นเปียกและ Fe (OH)_2 และ HCl ไม่มีสีเหลือง

สูตร (2) เป็นแผ่นเหล็กที่เริ่มแห้งเนื่องจากการกระทำของออกซิเจนในอากาศทำให้ Fe (OH) _2 เกิดออกซิเดชันและอยู่ในสถานะที่ไม่ละลายน้ำ จากนั้น FeO · OH จะกลายเป็นสนิมสีเหลืองบนพื้นผิวของแผ่นโลหะผสม 15CrMo

องค์ประกอบทางเคมี

 องค์ประกอบทางเคมี

เกรด องค์ประกอบทางเคมี (เศษส่วนมวล) (%)

C Mn Si Cr Mo Ni Nb+Ta S P

15CrMo 0.12~0.18 0.40~0.70 0.17~0.37 0.80~1.10 0.40~0.55 ≤0.30 _ ≤0.035 ≤0.035

สมบัติเชิงกล

เกรด แรงดึง ความแข็งแรง MPa จุดผลผลิต MPa การยืดตัว (%)

15CrMo 440~640 235 21

ตัวอย่างการสมัคร

ปิโตรเลียมปิโตรเคมีหม้อไอน้ำแรงดันสูง ฯลฯ ท่อไร้รอยต่อสำหรับการใช้งานพิเศษมีท่อไร้รอยต่อสำหรับหม้อไอน้ำท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับธรณีวิทยาและท่อไร้รอยต่อสำหรับปิโตรเลียม ฯลฯ

ข้อกำหนดทั่วไป

วัสดุ สเปค ความหนา * ความกว้าง * ความยาว (มม.) สามารถรีดได้ ทั่วประเทศ โรงงานเหล็ก น้ำหนัก (ตัน) ชื่อ

15crmo 8 * 1500-4200 * 6000-18800M 198.65T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 12 * 1500-4200 * 6000-18800M 186.618T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 25 * 1500-4200 * 6000-18800M 258.366T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 30 * 1500-4200 * 6000-18800M 241.624T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 45 * 1500-4200 * 6000-18800M 263.254T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 55 * 1500-4200 * 6000-18800M 283.318T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 60 * 1500-4200 * 6000-18800M 169.563T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 70 * 1500-4200 * 6000-18800M 569.356T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 80 * 1500-4200 * 6000-18800M 231.315T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 90 * 1500-4200 * 6000-18800M 341.318T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 100 * 1500-4200 * 6000-18800M 461.318T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 110 * 1500-4200 * 6000-18800M 598.359T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 120 * 1500-4200 * 6000-18800M 431.621T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 130 * 1500-4200 * 6000-18800M 388.654T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 140 * 1500-4200 * 6000-18800M 348.351T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม

15crmo 150 * 1500-4200 * 6000-18800M 645.982T แผ่นเหล็กโครงสร้างโลหะผสม