صفحه فولادی 15CrMo از فولاد مقاوم در برابر گرما است که دارای مقاومت حرارتی بالا (δb≥440MPa) و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا است و دارای قابلیت مقاومت در برابر خوردگی هیدروژن است. از آنجا که فولاد حاوی مقدار بالایی از Cr، C و سایر عناصر آلیاژ است، گرایش سخت شدن فولاد واضح تر و جوشکاری ضعیف است.

جوشکاری 15CrMo

مواد جوشکاری

ویژگی های کاری جوشکاری فولاد 15CrMo،

گزینه I: جوشکاری پیش گرم، استفاده از سیم جوشکاری ER80S-B2L، جوشکاری T1G، نوار جوشکاری E8018-B2، پوشش جوشکاری قوس نوار جوشکاری، پس از جوشکاری برای درمان حرارتی محلی.

درمان حرارتی پس از جوشکاری

با استفاده از طرح I جوشکاری آزمایش، پس از جوشکاری باید به طور محلی با دمای بالا به آتش کشیده شود. فرآیند درمان حرارتی عبارتند از: سرعت گرمایش 200 ℃ / ساعت، افزایش به 715 ℃ عایق 1 ساعت و 15 دقیقه، سرعت خنک کننده 100 ℃ / ساعت، پس از کاهش به 300 ℃ هوا سرد. به طور خاص استفاده از گرمایشگر الکتریکی نوع JL-4 (1146 × 310) با درز جوشکاری، عایق با لایه پنبه سیلیکات آلومینیوم، ضخامت لایه عایق 50 میلی متر، کنترل دما با کنترل دما خودکار گرمایشگر الکتریکی نوع DJK-A.

نتایج آزمایش ارزیابی فرآیند جوشکاری

آزمایش کشش آزمایش خم شدن آزمایش مقاومت ضربه aky (J / cm2)

مقاومت کششی δb/Mpa قسمت شکستن زاویه خم شدن خم شدن پشت خط جوشکاری خط ذوب منطقه تأثیر حرارتی (HAZ)

برنامه 550/530 مادر 50. واجد شرایط واجد شرایط 84.8 162 135.6

برنامه II 525/520 مادر 50. واجد شرایط واجد شرایط 79.4 109.2 96.7

روش جوشکاری 15CrMo

2.1 مواد جوشکاری

برای جوشکاری فولاد 15CrMo و ویژگی های کاری لوله های فشار بالا در محل، با توجه به تجربه قبلی، با توجه به کارت فرآیند جوشکاری ارائه شده در خارج از کشور، ما دو طرح را برای آزمایش جوشکاری انتخاب کردیم.

گزینه I: جوشکاری پیش گرم، استفاده از سیم جوشکاری ER80S-B2L، جوشکاری T1G، نوار جوشکاری E8018-B2، پوشش جوشکاری قوس نوار جوشکاری، پس از جوشکاری برای درمان حرارتی محلی.

گزینه II: استفاده از سیم جوشکاری ER80S-B2L، جوشکاری T1G، نوار جوشکاری E309Mo-16، نوار جوشکاری برای پر کردن پوشش جوشکاری قوس، پس از جوشکاری بدون درمان حرارتی. ترکیب شیمیایی و ویژگی های مکانیکی سیم و نوار جوشکاری در جدول 1 ذکر شده است.

جدول 1 ترکیب شیمیایی و ویژگی های مکانیکی مواد جوشکاری

مدل C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ، %

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 آماده سازی قبل از جوشکاری

آزمایش از لوله فولادی 15CrMo استفاده می شود، مشخصات φ325 × 25، نوع شیب و اندازه را در شکل 1 مشاهده کنید.

آسیاب زاویه ای قبل از جوشکاری در داخل و خارج از شیب و لبه شیب در محدوده 50 میلیمتر تا درخشش فلزی را آشکار کند و سپس با استون تمیز شود.

آزمایش در موقعیت ثابت افقی، فاصله مقابل 4 میلی متر، با استفاده از جوشکاری قوس آرگون قطب ولنگستن دستی در طول باغ به طور یکنواخت در شش نقطه جوشکاری، طول ثابت هر نقطه نباید کمتر از 20 میلی متر باشد. نوار جوشکاری مطابق با مشخصات جدول 2 پخته می شود.

جدول 2 مشخصات پختن نوار جوشکاری

مدل نوار جوشکاری دمای پختن زمان عایق

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

پارامترهای فرآیند

پیش گرمایش قبل از جوشکاری بر اساس فرمول پیش گرمایش پیشنهادی Tto-Bessyo و همکاران مورد نیاز است:

To = 350√[C]-0.25 (℃) در فرمول، To - دمای پیش گرم، ℃.

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

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

[C]x - معادل کربن

[C]p - معادل کربن اندازه S - ضخامت قطعه آزمایش (در این مقاله S = 25 میلی متر)

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[C] P = 0.045 تا = 138 ℃

بنابراین دمای پیش گرمایش 150 درجه سانتیگراد انتخاب می شود. با استفاده از شعله اکسیژن استیلن برای گرمایش آزمایش، ابتدا با قلم درجه حرارت سنجی به طور تقریبی درجه حرارت سطح آزمایش را برآورد کنید (با تغییر سریع و آهسته رنگ دستی برآورد می شود) ، در نهایت با درجه حرارت سنجی نقطه نیمه هادی اندازه گیری می شود، نقطه اندازه گیری باید حداقل سه نقطه را انتخاب کند تا اطمینان حاصل شود که کل آزمایش به دمای پیش گرمایش مورد

در هنگام جوشکاری، لایه اول با استفاده از جوشکاری قوس آرگون قطب ونگستن دستی، برای جلوگیری از ایجاد حفره در پشت درز جوشکاری، استفاده از روش پر کردن سیم داخلی در هنگام ارسال سیم، یعنی سیم جوشکاری از طریق فاصله مقابل از داخل لوله وارد می شود. سایر لایه ها از طریق جوشکاری قوس جوشکاری استفاده می شوند، در مجموع 6 لایه جوشکاری، هر لایه جوشکاری یک خط جوشکاری است. پارامترهای فرآیند جوشکاری برنامه I و برنامه II در جدول 3 و 4 ذکر شده است. جوشکاری بر اساس برنامه

جدول 3 پارامترهای فرآیند جوشکاری طرح I

نام خط جوشکاری روش جوشکاری مواد جوشکاری مشخصات جوشکاری/mm جریان جوشکاری/A ولتاژ قوس/V پیش گرمایش و دمای بین لایه مشخصات درمان حرارتی

جوشکاری قوس آرگون صفحه تنگستن ER80S-B2L φ2.4 110 12

پر کردن لایه جوشکاری قوس جوشکاری E8018-B2 φ3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25150 ℃ 715. ×75min

لایه پوشش جوشکاری قوس جوشکاری E8018-B2 φ3.2 5 85 ~ 90 23 ~ 25

جدول 4 پارامترهای فرآیند جوشکاری طرح II

نام خط جوشکاری روش جوشکاری مواد جوشکاری مشخصات جوشکاری/mm جریان جوشکاری/A ولتاژ قوس/V پیش گرمایش و دمای بین لایه مشخصات درمان حرارتی

جوشکاری قوس آرگون صفحه تنگستن ER80S-B2L φ2.4 110 12

پر کردن لایه جوشکاری قوس جوشکاری E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24 / /

لایه پوشش جوشکاری قوس جوشکاری E309Mo-16 φ3.2 90 ~ 95 22 ~ 24

در زمان اتصال، دمای بین لایه ها نباید کمتر از 150 درجه سانتیگراد باشد، برای جلوگیری از وقفه جوشکاری که باعث خنک شدن قطعات آزمایشی می شود، جوشکاری باید به طور متناوب توسط دو جوشکار انجام شود و بلافاصله پس از جوشکاری باید اقدامات عایق و سرد شود.

2.4 درمان حرارتی پس از جوشکاری

3 آزمایش ارزیابی فرآیند جوشکاری

پس از آزمایش جوشکاری با توجه به استاندارد JB4730-94 "آزمایش بدون آسیب ظرف فشار" 100٪ آزمایش تشخیص آسیب سونوگرافی، جوشکاری درجه I واجد شرایط است. تست ارزیابی فرآیند جوشکاری با توجه به استاندارد JB4708 "ارزیابی فرآیند جوشکاری ظرف فولادی فشار". نتایج ارزیابی در جدول 5 مشاهده می شود.

جدول 5 نتایج آزمایش ارزیابی فرآیند جوشکاری

آزمایش کشش آزمایش خم شدن آزمایش مقاومت ضربه aky (J / cm2)

مقاومت کششی δb/Mpa قسمت شکستن زاویه خم شدن خم شدن پشت خط جوشکاری خط ذوب منطقه تأثیر حرارتی (HAZ)

برنامه 550/530 مادر 50. واجد شرایط واجد شرایط 84.8 162 135.6

برنامه II 525/520 مادر 50. واجد شرایط واجد شرایط 79.4 109.2 96.7

از نتایج آزمایش کشش، نمونه کشش دو طرح کاملا در مادر شکسته شده است، نشان می دهد که قدرت کشش درز جوشکاری بالاتر از مادر است. آزمایش خم شدن تمام واجد شرایط است، نشان می دهد که پلاستیک درز جوشکاری بهتر است. با توجه به نتایج آزمایش مقاومت ضربه در جدول 5، مقاومت ضربه برنامه I به طور قابل توجهی بالاتر از برنامه II است، نشان می دهد که مشخصات درمان حرارتی پس از جوشکاری برنامه I نسبتاً ایده آل است، آتش زدن با دمای بالا نه تنها به بهبود بافت و عملکرد اتصال دست یافته است، بلکه مقاومت و قدرت را مناسب می کند. از خواص مکانیکی در دمای اتاق، هر دو روش جوشکاری توصیه شده می تواند برای ساخت و ساز در محل استفاده شود. طرح I استفاده از نوار جوشکاری نزدیک به مواد مادر، عملکرد جوشکاری با مواد مادر مطابقت دارد، جوشکاری باید دارای مقاومت حرارتی بالا باشد، جوشکاری در دمای بالا برای استفاده طولانی مدت آسان نیست. مشکل این است که مشخصات درمان حرارتی پس از جوشکاری بسیار سختگیرانه است، دمای آتش و زمان عایق و کنترل نادرست سرعت گرمایش و خنک کردن می تواند منجر به کاهش عملکرد درز جوشکاری شود. گزینه II استفاده از نوار جوشکاری فولاد ضد زنگ آستینیتی برای جوشکاری، اگرچه می تواند از درمان حرارتی پس از جوشکاری صرفه جویی شود، اما به دلیل جوشکاری با ضریب گسترش مادر متفاوت است، در دمای بلند مدت کار می تواند پدیده انتشار کربن رخ دهد، به راحتی منجر به خرابکاری در منطقه ذوب می شود. بنابراین، از نظر قابلیت اطمینان استفاده، جوشکاری با استفاده از طرح I در محل ایمن تر است.

۴ نتیجه گیری

جوشکاری لوله های فشار بالا با دیوار ضخامت فولادی 15CrMo با استفاده از دو طرح جوشکاری امکان پذیر است. به منظور اطمینان از عملکرد درز جوشکاری با مواد مادر مطابقت دارد و دارای مقاومت حرارتی بالا است، استفاده از برنامه I اثر بهتر است، کلید آن کنترل دقیق فرآیند پردازش حرارتی پس از جوشکاری است.

اگرچه گزینه II می تواند درمان حرارتی بعد از جوشکاری را از بین ببرد، اما احتمال گسترش مهاجرت کربن در دمای بالا و منجر به خرابی در جوشکاری را نمی توان نادیده گرفت، بنابراین تنها زمانی که درمان حرارتی بعد از جوشکاری انجام نمی شود، با احتیاط استفاده می شود.

فرمول محاسبه وزن صفحه فولادی 15crmo: طول × عرض × ضخامت × 0.00785 = کیلوگرم / متر

حلقه خارجی زرد می شود

صفحه فولادی آلیاژ 15CrMo دو رول است که یک حلقه بیرونی شروع به زرد شدن می کند و هنوز زنگ نیست.

برای پاک کردن پوست اکسید آهن از سطح صفحه فولادی آلیاژ 15CrMo، در حال حاضر از روش شستشوی اسید مداوم زیاد استفاده می شود، سطح صفحه فولادی آلیاژ 15CrMo پس از شستشوی اسید اغلب با مایع اسید متصل می شود، به همین دلیل، باید با آب سرد یا آب گرم شستشوی شود، اما سطح صفحه فولادی آلیاژ 15CrMo پس از شستشوی اغلب زنگ زنگ تولید می کند. تاثیر جدی بر کیفیت سطح محصول ژاپن برای رفع این نقص، مکانیزم زرد شدن را بررسی کرده است. به عنوان مثال، اسید هیدروکلریکی به صورت زیر است:

FeCl_2+2H_2O=Fe(0H)_2+2HCl (1)

2Fe(OH)_2+O_2=2FeO·OH+H_2O (2) فرآیند خشک کردن

فرمول (1) حالت تعادل را در محلول آب بر روی سطح صفحه مرطوب نشان می دهد، Fe(OH)_2 و HCl زرد نیستند.

فرمول (2) شروع به خشک کردن صفحه فولادی است که به دلیل اثر اکسیژن در هوا، Fe (OH) _2 را اکسید می کند و در آب محلول نمی شود. سپس FeO OH روی سطح صفحه فولادی آلیاژ 15CrMo به زنگ زرد تبدیل می شود.

ترکیب شیمیایی

ترکیب شیمیایی

ترکیب شیمیایی (نمره جرم) (%)

C Mn Si Cr Mo Ni Nb + Ta SP

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

عملکرد مکانیکی

مقاومت کششی MPa نقطه تسکین MPa نرخ کشش (٪)

15CrMo 440~640 235 21

نمونه های کاربردی

نفت، پتروشیمی، بویلر فشار بالا و غیره، لوله های بدون درز برای کاربرد تخصصی شامل لوله های بدون درز برای بویلر، لوله های فولادی بدون درز برای ژئولوژی و لوله های بدون درز برای نفت و غیره

مشخصات معمول

مواد مشخصات ضخامت * عرض * طول (میلی متر) قابل تنظیم نورد در سراسر کشور کارخانه های فولادی وزن (تن) نام

15crmo 8 * 1500-4200 * 6000-18800M صفحه فولادی ساختاری آلیاژ 198.65T

15crmo 12 * 1500-4200 * 6000-18800M 186.618T آلیاژ ساختار فولاد

15crmo 25 * 1500-4200 * 6000-18800M 258.366T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 30 * 1500-4200 * 6000-18800M 241.624T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 45 * 1500-4200 * 6000-18800M 263.254T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 55 * 1500-4200 * 6000-18800M صفحه فولادی ساختاری آلیاژ 283.318T

15crmo 60 * 1500-4200 * 6000-18800M 169.563T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 70 * 1500-4200 * 6000-18800M صفحه فولادی ساختاری آلیاژ 569.356T

15crmo 80 * 1500-4200 * 6000-18800M صفحه فولادی ساختاری آلیاژ 231.315T

15crmo 90 * 1500-4200 * 6000-18800M 341.318T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 100 * 1500-4200 * 6000-18800M 461.318T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 110 * 1500-4200 * 6000-18800M صفحه فولادی ساختاری آلیاژ 598.359T

15crmo 120 * 1500-4200 * 6000-18800M صفحه فولادی ساختاری آلیاژ 431.621T

15crmo 130 * 1500-4200 * 6000-18800M 388.654T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 140 * 1500-4200 * 6000-18800M 348.351T آلیاژ ساختار فولاد صفحه

15crmo 150 * 1500-4200 * 6000-18800M صفحه فولادی ساختاری آلیاژ 645.982T