La soldadura té la seva pròpia química - establerta pel farciment, no pel metall base. Té la seva pròpia microestructura - dendrites refinades de solidificació ràpida, no l'estructura forjada de la placa. Té els seus propis modes de fallada - fase sigma a la zona afectada per la calor-, precipitació de nitrurs si la velocitat de refredament s'escapa, desequilibri de ferrita si la química de farciment es desplaça. La soldadura és un producte. I si el tracteu com un pas del procediment de soldadura en lloc d'un material del qual sou responsable, el vostre2507 tubpassarà una prova hidràulica i fallarà en servei.
Formularis de producte
Bar & Rod
Placa i xapa
Bobina i tira
Tub i tub
Montatge: brida, te, colze, reductor, etc.
Forja: anell, eix, cercle, bloc, etc.
1. Per què la soldadura és un producte diferent
Cada canonada 2507 soldada té tres zones microestructurals: el metall base (BM), la -zona afectada per la calor (HAZ) i el metall de soldadura (WM). El metall base és la placa o canonada forjada-enrotllada i-recuita en solució - de gra fi, ferrita equilibrada-austenita, PREN 42. El metall de soldadura és fos - es solidifica a partir del líquid a la piscina de soldadura, amb dendrites que són 100% ferrita i només es reformen a la líquida. La HAZ és la banda estreta al costat de la soldadura que no es va fondre, però sí que va veure temperatures des dels 600 graus fins al sòlid i cap enrere - i aquest cicle tèrmic és el que crea els problemes metal·lúrgics pels quals són famoses les soldadures 2507.
La conseqüència pràctica: el metall d'aportació que trieu estableix la química del metall de soldadura. La química dels metalls bàsics és fixa. I si la química del metall de soldadura no coincideix amb el que necessita la microestructura HAZ per mantenir-se equilibrada, la soldadura passa la qualificació WPS i falla en el servei. La versió més comuna d'aquesta fallada és la soldadura a 80 graus d'aigua de mar que el metall base hauria manejat - la mateixa canonada, el mateix servei, però la soldadura és l'enllaç feble.
2. Les quatre opcions de farciment i què fa cadascun a la soldadura
Per a la soldadura de canonades 2507, el metall de farciment no és opcional. És la diferència entre una soldadura que dura 25 anys i una soldadura que pica en la segona revisió. Hi ha quatre candidats a emplenar, i només dos d'ells són correctes.
| Farciment | Classe AWS | PREN_W (contra Base 42) | Ni Contingut | Quan és correcte | Quan està malament |
|---|---|---|---|---|---|
| ER2594 | A5.9 | ~ 44 (superat) | 9.5 – 10.5% | Servei predeterminat - submarí, àcid, tot crític | Res; ER2594 és el valor predeterminat segur |
| ER2553 | A5.9 | ~ 40 (coincidint) | 8.5 – 9.5% | Servei menys agressiu, només fabricació de botiga | Submarí, H2S agre per sobre de 0,05 psi, clorur per sobre de 30.000 ppm |
| ER2209 | A5.9 | ~ 36 (menys-coincidència) | 8.0 – 9.0% | 2205 metall base -NO 2507 base | 2507 metall base (cada cop) |
| ER309LMo | A5.9 | ~ 26 (aliatge incorrecte) | 12.0 – 14.0% | Res per 2507 | Cada cop- Cr incorrecte, Mo incorrecte, N incorrecte |
Els nombres importants són PREN_W (calculat de la mateixa manera que el metall base - %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N, sense correcció de tungstè per a aquests farcits) i el contingut de níquel. El níquel fa que la reforma d'austenita durant el refredament - sigui massa baixa i la soldadura es manté ferrítica (fràgil, baixa resistència a la corrosió); massa alt, i la soldadura es torna austenítica (perd l'avantatge de resistència que proporciona la fase de ferrita).
ER2594 s'ha superat-a propòsit. El seu contingut de nitrogen és del 0,25 al 0,30%, superior al 0,28% del metall base, perquè es perd part de nitrogen a l'atmosfera durant la transferència a través de l'arc. El nitrogen addicional compensa aquesta pèrdua i assegura que el dipòsit de soldadura final conserva un nombre de ferrita en el rang del 35-65%. ER2553 coincideix (el mateix nitrogen que el metall base). L'ER2209 és el farciment correcte per al metall base 2205, però la falta-combinada per 2507 - utilitzar-lo a 2507 dóna una soldadura amb ferrita per sobre del 65% i risc de nitrur de Cr2N. ER309LMo és un farciment inoxidable per unir l'acer inoxidable amb l'acer al carboni - no té nitrogen, no té saldo de molibdè per a dúplex i no s'utilitza cap negoci al 2507. Tot i això, apareix a les botigues perquè està en estoc.
El número únic a verificar en el lliurament: PREN_W del farciment, al MTC. Si és inferior a 40, no teniu ER2594 ni ER2553. Tens un farcit equivocat.
3. La finestra d'entrada de calor - Per què "soldar-lo com 316L" trenca la soldadura
La finestra d'entrada de calor 2507 és de 0,5 a 2,5 kJ/mm, i els dos extrems d'aquest rang són importants. L'extrem baix impedeix la precipitació de nitrur de Cr2N a la zona HAZ (risc quan la soldadura es refreda a 800 graus massa ràpidament perquè l'austenita es reformi). La gamma alta evita la precipitació en fase sigma a la zona HAZ (risc quan la soldadura es refreda entre 600 i 1000 graus massa lentament). La banda de 0,5-2,5 kJ/mm és la que arriba a tots dos objectius - prou ràpid com per saltar-se el nas sigma, prou lenta per reformar l'austenita.
Un fabricant que estigui acostumat a soldar 316L augmentarà l'entrada de calor fins a 1,5-2,0 kJ/mm i l'anomenarà una bona soldadura. Per a 316L, això està bé. Per a 2507, aquesta és la part superior de la banda segura - i qualsevol petita variació (un arc llarg, una velocitat de viatge lenta, una secció gruixuda que reté la calor) empeny la soldadura al territori de la fase sigma-. La banda qualificada-WPS és de 0,5 a 2,5 kJ/mm, però el punt de consigna de producció-ha de ser de 0,8 a 1,5 kJ/mm per deixar marge per a les petites variacions inevitables.
L'altra finestra que importa és la temperatura entre pas. Per a 2507, màxim 150 graus - i idealment per sota dels 100 graus per al servei submarí. Per sobre de 150 graus, la perla anterior es manté calenta el temps suficient perquè la HAZ acumuli cicles tèrmics i l'entrada de calor acumulada canvia l'equilibri de ferrita.
La regla pràctica: escriviu el WPS a una finestra de producció ajustada, no a l'ampli ventall qualificat. Si el WPS diu "0,5–2,5 kJ/mm", el soldador arribarà a 2,5 quan les condicions siguin dolentes. Si el WPS diu "0,8-1,5 kJ/mm", el soldador ha de treballar activament per abandonar la banda.
El mapa de microestructura HAZ - Què passa a les tres zones
Dins de cada soldadura 2507, la HAZ no és una cosa. És un gradient continu de microestructures, indexat per la temperatura màxima. Les tres sub-zones que importen:
| Sub-zona HAZ | Temperatura màxima | Microestructura | Risc de fracàs |
|---|---|---|---|
| HAZ-alta temperatura (HT-HAZ) | 1250 – 1350 graus (prop de solidus) | Creixement excessiu del gra; ferrita prop del 100% en refredament ràpid; alguna reforma d'austenita | Menor resistència a la corrosió a la junta de soldadura; ferrita-PREN efectivament 28-32 aquí |
| HAZ de -temperatura mitjana | 950-1200 graus | Refinament parcial del gra; balanç de ferrita-austenita més proper al 50/50 | Acceptable per a la majoria de serveis |
| HAZ de -temperatura baixa (LT-HAZ) | 600-950 graus | Risc de precipitació en fase Sigma-si es manté entre 60 i 600 segons | Fragilització; pèrdua de l'impacte Charpy; susceptibilitat de pit |
L'HT-HAZ és la zona d'error silenciós. Després de la soldadura, sembla equilibrat al microscopi -, però la seva resistència a la corrosió és mesurablement inferior a la del metall base perquè la fase de ferrita de gra-gran gran té un PREN efectiu més baix que la base forjada. En el servei de clorur per sobre de 40 graus, l'HT-HAZ és on comença la picada.
La LT-HAZ és la zona-de fragilitat lenta. La fase Sigma triga 60 segons a nuclear a 2507 a 850 graus -, que sona ràpid, però és lenta en comparació amb les velocitats de refrigeració de la soldadura. Si la temperatura entre passades supera els 150 graus i la secció és prou gruixuda com per retenir la calor, el LT-HAZ pot acumular sigma durant diversos cicles tèrmics. L'impacte Charpy a -46 graus baixa de 200 J al metall base a 60-80 J al coixinet sigma-LT-HAZ. Aquesta és la diferència entre aprovar i suspendre la qualificació submarina NORSOK M-630.
El metall de soldadura en si (WM) comença al 100% de ferrita al liquidus (1600 graus) i reforma l'austenita durant el refredament entre 1200 i 800 graus. Si la velocitat de refredament a través d'aquest rang és ràpida (entrada de calor elevada + secció gruixuda=refredament lent), l'austenita no té prou temps per reformar-se i la soldadura es manté massaferrítica. Si la velocitat de refredament és molt ràpida (baixa entrada de calor + secció prima=refredament ràpid), la reforma de l'austenita es suprimeix i es formen nitrurs de Cr2N. Ambdós extrems treuen el nombre de ferrita de l'objectiu del 35-65%.
Què controla el WPS: entrada de calor (estableix la velocitat de refrigeració), temperatura entre passades (estableix el cicle tèrmic acumulat) i preescalfament (normalment no és necessari per a 2507 per sota de la paret de 50 mm; per sobre de 50 mm, preescalfament màxim de 100 graus per eliminar la humitat).
El que el WPS no controla: la microestructura HAZ que resulta. Per això serveixen la prova de qualificació del procediment (PQR) i la verificació ASTM A923.
ASTM A923 - Tres mètodes per verificar la soldadura que heu obtingut
ASTM A923 és el mètode de prova estàndard per detectar fases intermetàl·liques perjudicials en acers inoxidables dúplex. Té tres mètodes (A, B, C) i cadascun busca un problema diferent:
| Mètode | Prova | Què Atrapa | Criteri de superació | Quan sigui necessari |
|---|---|---|---|---|
| Mètode A | Gravat en NaOH al 40%, electrolític a 1 – 3 V; examinar a 10 – 30× per a l'atac al límit del gra- | Fase sigma i chi a la soldadura i HAZ | No hi ha atac continu-del límit del gra a cap mostra | Totes les soldadures 2507 per a servei àcid o clorur per sobre de 40 graus |
| Mètode B | Impacte de l'osca en V-Charpy a -46 graus en mostres de soldadura i HAZ | Fragilització de sigma, chi o alfa{0}}primer (475 graus) | Major o igual a 54 J de mitjana de tres exemplars sobre metall de soldadura; Major o igual a 54 J en exemplars HAZ | Servei submarí, criogènic, àcid |
| Mètode C | ASTM G48 Mètode A prova de picat a 40 graus, 24 hores, al cupó de soldadura | Resistència a la perforació del metall de soldadura (pèrdua PREN) | Sense picats amb un augment de 20 ×; pèrdua de pes < 0,001 g/cm² | Servei àcid H2S, alt-clorur submarí |
El mètode A és el més barat i ràpid - que es pot fer al laboratori d'una botiga en dues hores. Capta problemes bruts de fase sigma-. Si el Mètode A mostra un atac al límit del gra-, la soldadura es rebutja i el WPS s'ha de tornar a-qualificar.
El mètode B és la prova d'impacte - i és el que es cita més sovint com a mode de fallada. Una soldadura que supera el Mètode A encara pot fallar el Mètode B perquè l'energia d'impacte és sensible a la precipitació alfa-primera (la fragilitat de 475 graus que es forma durant mesos de servei). Per al servei submarí, el mètode B és la verificació no-negociable.
El mètode C és el test de corrosió - és el més car i el més lent (remull de 24 hores + examen), però és l'únic que mesura directament el que farà la soldadura en servei de clorur. Si el PREN_W del vostre emplenat era 36 (perquè heu utilitzat ER2209 per error), el mètode C ho atraparà. El mètode A podria perdre's. El mètode B podria perdre's.
La regla pràctica per al servei submarí i àcid: requereix els tres mètodes a cada cupó de qualificació del procediment. Requereix el Mètode A i el Mètode B a cada soldadura de producció (o almenys amb mostreig segons ASME Secció IX). Ometeu el mètode C només si el servei no és-corrosiu i la soldadura només és de fabricació en taller.
PWHT - L'únic tractament que no feu al 2507
Això és breu i és la regla més violada en la fabricació de 2507. El tractament tèrmic post-soldadura (PWHT) en el rang de 600 a 950 graus precipita la fase sigma en soldadures 2507 i HAZ. És el contrari del que vols. La soldadura s'ha de refredar ràpidament a través d'aquest rang, no mantenir-s'hi.
Si el vostre fabricant proposa PWHT per a2507 soldadura- per alleujar l'estrès residual, per "estabilitzar" la microestructura o perquè s'utilitza el mateix forn per a l'acer al carboni i tenen un cicle en funcionament - atura la comanda i torna a-qualificar el WPS. PWHT a 2507 no és opcional. És destructiu.
L'únic tractament tèrmic acceptable a les soldadures 2507 és un recuit de re-solució a 1050-1100 graus seguit d'una ràpida extinció d'aigua. Això es fa al molí a la planxa o canonada, no al camp després de la soldadura. Un recuit de re-solució de camp no és pràctic (no podeu posar una soldadura de camp de 6-polzades en un forn). Així doncs, el WPS està dissenyat per produir la microestructura correcta al primer refredament, i per això importen tant l'entrada de calor i les finestres de pas.
L'arbre de decisions d'emplenament - Trieu bé en 30 segons
Utilitzeu aquest arbre per triar el farciment per a una soldadura 2507 abans d'obrir un catàleg de farciment:
| El vostre servei | Farciment a utilitzar | Per què |
|---|---|---|
| Línia de flux submarí o pont, aigua de mar, 5-50 graus | ER2594 | Superat PREN_W 44; ric-en nitrogen; aprova A923 Mètodes A+B+C |
| Línia de flux submarí amb H2S agre per sobre de 0,05 psi de pressió parcial | ER2594(obligatori) | Únic farciment que supera constantment el límit de duresa NACE MR0175 a HAZ |
| Tubs de la part superior, refrigeració per aigua de mar, temperatura ambient | ER2553 | Coincideix PREN_W 40; més barat que ER2594; acceptable per a un servei menys crític |
| Fabricació a la botiga de recipient o dipòsit a pressió, exposició atmosfèrica | ER2553 | Ompliment coincident, qualificat per a ús-només a la botiga |
| Unir 2507 a 316L (soldadura diferent) | ER309LMo(amb restriccions) oERNiCrMo-3(farciment Inconel 625) | 309LMo només per a la botiga-; 625 per a qualsevol servei de camp |
| Unint 2507 a l'acer al carboni | ERNiCrMo-3(farciment Inconel 625) | Pràctica estàndard de soldadura diferent; el farciment de níquel gestiona la dilució |
Si la vostra resposta a "quin farciment" és "ER2209 perquè la botiga el té en estoc" o "ER309LMo perquè el fabricant sempre l'utilitza" - teniu el farciment incorrecte i la soldadura fallarà amb el mètode C ASTM A923 si la proveu.
Preguntes freqüents
Quina diferència hi ha entre ER2594 i ER2553 per soldar 2507?
Tots dos són farcits dúplex millorats amb nitrogen-dissenyats per a 2507. ER2594 està superat (PREN_W ~44 vs metall base 42), amb nitrogen més alt (0,25 - 0,30%) per compensar les pèrdues d'arc. ER2553 coincideix (PREN_W ~ 40, nitrogen 0,20 - 0,25%). Utilitzeu ER2594 per a submarí, H2S àcid i qualsevol servei de clorur crític. Utilitzeu l'ER2553 per a la fabricació a la botiga d'equips menys crítics on l'estalvi de costos és important.
Puc utilitzar ER2209 per soldar 2507?
El número ER2209 és el farciment correcte per a dúplex 2205 (S32205), amb PREN_W ~36. El seu ús en metall base 2507 proporciona una soldadura amb un contingut de ferrita superior al 65% i un risc de nitrur de Cr2N. És probable que la soldadura falli el Mètode A d'ASTM A923 (atac al límit del gra-visible després del gravat). Utilitzeu ER2594 o ER2553 al 2507.
Quin és el rang d'entrada de calor per a la soldadura 2507?
De 0,5 a 2,5 kJ/mm per rang qualificat de la secció IX d'ASME, amb un punt de producció ajustat-de 0,8 a 1,5 kJ/mm. Per sota de 0,5 kJ/mm, excés de ferrita i risc de nitrur de Cr2N. Per sobre de 2,5 kJ/mm, risc de fase sigma en HAZ. Utilitzeu el punt definit de producció-, no l'interval qualificat, al WPS.
Ho fa2507 soldaduranecessiteu PWHT?
No. PWHT en el rang de 600-950 graus precipita la fase sigma en 2507 soldadures i HAZ. La soldadura s'ha de refredar ràpidament a través d'aquest rang. Si el vostre fabricant proposa PWHT per a 2507, atureu la comanda. L'únic tractament tèrmic acceptable és un recuit de re-solució a 1050 – 1100 graus amb un ràpid apagat d'aigua, fet al molí.
Què prova realment el mètode A ASTM A923?
El mètode A grava electrolíticament una secció transversal-de soldadura polida en NaOH al 40% a 1 - 3 V durant 5 - 10 segons i, a continuació, l'examina amb un augment de 10 a 30 × per detectar un atac- al límit del gra. L'atac continu al llarg dels límits del gra indica una precipitació en fase sigma o chi a la soldadura o HAZ. Un cupó de pas mostra els límits nets del gra sense cap atac preferent.
Quin nombre de ferrita és acceptable en una soldadura 2507?
35 – 65% de ferrita per ASTM E562 (feritscope o mètode magnètic) o per càlcul del diagrama WRC-1992. Per sota del 35%, la soldadura perd la força i la resistència a la corrosió que proporciona la fase de ferrita. Per sobre del 65%, la soldadura es torna trencadissa i la precipitació de nitrur de Cr2N és un risc. La divisió 50/50 és l'objectiu.
Quant de temps dura una canonada 2507 correctament soldada en servei submarí?
Per al servei offshore de classe Marjan- (injecció d'aigua de mar clorada a 40 graus, vida útil de disseny de 25 anys), una línia de flux 2507 correctament soldada amb farciment ER2594, entrada de calor 0,8 – 1,5 kJ/mm, ferrita 35 – 65%, i la vida útil completa del mètode ASTM A923 + CC està qualificada per a la vida útil completa del mètode A923. S'ha observat que el 2507 mal soldat (farciment incorrecte, entrada de calor elevada, sense verificació A923) s'ha observat que hi ha entre 3 i 7 anys en el mateix servei.
Necessites una canonada 2507 o una bobina prefabricada amb la química de la soldadura, l'equilibri de ferrita i la verificació ASTM A923 que superi la inspecció de tercers-?
HUITONG subministra tubs UNS S32750 i bobines prefabricades segons ASTM A790 / A928 amb ASME Secció IX-WPS qualificat, farciment ER2594 / ER2553 (sense 309LMo o ER2209), entrada de calor 0,8 – 1,5 k{10}, punt de consigna de producció de ferrita/30} 65% segons ASTM E562 i ASTM A923 Mètodes A + B + C en cada cupó de qualificació del procediment. Envieu el vostre programa de canonades, les condicions de servei (clorur, pressió parcial H2S, temperatura) i l'abast de l'NDE requerit amarket@htpipe.como WhatsApp+86-19339900201- i si no esteu segur de si 2507 és la nota adequada o si ER2594 vs ER2553 és el farciment adequat per al vostre servei, indiqueu-nos quin és el servei i us indicarem la combinació de-cost mínim que s'aprova.
