Mencari
Tabung baja stainless dupleks adalah bahan stainless steel dengan struktur fase ganda austenite dan ferit, dengan rasio struktur khas 50% austenit dan 50% ferit. Struktur ini memberikan kekuatan tinggi, ketangguhan tinggi dan ketahanan korosi yang sangat baik, terutama di lingkungan korosi stres klorida. Namun, selama proses pengelasan, operasi yang tidak tepat akan menyebabkan ketidakseimbangan fase, yang akan secara serius mempengaruhi sifat mekanik dan resistansi korosi pipa.
Penyebab ketidakseimbangan fase dalam pengelasan
Siklus panas pengelasan akan mempengaruhi struktur mikro bahan induk dan area las. Penyebab utama meliputi:
Input panas terlalu tinggi atau terlalu rendah;
Kecepatan pengelasan yang tidak tepat;
Kontrol yang buruk dari suhu pemanasan awal dan suhu interlayer;
Kecepatan pendinginan yang terlalu cepat atau terlalu lambat;
Pemilihan bahan pengelasan yang salah dan gas perisai.
Faktor -faktor di atas dapat menyebabkan fase austenit gagal membentuk sepenuhnya, atau menginduksi presipitasi fase sekunder yang berbahaya (seperti fase σ dan fase χ), menyebabkan struktur mikro area las untuk menyimpang dari rasio ideal 50:50.
Mengontrol input panas adalah ukuran utama
Mempertahankan input panas yang sesuai adalah cara inti untuk mencegah ketidakseimbangan fase. Secara umum disarankan untuk mengontrol input panas antara 0,5-2,5 kJ/mm. Jika input panas terlalu tinggi, itu akan mempromosikan presipitasi fase σ atau fase rapuh lainnya; Jika input panas terlalu rendah, logam las mungkin dingin terlalu cepat, fase austenit tidak dapat sepenuhnya diendapkan, rasio ferit meningkat, dan ketangguhan berkurang.
Menggunakan pengelasan multi-lapisan multi-lapisan dan teknologi las sempit dapat secara efektif mengurangi input panas dari satu pass tunggal dan mengurangi pembentukan struktur yang tidak menguntungkan.
Pilih metode pengelasan yang sesuai
Metode pengelasan yang berbeda memiliki dampak yang signifikan pada kontrol struktur. Metode pengelasan umum meliputi:
Pengelasan Gas Tungsten Arc (GTAW/TIG): Cocok untuk pengelasan akar, input panas yang dapat dikendalikan, yang kondusif untuk regulasi struktur;
Pengelasan busur logam gas (GMAW/MIG): Cocok untuk mengisi dan menutup lasan, dan struktur yang baik dapat diperoleh dengan menyesuaikan parameter dengan tepat;
Pengelasan laser dan pengelasan busur plasma: Zona yang terkena dampak panas sempit, dan kontrol yang tepat dapat mengurangi penyimpangan struktur.
Penggunaan pengelasan busur berdenyut dapat mencapai kontrol input panas yang lebih tepat dan mempromosikan pembentukan fase austenit.
Pilihan bahan pengelasan yang benar
Komposisi bahan pengisi harus memastikan bahwa konten austenite di lasan dapat mencapai target. Biasanya, kawat atau elektroda pengelasan dengan kandungan nikel yang sedikit lebih tinggi daripada bahan dasar yang digunakan. Misalnya, bahan pengisi untuk bahan dasar UNS S32205 dapat berupa kawat pengelasan ER2209, yang memiliki kandungan nikel 8,5%-9,5%, yang lebih tinggi dari bahan dasar, untuk mempromosikan regenerasi austenit setelah pengelasan.
Selain itu, kandungan pengotor fosfor, sulfur dan kotoran lainnya dalam bahan pengisi harus dihindari untuk mengurangi kemungkinan pembentukan inklusi berbahaya.
Kualitas pelindung gas sangat penting
Selama pengelasan Tig atau pengelasan MIG, kemurnian dan komposisi gas pelindung memainkan peran penting dalam kontrol mikrostruktur. Argon dengan kemurnian tinggi atau gas campuran argon/nitrogen harus dipilih. Jumlah nitrogen yang tepat dapat mempromosikan pembentukan fase austenit dan membantu meningkatkan resistensi pitting. Biasanya, gas campuran dengan nitrogen 1-2% ditambahkan memiliki efek yang signifikan pada optimasi mikrostruktur.
Infiltrasi udara harus dihindari selama pengelasan untuk mencegah pembentukan interlayer oksida atau zona oksida batas butir.
Laju pendinginan harus moderat
Pendinginan terlalu cepat akan mencegah austenit memicu waktu, menghasilkan ferit yang berlebihan. Pendinginan terlalu lambat dapat menyebabkan presipitasi fase σ. Metode pendinginan yang ideal adalah pendinginan alami di udara, menghindari pendinginan udara paksa atau pendingin air.
Untuk pipa berdinding tebal, selimut kontrol suhu atau langkah-langkah isolasi pasca-keliling dapat digunakan dengan tepat untuk memastikan bahwa kurva pendinginan lembut dan transformasi mikrostruktur sudah cukup.
Kontrol suhu interlayer
Dalam pengelasan multi-pass, kontrol suhu interlayer adalah salah satu langkah kunci untuk mencegah ketidakseimbangan fase. Secara umum disarankan bahwa suhu interlayer tidak boleh melebihi 150 ° C. Suhu interlayer yang berlebihan akan menyebabkan akumulasi panas, meningkatkan laju difusi batas butir, dan menginduksi presipitasi fase rapuh. Menggunakan termometer inframerah untuk memantau suhu secara real time dapat meningkatkan kemampuan kontrol proses pengelasan.
Perlakuan panas pasca-weld dan pengujian metalografi
Untuk tabung baja dupleks untuk keperluan khusus, seperti yang digunakan di area utama seperti rekayasa laut dan peralatan minyak dan gas, disarankan untuk melakukan anil solusi pasca-keluhan (umumnya pada 1050-1120 ° C) dan kemudian dengan cepat dingin untuk mengembalikan rasio struktur dupleks yang ideal dan melarutkan endapan berbahaya.
Setelah pengelasan, mikroskop metalografi harus digunakan untuk memeriksa rasio fase area las, atau detektor konten ferit (seperti instrumen induksi magnetik) harus digunakan untuk analisis kuantitatif untuk memastikan bahwa konten austenit antara 35% dan 65%.
