Analys av typer och grundläggande egenskaper hos svetssprickor i slitstarka stålplåtar
Med utvecklingen av industrier som stål, petrokemi, fartyg och elkraft tenderar svetskonstruktioner att utvecklas i riktning mot storskalig, stor kapacitet och höga parametrar, och vissa arbetar även i lågtemperatur, kryogena, korrosiva medier och andra miljöer .
Därför används en mängd olika låglegerade höghållfasta stål, medel- och höglegerade stål, superstål och olika legeringsmaterial i allt större utsträckning. Men med tillämpningen av dessa stålsorter och legeringar har det medfört många nya problem inom svetsproduktion, bland vilka det vanligare och allvarligare är svetssprickor. Sprickor uppstår ibland i svetsprocessen, men ibland även i placerings- eller driftprocessen, och så kallade fördröjda sprickor. Eftersom sådana sprickor inte kan upptäckas vid tillverkning är skadorna av sådana sprickor allvarligare. Det finns en mängd olika sprickor som produceras i svetsprocessen, beroende på sprickans natur kan svetssprickorna på slitstarka stålplåtar i stort sett delas in i följande fem kategorier:
Först, hot crack
Heta sprickor genereras vid höga temperaturer under svetsning, så de kallas heta sprickor. Beroende på sammansättningen av den slitstarka stålplåten är formen, temperaturzonen och huvudorsakerna till de heta sprickorna olika, så de heta sprickorna är indelade i tre kategorier: kristallisationssprickor, flytande sprickor och polylateraliseringssprickor.
1. Kristallspricka
I det senare skedet av kristallisationen försvagar den vätskefilm som bildas av eutektikum med låg volym bindningen mellan korn och sprickor under inverkan av dragpåkänning.
Den tillverkas huvudsakligen i kolstål, låglegerade stålsvetsar med mer föroreningar (innehållande svavel, fosfor, järn, kol, kisel) och enfas austenitiskt stål, nickelbaserade legeringar och vissa aluminiumlegeringar. I vissa fall kan kristallisationssprickor även uppstå i den värmepåverkade zonen.
2, hög temperatur flytande spricka
Under inverkan av topptemperaturen för den termiska svetscykeln sker omsmältning mellan den värmepåverkade zonen och skikten av flerskiktssvetsning, och sprickor genereras under inverkan av spänning.
Det förekommer främst i närsömszonen eller flerskiktssvetsning mellan höghållfasta stål som innehåller kromnickel, austenitiska stål och vissa nickelbaserade legeringar. När svavel, fosfor och kiselkol i basmaterialet och svetstråden är höga, ökar tendensen till vätskesprickor avsevärt.
Hög temperatur flytande spricka
3. Multilateraliseringsspricka
I den stelnade kristallfronten, under inverkan av hög temperatur och spänning, rör sig gallerdefekterna och aggregeras för att bilda en sekundär gräns, som är i ett låg plasticitetstillstånd vid hög temperatur, och sprickor genereras under inverkan av spänning. Polygonala sprickor förekommer mestadels i svetsen eller nära sömzonen av ren metall eller enfas austenitiska legeringar, som hör till typen av heta sprickor.
För det andra, värm spricka
I processen för avspänningsvärmebehandling eller service vid en viss temperatur kallas sprickorna i den grova kristalldelen av den svetsvärmepåverkade zonen för återuppvärmningssprickor. Återuppvärmningssprickorna förekommer mestadels i de grovkorniga delarna av svetsvärmepåverkad zon (HAZ) av låglegerade höghållfasta stål, perlitiskt värmebeständigt stål, austenitiska rostfria stål och vissa nickelbaserade legeringar.
Tre, kall spricka
Kallspricka är en vanlig spricka som produceras vid svetsning, som genereras vid låg temperatur efter svetsning. Kallsprickor förekommer huvudsakligen i den svetsvärmepåverkade zonen av låglegerat stål, medellegerat stål, medelkol och högkolstål. I vissa fall, såsom svetsning av ultrahöghållfast stål eller vissa titanlegeringar, uppstår även kalla sprickor på svetsmetallen.
Kall spricka
Beroende på de olika typerna och strukturerna av svetsat stål har kalla sprickor också olika kategorier, som grovt kan delas in i följande tre kategorier:
1. Försenad spricka
Det är en vanlig form av kallsprickor, och dess huvudsakliga egenskap är att den inte uppträder omedelbart efter svetsning, utan har en allmän inkubationstid och har en fördröjd spricka som produceras under den gemensamma verkan av härdad struktur, väte och fasthållningsspänning.
2, släckande spricka
Denna spricka är i princip inget fördröjningsfenomen, som hittas omedelbart efter svetsning, ibland i svetsen, ibland i den värmepåverkade zonen. Det är främst sprickan som produceras av den härdande strukturen under inverkan av svetsspänning.
3. Låg spröd spricka i plast
För vissa material med låg plasticitet, när det är kallt till låg temperatur, överstiger töjningen som orsakas av krympkraften plastreserven för själva materialet eller sprickan som orsakas av att materialet blir sprött. Eftersom det genereras vid en lägre temperatur är det också en annan form av kallspricka, men det finns inget fördröjningsfenomen.
4. Lamellriv
I tillverkningsprocessen av stora oljeproduktionsplattformar och tjockväggiga tryckkärl förekommer ibland stegvisa sprickor parallellt med rullriktningen, så kallad laminär rivning.
Främst på grund av förekomsten av skiktade inneslutningar inuti stålplåten (längs rullningsriktningen), är spänningen som genereras under svetsning vinkelrät mot rullriktningen, vilket resulterar i en "steg" lamellrivning i den värmepåverkade zonen något långt bort från elden .
5. Sprickbildning av spänningskorrosion
Fördröjda sprickbildningar i vissa svetsade strukturer (som behållare och rör) orsakade av den kombinerade verkan av frätande media och stress. De faktorer som påverkar spänningskorrosionssprickan är konstruktionens material, typen av korrosivt medium, konstruktionens form, tillverknings- och svetsprocessen, svetsmaterialet och graden av spänningsavlastning. Spänningskorrosion uppstår under service.
