1. Vedyn käyttöönotto hitsauksen aikana
1.1 Hitsausvirtauksen ja kosteuden hallinta
LSAW-hitsattujen putkien muodostamiseen käytetty upokaarihitsausprosessi perustuu vuon peittoon suojauksen ja hitsauskylvyn stabiilisuuden takaamiseksi. Jos hitsausvirtaus tai -puikko imee ympäristön kosteutta - erityisesti peittämättömissä säilytysosissa - muodostuu vetyä sulatealtaaseen ja muuttuu diffundoituvaksi vedyksi hitsin ja HAZ:n sisällä. Kosteudenhallinta on aloitettava kauan ennen putken muodostumista. Flux-kuivaus ennen hitsausta ja hitsausuran suojaaminen teollisilta epäpuhtauksilta ovat ensimmäisiä HIC-häiriöihin liittyviä prosessimuuttujia.
1.2 Saastumislähteet: Öljy, vesi ja käsittelyjäämät
Ulkoinen kontaminaatio -, esimerkiksi nosturiöljyn jäännös, levyn käsittelykosteus tai avoin urapintakalvo - on yleinen epäsuora vedyn lähde hitsauksen aikana. Nämä vetylähteet diffundoituvat myöhemmin pitkittäisiin hitsisaumoihin.
1.3 Esi-lämmitys ja väli-lämpösekvenssi
Seinämäpaksuudeltaan suurempien teräslevyjen esilämmityksellä ennen LSAW-valmistusta on kaksi tehtävää: jäähdytysnopeuden alentaminen, jotta vältetään jähmettyneet-karkaistut HAZ-rakenteet, ja vedyn leviäminen ulos hitsauksen aikana sen sijaan, että se lukittuisi hitsin juuren sisään. Läpivientien välinen lämpösekvensointi varmistaa, että lämpö säilyy tasaisesti, mikä vähentää vetypitoisuuden vaihtelua hitsin suunnassa.
Taulukko 1: Hitsausmuuttuja vs vedyn vaikutus
| Hitsausmuuttuja | Vedyn vaikutustaso | Halkeamisriskin kasvu | Valvontamenetelmä |
|---|---|---|---|
| Kuivaamaton Flux | Korkea | Erittäin korkea | Uunissa 300-350 astetta |
| Groove öljykalvo | Keskikokoinen | Korkea | Teollinen liuotinpuhdistus |
| Matala esi{0}}lämpö | Keskikokoinen | Korkea | 150–250 asteen esilämmitys |
| Nopea jäähdytys | Epäsuora | Erittäin korkea | Eristyksen jäähdytyksen ohjaus |
Taulukko 2: Suositellut juoksutekuivausparametrit
| Flux kunto | Kuivauslämpötila | Kuivumisaika | Odotettu vedyn vähennys |
|---|---|---|---|
| Ympäristön kosteusvirta | 300 astetta | 2–4 h | 80-90 % alennus |
| Kylmä talvisäilytysvirtaus | 350 astetta | 4–6 h | 90% tai enemmän |
2. Lämpö- ja helmigeometrian tehosteet
2.1 Hitsauspalojen läpäisy ja juuren muoto
2.1.1 Syvä tunkeutuminen vs vety-painekanavointi
Hitsausjuuri on edullinen vedyn kerääntymispaikka pitkittäissuuntaisessa LSAW-pallageometriassa. Liian syvä tunkeutuminen voi työntää vetyä ylempiin sulamislinjoihin, kun taas riittämätön tunkeutuminen muodostaa jännityskeskittymätyhjiöitä juuriin. Juuren morfologian tulee tasapainottaa tunkeutumisen ja jännityksen siirtymän tasaisuus.
2.1.2 Root Notch Effect
Jos juuren geometriassa on teräviä loven reunoja tai helmien romahdusvyöhykkeitä, jännitys-konsentraatio kiihdyttää vedyn-indusoitua hauraita ytimiä. Teollisuusnäytteissä esiintyvät HIC-häiriöt osoittavat usein juuren halkeaman laajenemisen eikä{3}}seinän keskihalkeaman alkuperää.
2.2 Jäähdytysgradientti ja lämpöero
Vedyn diffuusiokyky on lämpötilaherkkä. Jäähdytysgradientit suurella halkaisijallaLSAW putketvangitse vetyä aikaisemmin kylmemmissä saumoissa. Suurien hitsauslinjojen-eristyksen hallinta auttaa säilyttämään vedyn tasaisen diffuusion ennen lopullista jähmettymistä.
3. Hitsausajojen aiheuttama stressi
3.1 Pitkittäishitsauksen aiheuttama jäännösjännitys
3.1.1 Vetojännitys sauman suunnassa
Pitkät hitsausajot LSAW-putkissa luovat suuntautuvan vetojännityksen, joka on kohdistettu pituussaumojen kanssa. Pelkästään jäännösjännitys voi riittää aktivoimaan HIC:n, jos diffundoituvan vedyn kynnysarvo saavutetaan.
3.1.2 Moni-hyväksytty kertynyt stressi
LSAW-putket vaativat usein moni{0}}hitsauksen - jokainen kierros voi kerääntyä jännitystä ja sitoa enemmän diffundoituvaa vetyä, jos lämpösekvensointia, vuokuivausta tai putkien välistä jäähdytystä ei valvota tarkasti.
3.2 Muodostusjännitys lisätty hitsausjännitykseen
Teräksen muovausjännitys levyn taivutuksesta plus pitkittäisen hitsin jäännösjännitys muodostavat usein yhdessä huippuvetolujoitusvyöhykkeitä saumalinjoille - yhteisiä aloituspisteitä HIC:lle LSAW-ketjuissa.
4. Teollisuusprosessisuositukset
4.1 Vedyn poistopylvään hitsaus
Vedyn lämpöpoisto-tai "de-hydrauspaisto" viimeisen hitsauksen jälkeen on hyvin-dokumentoitu teollinen lievennysvaihe LSAW-vetyputkissa - varsinkin kun suuri seinämän paksuus lisää vedyn diffuusioviivettä.
4.2 Prosessin ohjauksen tarkistuslista LSAW-hitsausajoille
Teollisen prosessin perustarkistuslista sisältää: juoksutteen kuivuuden vahvistus → urien puhdistus → esi-lämpövarmennus → inter-läpäisyeristys → juuren geometrian noudattaminen → jälki-hitsauksen vetypaisto → kovuusgradienttikartta → lopullinen hitsauskuvaus.
4.3 Prosessin säätämisen käytännön tulokset
Monilla teollisilla tuotantolinjoilla, kun juoksutteen kuivuminen, öljy{0}}kalvon kontaminaatio ja hitsaus-lovien geometriaongelmat on korjattu, vastaavat vetyhalkeiluvirheet vähenevät jyrkästi lopullisissa putkien tarkasteluissa.
