Svařování Inconel 600 s uhlíkovou ocelí: Nepodobné postupy svařování kovů a výběr plniva

Sep 14, 2026

Zanechat vzkaz

Obecný kov 1

Inconel 600 / Alloy 600, UNS N06600, W.Nr. 2.4816, ASME P-Ne. 43

Obecný kov 2

Uhlíková ocel, např. ASTM A106 Gr. B, A333 Gr. 6, A516 Gr. 70, A105 (ASME P-Ne. 1)

Standardní výplň (GTAW / GMAW)

ERNiCr-3 (slitina 82), UNS N06082, AWS A5.14 / SFA-5.14

Standardní výplň (SMAW)

ENiCrFe-2 nebo ENiCrFe-3 (slitina 182), AWS A5.11 / SFA-5.11

Nikdy nepoužitá výplň

Výplň z uhlíkové oceli (ER70S-6 / E7018) nebo z-nízké slitiny Cr-Mo

Předehřejte

Obvykle se nevyžaduje; přidat na uhlíkový ekvivalent a tloušťku

Tepelné zpracování po-svaru

Není vyžadováno pro niklovou stranu; poháněna pouze stranou z uhlíkové oceli

Maximální interpass teplota

150 C (300 F)

Nanesený svarový kov (slitina 82)

Tensile >= 552 MPa, yield >= 360 MPa, elongation >= 30%

Řídící kodexy

ASME BPVC sekce IX, ASME B31.3, ASME VIII Div. 1, API RP 582, NACE MR0175 / ISO 15156

 

Lze Inconel 600 svařovat s uhlíkovou ocelí?

 

Inconel 600 Welding to Carbon Steel

 

Ano.Inconel 600lze svařovat přímo s uhlíkovou ocelí, jako je ASTM A106 třída B, A333 třída 6 nebo A516 třída 70, a spoj je spíše rutinní, kódem{5}}pokrytá výroba než exotická. Je vyroben s přídavným kovem na bázi niklu-, nikdy s výplní z uhlíkové oceli, a je kvalifikován jako odlišný kovový svar podle oddílu IX kódu ASME pro kotle a tlakové nádoby. Celou škálu forem základních materiálů můžete vidět naStránka produktu Inconel 600a rozsah potrubí naStránka potrubí Inconel 600.

 

Obtížnost tohoto spoje nepochází ze slitiny niklu. Inconel 600 je austenitická slitina niklu-chromu-železa s čelní-středovou krychlovou strukturou a je to jedna z lépe svařitelných slitin v rodině niklu: má dobrou tažnost, netvrdne při chlazení a snadno přijímá přídavný kov. Obtížnost pochází z uhlíkové oceli. Uhlíková ocel má těleso-krychlový střed, tvrdne v tepelně-zatížené zóně, nese mnohem více uhlíku, než dokáže niklová slitina rozpustit, a její koeficient tepelné roztažnosti je odlišný. Každý způsob vážného selhání spoje Inconel 600 s uhlíkovou ocelí se nachází na straně uhlíkové oceli tavné linky, a proto je výběr plniva a regulace tepla důležitější než technika svařování.

 

Tato kombinace se objevuje všude tam, kde se slitina niklu odolná proti korozi -musí setkat s konstrukční nebo tlakovou-složkou obsahující ocel. Mezi typické příklady patří připojení teploměrné jímky a trysky přístroje, spoje mezi trubkou výměníku tepla-k-trubkovnici, zařízení pro pece a tepelné{5}}zpracování, součásti hořáků a hořáků a potrubí pro přívod jaderné páry. Technická logika je vždy stejná: plaťte za slitinu niklu pouze tam, kde je nutná odolnost vůči korozi nebo teplotě, a zbytek nechte přenést uhlíkovou ocel. Svar je hranicí, kde je toto rozhodnutí buď potvrzeno, nebo ztraceno.

 

Klíčový bod: svar je nepodobný kovový svar. Potřebuje vlastní kvalifikovaný postup a vlastní svářečskou kvalifikaci. Postup z uhlíkové oceli a svářečka z uhlíkové oceli nelze znovu použít pro stranu slitiny niklu.

 

Proč je spoj Inconel 600 s uhlíkovou ocelí nepodobným kovovým svarem?

 

Protože tyto dva základní kovy patří k různým ASME P{0}}číslům a různým krystalovým strukturám, ASME Section IX klasifikuje spoj jako nepodobný kovový svar. Inconel 600 je P-Ne. 43 Skupina 1 pod QW/QB-422, s číslem skupiny ISO 15608 43. Uhlíková ocel, jako je A106 třída B, A333 třída 6, A516 třída 70 a A105 co je povoleno P-klasifikace není povoleno pro administrativní práce{: na dílně.

 

Prvním důsledkem je kvalifikace postupu. Specifikace postupu svařování, která je kvalifikována pouze pro uhlíkovou ocel, nezahrnuje Inconel 600 a postup kvalifikovaný pouze pro Inconel 600 nezahrnuje uhlíkovou ocel. Postup musí být kvalifikovaný pro kombinaci. Druhým důsledkem je testovací režim. Vzhledem k tomu, že odlišný spoj soustřeďuje svou slabinu na feritické linii tavení spíše než ve svarovém kovu, ASME Section IX vyžaduje kromě zkoušek tahem i vzorky s příčným bočním ohybem, takže spojová linie je ohnuta přes celou tloušťku průřezu a jakákoli křehká přechodová zóna je nucena se odhalit.

 

Třetím důsledkem je kvalifikace svářeče. Kvalifikace výkonu svářeče je svázána s číslem P-základního kovu a číslem F-přídavného kovu, takže svářeč, který má kvalifikaci z uhlíkové oceli, nemá kvalifikaci k provádění tohoto spoje. V praxi je to jediná nejběžnější mezera ve shodě nalezená na místě a je to také mezera skutečné kvality, protože slitiny niklu se v ruce chovají jinak: bazén je pomalý, pronikání je nižší pro daný proud a kov je mnohem citlivější na kontaminaci.

 

Tabulka 1. ASME sekce IX seskupení dvou obecných kovů

Položka

Strana Inconel 600

Strana z uhlíkové oceli

Typický stupeň

Inconel 600 / Alloy 600

ASTM A106 Gr. B, A333 Gr. 6, A516 Gr. 70, A105

číslo UNS

N06600

K03006, K03014, K02700, K03504

ASME sekce IX P-Č.

P-Ne. 43 Skupina 1

P-Ne. 1 Skupina 1 nebo 2

skupina ISO 15608

43

1

Krystalová struktura

Austenitická, krychlový-obličejový střed

Feritický krychlový-centrální těleso

Obsah uhlíku

0,15 % max

Typicky 0,25 až 0,35 %.

Kalení při chlazení

Žádný

Ano, v oblasti zasažené horkem-

Vstup do třídy

Odlišný svar kovu - je vyžadována samostatná WPS, PQR a kvalifikace svářeče

 

 

Jaký přídavný kov byste měli použít pro svařování Inconelu 600 s uhlíkovou ocelí?

 

Použijte přídavný kov-na niklu. ERNiCr-3 (slitina 82, UNS N06082, AWS A5.14 / ASME SFA-5.14) je výchozí pro GTAW a GMAW a ENiCrFe-2 nebo ENiCrFe-3 (slitina 182, /výchozí AWS pro S5.5.5.1) Pro výrobní spáru nepoužívejte uhlíkovou ocel, nízkolegovaný chrom-molybden ani austenitické nerezové oceli.

 

What Filler Metal Should You Use to Weld Inconel 600 to Carbon Steel

 

ERNiCr-3 je specifikován jako minimálně 67 procent niklu s 18 až 22 procenty chrómu, 2,0 až 3,0 procenta niobu plus tantal, maximálně 3,0 procenta železa a maximálně 0,10 procent uhlíku. Každý prvek má svou práci. Nikl poskytuje tažnou austenitické matrici, která toleruje široký rozsah složení vytvořeného ředěním z oceli. Chrom poskytuje odolnost proti oxidaci a korozi. Niob je prvek proti-praskání: kombinuje se se sírou a fosforem a vytváří vysokotavné sloučeniny niobu namísto nízkotavitelných filmů na hranicích zrn, což je přesně to, co zabraňuje praskání při tuhnutí v plně austenitickém svaru, který neobsahuje žádný delta ferit, na který by se mohl vrátit.

 

Svarový kov nanesené slitiny 82 typicky dosahuje minimální pevnosti v tahu asi 552 MPa, meze kluzu 0,2 procenta asi 360 MPa a prodloužení 30 procent nebo více, s užitečným provozem od asi minus 196 C do plus 550 C. Tato čísla pohodlně převyšují nejpevnější uhlíkovou ocel, kterou spojuje, což je nejpevnější kov a nejpevnější niklová část spoje: jakákoli deformace je vytlačena z křehké feritické fúzní linie.

 

Tabulka 2. Matrice pro výběr přídavného kovu pro Inconel 600 na uhlíkovou ocel

Proces

Plnivo

Klasifikace

Jmenovité složení

Kdy použít

GTAW (TIG)

ERNiCr-3 (slitina 82)

AWS A5.14, UNS N06082

67 Ni, 18-22 Cr, 2-3 Nb+Ta, 3 Fe max

Výchozí pro kořenové průchody a práci s tenkými{0}}stěnami; nejlepší regulace tepla

GMAW (MIG)

ERNiCr-3 (slitina 82)

AWS A5.14, UNS N06082

67 Ni, 18-22 Cr, 2-3 Nb+Ta, 3 Fe max

Silnější výplň prochází v ploché a vodorovné poloze, sprejový přenos

SMAW (hůl)

ENiCrFe-2 nebo ENiCrFe-3 (slitina 182)

AWS A5.11

Ni báze, 13-17 Cr, 1,5-3 Nb+Ta, 10 Fe max

Svařování v terénu, opravy a omezený přístup

GTAW / GMAW

ERNiCrMo-3 (plnivo Alloy 625)

AWS A5.14, UNS N06625

62 Ni, 21 Cr, 9 Mo, 3,5 Nb

Těžký chloridový nebo důlkový provoz, vyšší pevnost spoje

GTAW / SMAW

Rodina ERNiCrFe-5 / ENiCrFe-7

AWS A5.14 / A5.11

Ni-Cr-Fe, nízkouhlíkové, bez niobu

Velmi vysoké teploty tečení a jaderné spoje vyžadující odolnost PWSCC

Žádný

Uhlíková ocel nebo výplň Cr-Mo

AWS A5.18 / A5.20 / A5.5

Fe základna

Nikdy není povoleno pro tento spoj

 

Pokud odebíráte základní kov současně se spotřebním materiálem, rozsah desek a plechů je popsán naStrana desky ASTM B168 UNS N06600, rozsah tyčí a tyčí naStránka Inconel 600 barůa armatury, které obvykle sedí na konci těchto spojů nastránka s tvarovkami trubek na tupo-.

 

Proč je ERNiCr-3 standardní výplň pro Inconel 600 do uhlíkové oceli?

 

ERNiCr-3 je standardní plnivo, protože jeho koeficient tepelné roztažnosti leží mezi uhlíkovou ocelí a austenitickou nerezovou ocelí a protože snáší vysoké ředění, které nevyhnutelně vytváří nepodobný spoj. Tyto dvě vlastnosti řeší dva mechanismy selhání, které ve skutečnosti zabíjejí svary Inconel 600 s uhlíkovou ocelí: rozdílnou tepelnou roztažnou únavu na tavné lince a tvrdou, křehkou přechodovou zónu způsobenou zředěním a migrací uhlíku.

 

Rozhodující je argument expanze. Naměřené průměrné koeficienty tepelné roztažnosti ukazují, že slitina Alloy 600 je neobvykle blízko uhlíkové oceli, mnohem bližší než jakákoli nerezová ocel řady 300-. To je jeden z důvodů, proč je Inconel 600 zvolen především pro bimetalické a přechodové spoje. Znamená to také, že austenitické nerezové plnivo, jako je ER309L, které má koeficient roztažnosti blíže k 304 nerez než k některému ze základních kovů, zavádí nesoulad, který samotná kombinace základních kovů neměla. Plnivo na bázi niklu zabrání přidání této neshody.

 

Tabulka 3. Střední koeficient tepelné roztažnosti - proč vítězí plnivo na bázi niklu-

 

Materiál

CTE 20-100 C (um/m/C)

CTE až 425 C (um/m/C)

Nesoulad s uhlíkovou ocelí

Uhlíková ocel (A106 sk. B)

asi 11.7

asi 14.3

Odkaz

Inconel 600 (UNS N06600)

asi 13.3

asi 14.4

Velmi malá - vynikající shoda

Výplň ERNiCr-3 / Alloy 82

asi 13

asi 14

Malý - mezilehlý, přechody spoje

austenitická nerez 304/316

asi 17.3

asi 18.1

Velké - napíná feritické fúzní vedení

Výplň ER309L

asi 16.5

asi 18

Velké - nevhodné pro provoz při vysokých-teplotách

Argument ředění je stejně důležitý. Plnivo na bázi niklu- s 67 procenty nebo více niklu může absorbovat značné množství železa z uhlíkové oceli a přesto zůstane plně austenitické a bez -prasek. Štíhlejší výplň nemůže. To je důvod, proč se ERNiCr-3 používá nejen pro Inconel 600, ale také pro svařování Inconelu 600 na uhlíkovou ocel, nerezovou ocel a další slitiny niklu, a proto se také používá jako spotřební materiál pro opláštění a máslení. Stejná logika platí pro sesterská svařovací vodítka proSvařování Inconel 625aSvařování Hastelloy C276, kde plniva na bázi niklu-jsou opět základem postupu.

 

Klíčový bod: Základní pravidlo: pokud spoj bude v provozu vidět více než 315 C (600 F), nebo pokud bude tepelně zpracován nebo pokud je provoz kyselý, zadejte plnivo na bázi niklu-. Austenitická nerezová výplň je kompromisem při nízkých-teplotách a nízkých{5}}důsledcích, který by se neměl používat na spoj Inconel 600 s uhlíkovou ocelí.

 

Kterým přídavným kovům byste se měli vyhnout pro Inconel 600 až uhlíková ocel?

 

Vyhněte se plnivu z uhlíkové oceli, nízkolegovanému -slitinovému chromu- molybdenovému plnivu a austenitickému nerezovému plnivu, jako je ER309L nebo ER308L. Každý z nich buď zničí korozní odolnost spoje, vytvoří tvrdou přechodovou zónu náchylnou k praskání-, nebo zavede nesoulad s tepelnou roztažností, který základní kovy neměly. Jedinou výjimkou je niklová-výplň zvolená z konkrétního servisního důvodu, což je spíše záměrná náhrada než zkratka.

 

Tabulka 4. Přídavné kovy, kterým je třeba se vyhnout, a mechanismus selhání

 

Plnivo

Co se stane

Proč se to nedaří

ER70S-6, E7018, ER80S-G (uhlíková ocel)

Obsah niklu ve svaru klesá směrem ke složení oceli

Zóna tavení ztrácí odolnost proti korozi, feritická strana ztvrdne a spoj nemůže splnit požadavky na pevnost nebo tvrdost

ER80S-B2, E9018-B3 (Cr-Mo)

Uhlík a chrom migrují přes rozhraní

Podporuje tvrdý, křehký přechodový pás a nesplňuje limity tvrdosti v kyselém provozu

ER309L, ER308L (austenitická nerez)

Nanáší austenitický svarový kov s roztažností zhruba 16 až 18 um/m/C

Nesoulad expanze proti uhlíkové oceli koncentruje napětí ve feritické fúzní lince a způsobuje tepelnou únavu

ENi-1 (nikl 61)

Velmi nízký nános legovaného niklu

Použitelné pro čistý nikl a některé máslo, ale nižší pevnost a odolnost proti oxidaci než ERNiCr-3 pro službu Inconel 600

Austenitická nerezová varianta si zaslouží zvláštní varování, protože je tak široce používána jinde. ER309L je legitimní a běžná volba pro spojování uhlíkové oceli s nerezovou ocelí řady 300 při teplotách pod zhruba 315 C, protože její vysoký obsah slitiny absorbuje zředění z oceli a zůstává austenitická.

 

Problém je v tom, že pravidlo bylo napsáno pro spoj uhlíkové oceli s nerezovou ocelí. Když je na druhé straně Inconel 600, jehož koeficient roztažnosti je téměř totožný s uhlíkovou ocelí, zavedení plniva s koeficientem roztažnosti 16 až 18 um/m/C vytváří nesoulad, který mezi základními kovy prostě neexistoval. Kloub se zhoršuje, ne zlepšuje.

 

Rovněž stojí za to oddělit koncept přijatelné alternativy od substituce. ERNiCrMo-3, plnivo Alloy 625, je legitimní alternativou pro silné korozivní aplikace. ERNiCrFe-5 a řada nízkouhlíkových ERNiCrFe-7A / ENiCrFe-7 jsou legitimní alternativy pro velmi vysoké teploty nebo jaderné služby. Co nejsou, je zaměnitelná swap: výměna přídavného kovu mění podstatnou proměnnou, takže před použitím kteréhokoli z nich na výrobní práci je vyžadována nová kvalifikace postupu.

 

Kdy byste si měli vybrat jiné plnivo na bázi niklu-?

 

Vyberte ERNiCrMo-3 pro použití v těžké chloridové, důlkové nebo štěrbinové korozi, nebo když spoj vyžaduje vyšší pevnost. Vyberte si ERNiCrFe-5 nebo řadu ERNiCrFe-7A / ENiCrFe-7 pro použití při tečení při velmi vysokých teplotách nebo pro jaderné spoje, kde je specifikována odolnost vůči primárnímu koroznímu praskání způsobenému vodou. Na vše ostatní zůstává ERNiCr-3 správnou a nejekonomičtější odpovědí.

 

Nukleární odkaz stojí za pochopení, protože je to nejsilnější dostupný důkaz, že chemie plniv není kosmetickou volbou. Rané jaderné odlišné svary používaly slitinu 82 a slitinu 182 jako plnivo na základní kov Alloy 600. Během desetiletí provozu se u některých z těchto spojů vyvinulo primární korozní praskání způsobené vodou a průmysl přešel novou konstrukci na plniva s nižším -uhlíkem a vyšším-chromem v rodině Alloy 52/152, která jsou vůči tomuto mechanismu výrazně odolnější. Lekce zobecňuje: pro-odlišný spoj s dlouhou životností určete výplň pro mechanismus degradace, který očekáváte, nejen pro pevnost v tahu na certifikátu.

 

Všimněte si, že rodina Alloy 52 / 152 má svůj vlastní-office. Tato plniva neobsahují více-chromu a niobu-, což zlepšuje odolnost proti korozi, ale snižuje tekutost svarové lázně a zvyšuje citlivost na nedostatečnou fúzi a na praskání z tažného máčení. Měly by být používány pouze s postupem, který je pro ně kvalifikovaný, a svářeči, kteří na nich mají praxi. ERNiCr-3 je naproti tomu shovívavý, což je přesně důvod, proč zůstává průmyslovým standardem pro Inconel 600 pro uhlíkovou ocel.

 

Jaké svařovací procesy fungují nejlépe pro Inconel 600 s uhlíkovou ocelí?

 

GTAW je nejlepší proces pro kořenový průchod a pro práci s tenkými-stěnami, GMAW s nástřikem se hodí pro silnější průchody a SMAW je praktickou volbou v terénu. Svařování pod tavidlem a svařování elektro-tavidlem se nedoporučuje pro niklovou stranu, protože tavidla interagují se slitinou a vyšší tepelný příkon zvyšuje ředění a migraci uhlíku.

 

What Welding Processes Work Best for Inconel 600 to Carbon Steel

 

Volba procesu vyplývá přímo z vlastností slitin niklu. Inconel 600 má tepelnou vodivost zhruba 15 W/m/K oproti přibližně 50 W/m/K u uhlíkové oceli, takže se teplo koncentruje u oblouku, místo aby se šířilo pryč. To vytváří hlubší průnik a širší tepelně{5}}ovlivněnou zónu pro stejný proud, což znamená, že musíte běžet nižším proudem a cestovat plynule, místo abyste bydleli. Svarová lázeň je také pomalejší než ocelová lázeň, takže smáčí stěny spoje hůře a vyžaduje o něco delší oblouk a opatrnější manipulaci, aby nedocházelo k nedostatečnému natavení.

 

Tabulka 5. Srovnání procesu svařování pro stranu Inconel 600

Proces

Polarita / režim

Výplňový formulář

Pozice

Nejlepší využití

Upozornění

GTAW (TIG)

DCEN, start vysoké{0}}frekvence

Tyč 1,6 až 2,4 mm

Vše

Kořenové průchody, tenká stěna, trubka-na-trubku

Pomalý; potřebuje proplachovací plyn; udržujte krátkou délku oblouku

GMAW (MIG)

DCEP, sprejový přenos

drát 0,8 až 1,2 mm

Ploché, horizontální

Naplňte a zavíčkujte na silnějších částech

Vyhněte se zkratovým{0}}přenosům; žádné přidávání CO2

SMAW (hůl)

DCEP nebo AC podle výrobce

Elektroda 2,4 až 4,0 mm

Vše

Polní sváry, opravy, omezený přístup

Mezi průchody zcela odstraňte strusku; krátký oblouk

FCAW

DCEP

Plněný drát-

Ploché, horizontální

Nedoporučuje se pro niklovou stranu

Zbytky tavidla a vyšší tepelný příkon

SAW

DCEP

Holý drát plus tavidlo

Pouze ploché

Nedoporučuje se pro niklovou stranu

Nadměrný přívod tepla a ředění; kompatibilita toku

 

Jaké parametry svařování byste měli použít pro Inconel 600 s uhlíkovou ocelí?

 

Použijte nejnižší proud, který poskytuje plnou fúzi, udržujte příkon tepla v mírném rozsahu zhruba 0,5 až 1,8 kJ/mm (asi 13 až 45 kJ/palec) a udržujte teplotu meziprostupu na nebo pod 150 C (300 F). Níže uvedené rozsahy parametrů jsou typickými výchozími body pro vývoj procedury; hodnoty, které řídí výrobní práci, jsou ty, které jsou uvedeny ve vaší kvalifikované specifikaci postupu svařování.

 

Tabulka 6. Typické parametry svařování pro Inconel 600 s uhlíkovou ocelí

 

Parametr

GTAW (TIG)

GMAW (MIG)

SMAW (hůl)

Plnivo

ERNiCr-3, 1,6 až 2,4 mm

ERNiCr-3, 0,8 až 1,2 mm

ENiCrFe-2 / -3, 2,4 až 4,0 mm

Proud

70 až 120 A (DCEN)

130 až 200 A (DCEP, sprej)

80 až 130 A (DCEP)

Napětí

10 až 14 V

24 až 30 V

22 až 28 V

Cestovní rychlost

75 až 150 mm/min

200 až 350 mm/min

100 až 200 mm/min

Ochranný plyn

Argon 100%, 10 až 15 l/min

Argon + 15 až 25 % helia

Nelze použít (tavidlo)

Záložní / proplachovací plyn

Argon, kyslík pod 100 ppm

Argon tam, kde je to možné

Argon tam, kde je to možné

Přívod tepla

0,5 až 1,5 kJ/mm

0,8 až 1,8 kJ/mm

0,8 až 1,8 kJ/mm

Interpass teplota

150 C (300 F) max

150 C (300 F) max

150 C (300 F) max

Technika korálků

Stringer, žádná vazba širší než 3x průměr elektrody

Stringer, pouze přenos sprejem

Stringer, krátký oblouk, úplné odstranění strusky

 

Rozhodnutí o dvou parametrech jsou důležitější než ostatní. První je přívod tepla. Příliš velké množství tepla rozšiřuje tepelně-ovlivněnou zónu na uhlíkové oceli, zvyšuje ředění niklového povlaku železem a podporuje precipitaci karbidu chrómu ve slitině niklu.

 

Příliš malý přívod tepla riskuje nedostatek tavení, což je vážná vada niklových svarů, protože pomalá lázeň neteče do úzkých rohů jako ocelová lázeň. Druhým je interpass teplota. Slitiny niklu nevyžadují režim horkého-průchodu. Nechte každý průchod přirozeně vychladnout, před zahájením dalšího průchodu změřte teplotu mezi průchody a pro urychlení spoj neochlazujte vodou.

 

Proud a polarita také podráždí lidi. GTAW na slitinách niklu běží na záporné stejnosměrné elektrodě, stejně jako nerezová ocel. Niklové elektrody SMAW obvykle fungují na kladné stejnosměrné elektrodě, obrácené nastavení elektrody-záporné se používá u mnoha elektrod z uhlíkové oceli a některé značky také fungují na střídavý proud. Vždy se řiďte datovým listem výrobce elektrod, protože polarita ovlivňuje penetraci, profil housenky a sklon k poréznosti.

 

Jak byste měli připravit kloub a vyčistit jej?

 

Obrobte zahrnutou -úhlovou V-drážku 60 až 70 stupňů s 1,5 až 2,0 mm kořenovou plochou a 2,0 až 3,0 mm kořenovou mezerou, očistěte obě čela na lesklý kov pomocí nástrojů určených pro slitiny niklu a zpět-promyjte uzavřené části argonem, abyste udrželi vnitřní obsah kyslíku pod 100 ppm. Kloubní příprava není v tomto kloubu kosmetická; je to opatření pro kontrolu praskání.

 

Inconel 600 je neobvykle citlivý na síru a na nízkotající kontaminanty. Síra, fosfor, olovo a podobné prvky tvoří na hranicích zrn v plně austenitickém svarovém kovu filmy s nízkou teplotou tání a způsobují praskání za tepla. Mezi zdroje na běžné výrobní podlaze patří řezné kapaliny, chladicí kapalina pro obrábění, barva, rozvržení barviva, značkovací inkoust, zbytky lepicí pásky a maziva obsahující síru{5} nebo chlorid-. Náprava je procedurální: vše odstraňte rozpouštědlem -bez chloridů a s nízkým- obsahem síry, jako je aceton nebo isopropylalkohol, použijte nerezový nebo niklový kartáč, který se nikdy nedotkl uhlíkové oceli, a nedovolte, aby se brusný prach z uhlíkové oceli usadil na povrchu niklu.

 

U trubek, trubek a uzavřených částí musí být vnitřní povrch chráněn zadním proplachováním. Bez ní kořenový průchod oxiduje uvnitř a tvoří hrubou barevnou šupinu běžně nazývanou cukernatění. Cukrování není pouze kosmetická vada: ničí místní korozní odolnost, vytváří místo iniciace trhliny u kořene a je velmi obtížné jej odstranit, jakmile je spoj uzavřen. Použijte proplachovací hráz v blízkosti kloubu, ponechte dostatek času na proplachování, aby vytlačil vzduch, a ověřte hladinu kyslíku spíše než hádání.

 

Tabulka 7. Cíle kvality proplachovacího plynu pro kořenový průchod

Vnitřní hladina kyslíku

Vzhled povrchu kořene

Přijatelnost

Pod 50 ppm

Světlé, kovové, stříbrné

Ideální pro korozi a sanitární služby

50 až 100 ppm

Světlá sláma nebo světle zlatá

Obecně přijatelné pro většinu procesních služeb

100 až 500 ppm

Modrá nebo tmavá sláma

Okrajový; vyžaduje inženýrské posouzení a případné přepracování

Nad 500 ppm

Šedá, černá nebo pocukrovaná šupina

Odmítnout; kořen musí být odstraněn a znovu{0}}svařen

 

Potřebujete předehřát stranu z uhlíkové oceli?

 

Obvykle ne. Inconel 600 nikdy nevyžaduje předehřátí a uhlíková ocel v P-Ne. 1 skupině 1 s uhlíkovým ekvivalentem pod asi 0,42 a tloušťkou do asi 19 mm může být normálně svařována při teplotě okolí za předpokladu, že povrch je suchý a nad rosným bodem. Předehřev se stává nezbytným pro tlustší sekce, vyšší uhlíkové ekvivalenty, vysoce zadržené spoje, chladné okolní podmínky nebo když to vyžaduje řídící zákon nebo specifikace vlastníka.

 

Do You Need to Preheat the Carbon Steel Side

 

Účelem předehřátí v tomto spoji není pomoci slitině niklu. Má zpomalit rychlost ochlazování tepelně-ovlivněné oblasti uhlíkové oceli, aby se nepřeměnila na tvrdý martenzit a aby případný rozpuštěný vodík měl čas uniknout, než se svar ochladí. To je důvod, proč je předehřívání řízeno výhradně stranou uhlíkové oceli a proč uhlíkový ekvivalent oceli, nikoli Inconel 600, určuje, zda je potřeba. K jeho výpočtu použijte vzorec IIW: CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15.

 

Tabulka 8. Vedení předehřevu pro stranu z uhlíkové oceli

Uhlíkový ekvivalent (IIW)

Tloušťka

Předehřejte

Komentář

Až 0,42

Až 19 mm

Není vyžadováno; udržujte povrch suchý a nad rosným bodem

Typické pro A106 Gr. B a A516 Gr. 70

Až 0,42

19 až 38 mm

50 až 100 C

Potvrzuje únik vodíku a zpomaluje chlazení HAZ

Nad 0,42

Žádný

Minimálně 100 až 150 C

Vyšší riziko tvrdosti; zvážit průzkum tvrdosti

Žádný

Nad 38 mm nebo vysoké omezení

100 až 150 C

Zkontrolujte také, zda bude spuštěna PWHT

Žádný

Jakákoli, kyselá služba

100 až 150 C

Limit tvrdosti NACE MR0175 platí bez ohledu na tloušťku

 

Klíčový bod: Neaplikujte předehřívání na stranu Inconel 600. Zahřívejte pouze stranu uhlíkové oceli a nikdy nedovolte, aby niklová slitina v žádném bodě procesu překročila 150 C (300 F).

 

Je vyžadováno tepelné zpracování po-svaru pro Inconel 600 na uhlíkovou ocel?

 

Ne, ne pro niklovou stranu. Svarový kov Inconel 600 a ERNiCr-3 nevyžadují po-tepelné zpracování po svařování a jeho zbytečné použití je aktivně škodlivé: migrace uhlíku přes fúzní linku se zrychluje zhruba nad 480 C a teplotní rozsah tepelného zpracování uhlíkové oceli je nad touto prahovou hodnotou. Tepelné zpracování po svařování je vyžadováno pouze tehdy, když je spouští strana uhlíkové oceli podle platných předpisů nebo za provozních podmínek.

 

Tři spouštěče pokrývají téměř každý případ. Podle ASME B31.3 Process Piping tabulka 331.1.1 vyžaduje tepelné zpracování po-svaření u uhlíkové oceli P-No. 1, když jmenovitá tloušťka stěny přesáhne 19 mm, při 593 až 649 C (1100 až 1200 F). Podle ASME BPVC Section VIII Division 1, UCS{21}}56 to vyžaduje povinné nad 38 mm nominální tloušťky, s podmíněnou výjimkou mezi 32 a 38 mm, když je udržováno minimální předehřátí 95 C. A podle NACE MR0175 / ISO 15156 musí jakýkoli svar z uhlíkové nebo nízkolegované oceli v kyselém provozu splňovat maximální tvrdost 22 HRC (asi 248 HV), což v praxi znamená tepelné zpracování bez ohledu na tloušťku.

 

Když je tepelné zpracování nevyhnutelné, správnou technickou reakcí není tepelné zpracování dokončeného rozdílného spoje. Je to použití máslování, popsané v další části, aby bylo vytvořeno rozhraní pro migraci uhlíku a tepelně zpracováno před provedením konečného svaru. Toto je nejdůležitější procesní rozhodnutí při výrobě vysoce-integrity Inconel 600 a uhlíkové oceli.

 

Tabulka 9. Spouštěče a parametry tepelného zpracování po-svaření

Vládnoucí pravidlo

Spoušť

Teplota

Vydržte

Platí pro

Tabulka ASME B31.3 331.1.1

P-Ne. 1 jmenovitá stěna nad 19 mm

593 až 649 C (1100 až 1200 F)

1 h na 25 mm, minimálně 30 min

Procesní potrubí

Výjimka ASME B31.3

P-Ne. 1 na nebo méně než 19 mm, ne-náročný provoz, udržováno předehřívání

Není vyžadováno

Nelze použít

Procesní potrubí

ASME VIII Div{0}} UCS-56

P-Ne. 1 jmenovitá tloušťka nad 38 mm

Minimálně 595 C (1100 F).

Podle tabulky tloušťky

Tlakové nádoby

ASME VIII Div{0}} UCS-56(d)

32 až 38 mm s předehřevem 95 C nebo více

Možnost podmíněného zřeknutí se

Nelze použít

Tlakové nádoby

NACE MR0175 / ISO 15156

Jakýkoli svar z uhlíkové nebo-legované oceli v kyselém provozu

Na kód, obvykle 620 až 650 C

Na tloušťku

Kyselá obsluha, všechny tloušťky

Niklová strana (Inconel 600, ERNiCr-3)

Nikdy není vyžadováno samostatně

Nelze použít

Nelze použít

Vyvarujte se zbytečné PWHT nad 480 C

 

Co je to máslení a kdy ho použít?

 

Buttering je postup, kdy se na povrch uhlíkové oceli nanese jedna nebo více vrstev plniva na bázi niklu{0}}, tento povrch se opracuje naplocho, provede se tepelné zpracování po-svaření na samotné součásti z uhlíkové oceli a teprve potom se spoj dokončí-plnivem na bázi niklu. Použijte jej vždy, když musí být strana z uhlíkové oceli tepelně zpracována, když uhlíková ocel je tlustý nebo vysoce pevný výkovek, nebo když polní podmínky znemožňují řízené tepelné zpracování hotového spoje.

 

Mechanismus je přímočarý, jakmile uvidíte, kde k poškození dochází. K migraci uhlíku dochází na hranici mezi feritickou ocelí a vyšším-nálezem chromniklu. U přímo svařovaného spoje je touto hranicí výrobní svar, takže jakékoli tepelné zpracování aplikované na spoj poškozuje výrobní svar. Pokud nejprve namažete uhlíkovou ocel máslem, hranice migrace uhlíku se vytvoří uvnitř operace máslení a lze ji libovolně tepelně zpracovat. Následný produkční svar je pak proveden výhradně mezi svarovým kovem na bázi niklu a Inconelem 600, což je austenitický-až{8}}austenitický spoj, který nepotřebuje žádné tepelné zpracování a chová se mnohem předvídatelněji.

 

Prakticky znamená nanášení máslem minimálně dvě nanesené vrstvy, typicky 5 až 8 mm nanášení obrobené zpět na plochý povrch o tloušťce asi 3 až 4 mm. Máslem namazaná složka se pak tepelně zpracuje, prozkoumá a změří tvrdost, pokud je obsluha kyselá, a teprve poté se spoj dokončí. Hotový spoj je svařen stejným plničem na bázi niklu-a zkontrolován jako obvykle. Dodatečné náklady jsou skutečné, ale jsou téměř vždy levnější než neúspěšný odlišný svar v kyselém nebo-vysokoteplotním provozu.

 

Jak svařujete Inconel 600 s uhlíkovou ocelí krok za krokem?

 

Níže uvedená sekvence představuje standardní pořadí operací pro spoj vyhovující kódu-. Dva kroky, které lidé přeskakují a které způsobují většinu selhání, jsou postup a kvalifikace svářeče v krocích 3 a 4 a ověření čištění v kroku 6.

 

How Do You Weld Inconel 600 to Carbon Steel Step by Step

 

1. Potvrďte kombinaci materiálů a konstrukční základ

Identifikujte přesnou specifikaci produktu Inconel 600 (například trubka ASTM B167 nebo deska ASTM B168) a přesnou třídu a tloušťku uhlíkové oceli. Zaznamenejte návrhovou teplotu, provozní kapalinu, zda je provoz kyselý a kód potrubí nebo nádoby, kterým se spoj řídí. To určuje, zda se na straně uhlíkové oceli spustí předehřátí nebo tepelné zpracování po{5}}svaření.

 

2. Vyberte přídavný kov a napište WPS

Vyberte ERNiCr-3 (slitina 82) pro GTAW a GMAW nebo ENiCrFe-2 / ENiCrFe-3 (slitina 182) pro SMAW. Zdokumentujte výplň, proces, polaritu, proudové a napěťové rozsahy, rychlost posuvu, ochranný plyn, podpůrný nebo proplachovací plyn, mezní teplotu interpassu a rozsah přívodu tepla do specifikace postupu svařování.

 

3. Kvalifikujte postup s bočními ohyby

Svařte testovací kupón, který kombinuje obě P-čísla, a otestujte jej. Protože spoj je odlišný kovový svar, ASME Section IX vyžaduje kromě zkoušek tahem i vzorky s příčným bočním ohybem, takže feritická tavná linie je namáhána a jakákoli křehká přechodová zóna je obnažena.

 

4. Kvalifikujte svářeče na slitině niklu

Kvalifikujte každého svářeče testem výkonu na straně slitiny niklu. Svářeč, který je kvalifikován pouze pro uhlíkovou ocel, nemá kvalifikaci pro svařování Inconel 600, protože kvalifikace svářečského výkonu je vázána na P-číslo obecného kovu a F-číslo výplně.

 

5. Připravte spoj a vyčistěte jej

Obrobte 60 až 70° zahrnutou -úhlovou V-drážku s 1,5 až 2,0 mm kořenovou plochou a 2,0 až 3,0 mm kořenovou mezerou. Vybrousit nebo opracovat obě strany na lesklý kov pomocí nástrojů určených pro slitiny niklu a poté otřít rozpouštědlem -bez chloridů a s nízkým{10}} obsahem síry. Odstraňte veškerou barvu, olej, značkovací inkoust a sloučeniny obsahující síru{12}}.

 

6. Nastavte proplachovací plyn a v případě potřeby předehřejte

Zpět-promyjte spoje potrubí a trubek argonem a udržujte vnitřní hladinu kyslíku pod asi 100 ppm, aby kořen neoxidoval a necukroval. Předehřejte stranu s uhlíkovou ocelí pouze tehdy, pokud to vyžaduje uhlíkový ekvivalent, tloušťka, úroveň omezení nebo okolní teplota, a stranu Inconel 600 nikdy nepředehřívejte nad 150 C.

 

7. Svařujte s řízeným přívodem tepla a navlékací housenkou

Svařte kořen pomocí GTAW pomocí ERNiCr-3 a DCEN. Místo širokých vazeb nanášejte strunové housenky, udržujte malou svarovou lázeň a kontrolujte přívod tepla v rozsahu uvedeném na WPS. Průběžně sledujte teplotu mezi průchody a mezi průchody nechte spoj vychladnout zpět pod 150 C.

 

8. V případě potřeby před dokončením spoje namažte máslem a tepelně upravte

Pokud musí být strana z uhlíkové oceli po -svaru tepelně zpracována, naneste alespoň dvě vrstvy niklového-plniva na povrch uhlíkové oceli, povrch natřený máslem opracujte naplocho, proveďte následné-tepelné zpracování po svařování pouze na této součásti a teprve poté dokončete spoj plnivem na bázi niklu-, aby konečný svar nikdy neviděl teplotu tepelného zpracování{4}.

 

9. Zkontrolujte, otestujte a zdokumentujte

Proveďte vizuální kontrolu, poté obarvěte penetračním prostředkem a radiografické nebo ultrazvukové vyšetření, jak je specifikováno. Proveďte průzkum tvrdosti na feritické fúzní lince, když je služba kyselá. Ověřte přídavné a základní kovy pozitivní identifikací materiálu a zapište WPS, PQR, svářečské certifikáty a tabulky tepelného -zpracování do balíčku s údaji o svařování.

 

Pokud je spoj trubkový nebo trubkový, na fitinky a příruby na straně uhlíkové oceli se obvykle vztahují standardní specifikace produktu; astránka kovaných potrubních tvarovekastránka přehledu přírubyvysvětlit, jak jsou tyto součásti specifikovány a objednávány, aby postup svařování a zakoupené položky zůstaly konzistentní.

 

Jaké vady se vyskytují u svarů Inconel 600 s uhlíkovou ocelí?

 

Dominantními defekty jsou praskání tuhnutím v niklovém svarovém kovu, praskání za vodíku-v tepelně ovlivněné zóně uhlíkové oceli-, nedostatečná fúze z pomalé svarové lázně niklu, pórovitost způsobená kontaminací nebo špatným pokrytím plynem, oxidace kořenů z nedostatečného čištění a migrace uhlíku s přidruženou tvrdou přechodovou zónou. Každý má specifickou příčinu a specifické ovládání.

 

Tabulka 10. Závady, základní příčiny a prevence

Přeběhnout

Kde se vyskytuje

Hlavní příčina

Prevence

Tuhnutí (horké) praskání

Niklový svarový kov, střed nebo kráter

Filmy síry a fosforu na hranicích austenitických zrn; konkávní profil korálků

Použijte niobové-ložisko ERNiCr-3; čisté povrchy; navlékací korálky; konkávní tvar korálků; nízký tepelný příkon

Krakování-s vodíkem

Oblast ovlivněná teplem-uhlíkové oceli

Tvrdý martenzit plus rozpuštěný vodík; vysoký uhlíkový ekvivalent; žádné předehřívání

Předehřev na uhlíkový ekvivalent a tloušťku; řídit přívod tepla; suchý spotřební materiál; průzkum tvrdosti

Nedostatek fúze

Boční stěny a kořen, zejména v těsných drážkách

Pomalý niklový bazén, příliš nízký proud, nadměrná rychlost jízdy, špatný přístup ke kloubům

Přiměřený proud a napětí; správný úhel pojezdu; otevřená kořenová mezera; nepřekračujte-tkaní

Pórovitost

Svarový kov, rozptýlený nebo shlukovaný

Olej, mastnota, barva, vlhkost; nedostatečné nebo turbulentní proudění plynu; koncepty

Čištění rozpouštědly; správný průtok plynu a tryska; stínění proti větru; suché plnivo

Oxidace kořenů (cukrování)

Vnitřní povrch kořenů trubek a trubek

Nedostatečný nebo chybějící čisticí plyn; kyslík není vytěsněn

Propláchnout argonem; ověřit obsah kyslíku pod 100 ppm; ponechte dostatečný čas na čištění

Migrace uhlíku / tvrdá zóna

Fusion line na straně uhlíkové oceli

Difúze uhlíku nad asi 480 C; vysoké ředění; zbytečné PWHT

plnivo na bázi niklu-; minimální ředění; vyhnout se PWHT; tam, kde je vyžadována PWHT, použijte máslení

Tepelné únavové praskání

Svařte špičku v oblasti ovlivněné teplem- uhlíkové oceli

Rozdílová roztažnost mezi výplní a feritickým základním kovem při tepelném cyklování

Použijte plnivo s expanzí blízkou uhlíkové oceli; vyhnout se austenitickému nerezovému plnivu; kontrolní omezení

Zkreslení

Celá sestava

Lokalizovaný přívod tepla; asymetrická sekvence svarů; vysoká zdrženlivost

Vyvážený sled svarů; minimální tepelný příkon; přiměřené lepení; umožnit volnou kontrakci

 

Jak kvalifikujete postupy a svářeče pro tento spoj?

 

Specifikaci postupu svařování kvalifikujete pomocí záznamu o kvalifikaci postupu, který kombinuje obě čísla P-, a kromě zkoušek tahem je testujete také ohyby příčných stran. Poté kvalifikujete každého svářeče samostatně na slitině niklu, protože kvalifikace výkonu svářeče je vázána na číslo P- obecného kovu a číslo F- výplně a nepřenáší se z uhlíkové oceli.

 

Požadavek na boční ohyb je technickým srdcem kvalifikace. Zkouška příčným tahem na nepodobném spoji obvykle selhává u slabšího základního kovu a o linii tavení vám řekne velmi málo. Vzorek bočního ohybu obrobený v celé tloušťce a ohnutý tak, že feritická fúzní linie je v tahu, napíná přesně tu oblast, kde by existovala tvrdá přechodová zóna nebo pásek ochuzený o uhlík-, a odhalí problém ještě před uvedením spoje do provozu. ASME sekce IX QW-462.2 definuje vzorek a QW-423 řídí nepodobnou kombinaci základních kovů. Pro materiál o tloušťce větší než 12 mm jsou standardním přístupem boční ohyby, protože testují celou tloušťku průřezu.

 

Tabulka 11. Základy kvalifikace pro spoj Inconel 600 s uhlíkovou ocelí

Položka

Požadavek

Odkaz

Kombinace obecných kovů

V testovacím kuponu musí být uvedeno P-Ne. 43 i P-Ne. 1

ASME IX QW-423

Výplňový kov

Na bázi niklu-, F-Ne. 43; změna F-čísla je zásadní proměnná

ASME IX QW-404

Testovací režim

Tahové plus příčné boční ohyby, minimálně dva vzorky na QW-451

ASME IX QW-451, QW-462.2

Tloušťkové pokrytí

PQR pokrývá 1,5T až 2T pro testovanou tloušťku obecného kovu

ASME IX QW-451

Kvalifikace svářeč

Samostatný test výkonu na slitině niklu; kvalifikace uhlíkové oceli se nepřenáší

ASME IX QW-301, QW-302

Pokrytí pozice

Kvalifikace na testovací pozici; 6G pokrývá všechny pozice pro potrubí

ASME IX QW-303, QW-461

Průzkum tvrdosti

Vyžaduje se pro kyselý provoz, maximálně 22 HRC na straně uhlíkové oceli

NACE MR0175 / ISO 15156

Dokumentace

WPS, PQR, svářečské certifikáty, tabulky tepelného{0}}zpracování a zprávy NDE uložené společně

ASME IX QG-106, QG-107

 

Jak kontrolujete a testujete kloub?

 

Začněte vizuální kontrolou, přidejte testování penetrantu barviv s penetranty s nízkým -sírou a nízkým{1}}halogenovým penetrantem a poté radiografické nebo fázované -ultrazvukové vyšetření, jak to návrh vyžaduje. Přidejte průzkum tvrdosti na feritické fúzní lince pro kyselé provozy, ověřte materiály pozitivní identifikací materiálu a potvrďte, že niklový svarový kov neobsahuje v podstatě žádný ferit.

 

Dva kontrolní body jsou specifické pro rozdílné niklové svary. První je, že materiály pro testování penetrantů musí být kvalifikované pro slitiny niklu: standardní penetranty mohou nést síru a halogeny, které napadají nikl při teplotě, takže samotný test se může stát zdrojem koroze. Druhým je, že tvrdost záleží na feritické straně, nikoli na niklové straně. Průchod tvrdosti umístěný přes tavnou linii a do oblasti ovlivněné teplem- uhlíkové oceli vám řekne, zda strategie předehřívání a tepelného-zpracování skutečně fungovala.

 

Tabulka 12. Metody kontroly svarů Inconel 600 a uhlíkové oceli

Metoda

Co najde

Když se používá

Poznámky

vizuální (VT)

Profil patky, podříznutí, oxidace, obloukové údery

Každý svar

Zkontrolujte kořen interně, kde je přístupný

Penetrační prostředek barviva (PT)

Praskliny na povrchu-, pórovitost, nedostatečná fúze

Kořen a čepička na kritických spojích

Pouze penetranty s nízkým-sírou a nízkým-halogenem

Radiografie (RT)

Vnitřní pórovitost, nedostatek fúze, inkluze

Podle návrhu a kódu

Niklové svary jsou husté; používat jemnozrnnou-techniku

Ultrazvukové / fázované pole (UT / PAUT)

Nedostatek fúze, plošné vady, dimenzování

Silná stěna a tam, kde je RT nepraktická

Vyžaduje odlišnou-kalibraci specifickou pro svar

Průzkum tvrdosti

Tvrdé zóny v zóně ovlivněné teplem- uhlíkové oceli

Kyselá obsluha, vysoký uhlíkový ekvivalent

22 HRC (asi 248 HV) maximum podle NACE MR0175

Pozitivní identifikace materiálu (PMI)

Špatný základní kov nebo výplň

Ověření materiálu

Ověřte Inconel 600 i uhlíkovou ocel

Feritová kontrola

Delta ferit v niklovém svarovém kovu

Kde je uvedeno

ERNiCr-3 ukládá na FN 0

Boční ohyb (destruktivní)

Křehká přechodová zóna u feritické fúzní linie

Kvalifikace postupu

Nejcitlivější test pro tento typ kloubu

 

Které normy a předpisy se řídí svařováním Inconel 600 a uhlíkové oceli?

 

Spoj se řídí ASME BPVC oddíl IX pro kvalifikaci, konstrukčním předpisem, který platí pro zařízení pro návrh a tepelné zpracování, specifikacemi přídavného kovu AWS pro spotřební materiály a NACE MR0175 / ISO 15156, pokud služba obsahuje sirovodík.

 

Tabulka 13. Normy a kódy pro svařování Inconel 600 s uhlíkovou ocelí

Norma

Čím se řídí

Proč na tom záleží

ASME BPVC sekce IX

Postup svařování a kvalifikace svářeče

Kombinace P-Ne. 43 až P-Ne. 1, testování bočního ohybu, F-ovládání čísla

ASME B31.3

Návrh procesního potrubí, předehřev a PWHT

Tabulka 330.1.1 předehřátí a Tabulka 331.1.1 PWHT na 19 mm

ASME BPVC Section VIII Div. 1

Konstrukce tlakové nádoby

UCS-56 PWHT nad 38 mm, výjimka z nárazu UCS-66

ASME B31.1

Napájecí potrubí

Předehřev a PWHT pro různé spoje elektrárny

API RP 582

Pokyny pro svařování pro chemický, ropný a plynárenský průmysl

Osvědčený postup v oboru pro různé kovové svary a výběr výplně na{0}}niklové bázi

AWS A5.14 / SFA-5.14

Holý drát a tyč ze slitiny niklu

Klasifikace ERNiCr-3 a ERNiCrMo-3

AWS A5.11 / SFA-5.11

Elektrody SMAW ze slitiny niklu

Klasifikace ENiCrFe-2 a ENiCrFe-3

NACE MR0175 / ISO 15156

Materiály pro službu obsahující-H2S

22 HRC limit tvrdosti a požadavek na průzkum tvrdosti

ASTM B166 / B167 / B168 / B564 / B366

Inconel 600 forem produktů

Specifikace obecných kovů pro tyče, trubky, desky, výkovky a tvarovky

ASTM A106 / A333 / A516 / A105

Formy výrobků z uhlíkové oceli

Specifikace obecného kovu pro feritickou stranu

ISO 15608 / ISO 15614-1 / ISO 9606-1

Materiálové seskupení a kvalifikace

Skupina 43 až kombinace skupiny 1 pro projekty založené na ISO-

 

U projektů, které zahrnují také vysoce legovaný nikl nebo molybden, stojí za to zkontrolovat paralelní pokyny vŠpičkový průvodce Hastelloy C276aPrůvodce Inconel 625, protože rozdílná logika svařování a kvalifikační struktura jsou stejné, i když se chemické složení plniva liší.

 

Inconel 600 vs Inconel 625 vs uhlíková ocel: Porovnání jakosti

 

Inconel 600 je univerzální -univerzální, vysokoteplotní- slitina niklu-chromu-železa a lze ji ze všech tří nejsnáze svařovat s uhlíkovou ocelí. Inconel 625 přidává molybden a niob pro mnohem vyšší pevnost a odolnost vůči chloridům a jeho přídavný kov je standardním vylepšením pro náročné použití. Uhlíková ocel je ekonomický konstrukční materiál, který přenáší zatížení a tlak. Níže uvedené srovnání vysvětluje, které vlastnosti ovlivňují rozhodnutí o jaké výplni.

 

Inconel 600 vs Inconel 625 vs Carbon Steel

 

Tabulka 14. Porovnání jakosti relevantní pro rozdílné svařování

Vlastnictví

Inconel 600 (N06600)

Inconel 625 (N06625)

Uhlíková ocel (A106 sk. B)

Jmenovité složení

72 Ni, 15 Cr, 8 Fe

62 Ni, 21 Cr, 9 Mo, 3,5 Nb

Zůstatek Fe, 0,30 C max, 1,0 Mn

ASME P-Číslo

P-Ne. 43

P-Ne. 43

P-Ne. 1

Struktura

austenitické

austenitické

Feritické

CTE 20-100 C (um/m/C)

asi 13.3

asi 12.8

asi 11.7

Mez kluzu (žíhaný)

asi 240 MPa

asi 415 MPa

asi 240 MPa

Odolnost vůči chloridům SCC

Vynikající

Vynikající

Chudý

Limit oxidace (vzduch, kontinuální)

asi 1095 C

asi 980 C

asi 540 C

Svařování do uhlíkové oceli

Niklová výplň, přímočará

Niklová výplň, přímočará

Základní strana

Preferovaná výplň pro CS spoj

ERNiCr-3

ERNiCrMo-3

Nelze použít

Typický servisní řidič

Vysoká teplota, chlorid SCC, žíravina

Pevnost, chloridy, mořská voda, kyselý plyn

Tlaková kontejnment

 

Jeden praktický bod z tabulky: Inconel 600 i Inconel 625 jsou v P-Ne. 43, takže postup kvalifikovaný na jednom automaticky nepokrývá druhý. Specifikace obecných kovů je základní proměnnou, takže pokud projekt používá oba druhy, kvalifikujte každý. Širší srovnání mezi slitinami niklu a nerezovou ocelí je pokryto vSrovnání Inconel 625 vs 316La vSrovnání Inconel 625 vs Incoloy 825.

 

Co způsobuje náklady na svařování Inconel 600 na uhlíkovou ocel?

 

Dominantní cenou je kvalifikační a kontrolní balíček, nikoli uložený kov. Výplň na bázi niklu-je několikanásobně vyšší na kilogram než výplň z uhlíkové oceli, ale jeden kvalifikovaný postup může pokrýt velké množství podobných spojů, zatímco kvalifikace postupu, kvalifikace svářeče, proplachovací plyn, průzkumy tvrdosti a jakékoli tepelné zpracování po-svaření jsou z velké části fixní náklady, které je třeba uhradit jednou a poté je amortizovat.

 

Tři rozhodnutí hýbou náklady nejvíce. Zaprvé, zda je vyžadováno namazání máslem: přidává depozici, obrábění a samostatný cyklus tepelného-zpracování, ale přeměňuje neovladatelný problém tepelného-zpracování na zvládnutelný. Za druhé, zda řídící kód spouští tepelné zpracování po svařování: pokud zůstanete pod prahem 19 mm podle ASME B31.3, zabráníte celé operaci. Za třetí, kolik práce se dělá v dílně a ne na poli, protože svařování niklové slitiny v terénu vyžaduje ochranu proti větru, kontrolu čištění a svářeče, který je pro tuto pozici kvalifikovaný. Ekonomika prefabrikace pro tento druh práce je zkoumána vprefabrikace cívek potrubí versus srovnání nákladů na svařování v terénu.

 

Stojí za zmínku, že technické náklady na nesprávnou výplň jsou mnohem vyšší než náklady na výplň samotnou. Selhání odlišného svaru v chemické továrně nebo vedení kyselého plynu znamená ztrátu výroby, přepracování, re{1}}kontrolu a často i revidovaný postup. Tato asymetrie je důvodem, proč je výplň na bázi niklu- specifikována jako výchozí, nikoli jako prémiová možnost.

 

Často kladené otázky

 

Lze Inconel 600 svařovat s uhlíkovou ocelí?

Ano. Inconel 600 (UNS N06600) se spolehlivě svařuje s uhlíkovou ocelí, jako je ASTM A106 Grade B nebo A516 Grade 70, pokud je použit přídavný kov na bázi niklu. Spoj je klasifikován jako nepodobný kovový svar, takže potřebuje vlastní kvalifikovaný postup a svářeče, kteří jsou kvalifikovaní na slitinu niklu. Mezi typické aplikace patří připojení teploměrných jímek a trysek, spoje trubek výměníku tepla-k-potrubím, hardware pece a jaderné komponenty.

 

Jaký přídavný kov by měl být použit pro svařování Inconel 600 s uhlíkovou ocelí?

Použijte přídavný kov-na niklu. ERNiCr-3 (Alloy 82, UNS N06082, AWS A5.14) je standardní volbou pro GTAW a GMAW a ENiCrFe-2 nebo ENiCrFe-3 (Alloy 182, AWS A5.11) je standardní volbou pro SMAW. Tato plniva se těsně shodují s tepelnou roztažností uhlíkové oceli, snášejí ředění z oceli a odolávají praskání při tuhnutí, protože jejich obsah niobu váže síru a fosfor.

 

Mohu použít ER309L ke svařování Inconel 600 na uhlíkovou ocel?

Ne pro zvýšenou{0}}teplotu nebo kritickou službu. ER309L se široce používá ke spojování uhlíkové oceli s nerezovou ocelí pod zhruba 315 C (600 F), ale pro uhlíkovou ocel s Inconelem 600 má austenitické plnivo koeficient tepelné roztažnosti asi 18 mikrometrů na metr na stupeň Celsia oproti asi 12 pro uhlíkovou ocel. Tento nesoulad koncentruje napětí na feritické fúzní lince a způsobuje tepelnou únavu a praskání. Plnivo na bázi niklu, jako je ERNiCr-3, je preferováno při všech teplotách.

 

Jaké je ASME P-číslo Inconel 600?

Inconel 600 (UNS N06600) je P-č.. 43 skupina 1 v ASME BPVC sekci IX, uvedena v QW/QB-422. Její skupinové číslo ISO 15608 je také 43. Uhlíková ocel, jako je A106 Grade B, A333 Grade 6, A516 Grade 70 a A105 je P-Ne. 1. Protože oba základní kovy mají různá čísla P, ASME Section IX považuje spoj za odlišný kov.

 

Je nutný předehřev při svařování Inconel 600 na uhlíkovou ocel?

Obvykle ne. Samotný Inconel 600 nikdy nepotřebuje předehřát a uhlíková ocel v P-Ne. 1 s uhlíkovým ekvivalentem pod asi 0,42 a tloušťkou do asi 19 mm lze normálně svařovat při teplotě okolí za předpokladu, že povrch je suchý a nad rosným bodem. Předehřev je nezbytný pro tlustší sekce, vyšší uhlíkové ekvivalenty, vysoké omezení, nízkou okolní teplotu nebo když to vyžaduje řídící kód nebo specifikace vlastníka.

 

Je pro svary Inconel 600 s uhlíkovou ocelí nutné tepelné zpracování po svařování?

Ne pro niklovou stranu. Svarový kov Inconel 600 a ERNiCr-3 nevyžadují tepelné zpracování po svařování a jeho zbytečné použití je škodlivé, protože migrace uhlíku se zrychluje nad zhruba 480 C. Tepelné zpracování je vyžadováno pouze v případě, že jej spouští strana uhlíkové oceli, například nad 19 mm tloušťkou stěny pod ASME B31.3 Tabulka 331.1.1, pro jakékoli 331.1.1 U 331.1.1 divize U 38 mm pod AS56, pro jakýkoli V38 sour služby podle NACE MR0175 / ISO 15156.

 

Proč dochází v Inconelu 600 k migraci uhlíku ke svarům uhlíkové oceli?

Uhlík migruje, protože obě strany mají velmi odlišnou uhlíkovou aktivitu. Při provozních teplotách nebo teplotách tepelného -zpracování nad zhruba 480 C uhlík z feritické oceli difunduje směrem k vyšší-chromniklové straně a vysráží se jako karbidy chrómu podél hranice fúze. V oceli tak zůstává měkký, uhlík{5}}ochuzený feritový pásek a na rozhraní tvrdý, křehký-karbidový pásek. Fix je plnivo na bázi niklu,-které zvyšuje obsah niklu ve fúzní zóně a snižuje aktivitu uhlíku v kombinaci s minimálním ředěním a vyhýbáním se zbytečnému tepelnému zpracování.

 

Co způsobuje praskání při svařování Inconel 600 na uhlíkovou ocel?

Dominují čtyři mechanismy. Tuhnutí nebo horké praskání v austenitické svarové lázni, poháněné sírou a fosforem; vodíkové-praskání v zóně ovlivněné tvrdým teplem-na straně uhlíkové oceli, poháněné vysokým uhlíkovým ekvivalentem a bez předehřívání; rozdílná únava tepelné roztažnosti na feritické linii tavení, způsobená nesouladem rozpínání; a úlevu od napětí-nebo praskání při relaxaci, když je spoj tepelně zpracován při nesprávné teplotě. Niobová-niklová výplň, čisté povrchy, kontrolovaný přívod tepla a správná regulace předehřívání, všechny čtyři.

 

Co je mazání máslem při svařování odlišných kovů?

Buttering je postup, kdy se na povrch uhlíkové oceli nanese jedna nebo více vrstev plniva na bázi niklu-, tento povrch se opracuje naplocho, tepelně zpracuje součást z uhlíkové oceli jako taková a poté spoj dokončí-plnivem na bázi niklu. Odděluje rozhraní pro migraci uhlíku od konečného svaru a umožňuje uhlíkové oceli po -svaření tepelné zpracování, které vyžaduje kód nebo služba, aniž by byl dokončený niklový svar vystaven této teplotě.

 

Jaký ochranný plyn by měl být použit pro GTAW na Inconel 600?

Pro většinu GTAW prací používejte 100% argon, zhruba 10 až 15 litrů za minutu. Pro silnější sekce nebo když je potřeba lepší smáčení a penetrace, použijte směs argonu a helia, jako je 75 procent helia s 25 procenty argonu. Nepoužívejte oxid uhličitý nebo plyny obsahující -dusík, které způsobují poréznost a tvorbu nitridů. Pro GMAW je typický argon s 15 až 25 procenty helia.

 

Potřebují svářeči speciální kvalifikaci pro Inconel 600?

Ano. Kvalifikace výkonu svářeče podle ASME sekce IX je vázána na základní kovové číslo P-a přídavný kov F-číslo, takže svářeč kvalifikovaný pouze pro uhlíkovou ocel nemá kvalifikaci pro svařování Inconel 600. Každý svářeč musí před zahájením práce na výrobních spojích projít samostatným testem výkonu na slitině niklu pomocí kvalifikovaného postupu.

 

Jaká je maximální interpass teplota pro svařování Inconel 600?

Při svařování Inconel 600 a zejména při svařování na uhlíkovou ocel udržujte teplotu interpassu na nebo pod 150 C (300 F). Nadměrná interpass teplota zpomaluje chlazení, podporuje precipitaci karbidu chrómu a růst zrn ve slitině niklu, zvyšuje ředění z oceli a zvyšuje riziko vzniku trhlin za tepla a ztráty odolnosti proti korozi. Nechte spoj přirozeně mezi jednotlivými průchody vychladnout, než abyste jej ochlazovali.

 

Jak kontrolujete svar Inconel 600 s uhlíkovou ocelí?

Začněte vizuální kontrolou, poté testováním penetračního barviva pomocí penetrantů s nízkým -sírou a nízkým{1}}halogenovým penetrantem a poté radiografickým nebo fázovaným -ultrazvukovým vyšetřením, jak návrh vyžaduje. Přidejte průzkum tvrdosti na feritické lince, když je služba kyselá, ověřte výplň a základní kovy pozitivní identifikací materiálu a potvrďte nulový ferit v niklovém svarovém kovu. Destruktivní boční ohyby na kvalifikačním kupónu postupu jsou nejcitlivější kontrolou na feritické fúzní lince.

 

Lze Inconel 600 přivařit k nerezové oceli 316?

Ano, a je to jednodušší než svařování na uhlíkovou ocel. Nerezová ocel Inconel 600 i 316 jsou austenitické, takže nedochází k nesouladu krystalové struktury a žádnému riziku migrace uhlíku stejné velikosti. ERNiCr-3 je stále preferovaným plnivem, protože je tolerantní vůči ředění a odolává praskání za horka, i když plniva s vyšším obsahem molybdenu, jako je ERNiCrMo-3, se používají, když záleží na odolnosti proti důlkové korozi nebo chloridům.

 

Jaký je rozdíl mezi ERNiCr-3 a ERNiCrMo-3?

ERNiCr-3 (Alloy 82) je nikl-chrom-železo plnivo s asi 67 procenty niklu, 18 až 22 procenty chrómu a 2 až 3 procenty niobu a je standardní volbou pro svařování Inconelu 600 s uhlíkovou ocelí. ERNiCrMo-3 (plnivo Alloy 625) přidává zhruba 9 procent molybdenu a 3,5 procenta niobu, což poskytuje mnohem lepší odolnost proti důlkové korozi, štěrbinové korozi a chloridům a navíc má vyšší pevnost. Zvolte ERNiCrMo-3 pro silně korozivní provoz nebo vyšší pevnost spoje a mějte na paměti, že změna vyžaduje novou kvalifikaci postupu.

 

Potřebuje svar Inconel 600 s uhlíkovou ocelí PWHT pro kyselou obsluhu?

Niklová strana ne, ale uhlíková ocel ano. NACE MR0175 / ISO 15156 pokrývá svar a tepelně -ovlivněnou-zónu tvrdosti při 22 HRC (asi 248 HV) pro uhlíkové a -legované oceli v kyselém provozu a -svařovaná tepelně{4}}ovlivněná zóna často překračuje přibližně 0,2 uhlíkového ekvivalentu. Praktickým řešením je natřít uhlíkovou ocel máslem, tepelně zpracovat tuto součást tak, aby splňovala limit tvrdosti, ověřit ji průzkumem tvrdosti a poté spoj doplnit plnivem na bázi niklu{11}}.

 

Jak zabráníte poréznosti svarů Inconel 600?

O výsledku rozhoduje čistota a pokrytí plynem. Odmastěte a otřete spoj rozpouštědlem -bez chloridů a s nízkým{2}}obsahem síry, odstraňte veškerou barvu, značkovací inkoust a sloučeniny obsahující síru-, použijte speciální nerezový nebo niklový kartáč a nikdy nedovolte, aby niklový povrch kontaminoval brusný prach z uhlíkové oceli. Poté použijte správný proud ochranného plynu, chraňte svarovou lázeň před průvanem, propláchněte uzavřené části argonem a udržujte přídavný drát čistý a suchý.

 

Jaký je limit uhlíkového ekvivalentu pro stranu uhlíkové oceli?

Použijte vzorec IIW, CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. Oceli s uhlíkovým ekvivalentem nad asi 0,42 jsou považovány za obtížně svařitelné, protože tepelně-ovlivněná oblast ztvrdne a stane se náchylnou k praskání vodíkem. U spoje Inconel 600 s uhlíkovou ocelí je to důležité, protože oblast ovlivněná feritickým teplem-je místem, kde nejčastěji selhávají různé svary, takže vyšší uhlíkový ekvivalent znamená předehřátí, řízený přívod tepla a často i průzkum tvrdosti.

 

Kolik stojí svařování Inconel 600 s uhlíkovou ocelí?

Samotný svar tvoří malou část nákladů. Výplň na bázi niklu- stojí několikanásobně více na kilogram než výplň z uhlíkové oceli a mazání máslem, kvalifikace postupu, kvalifikace svářeče, proplachovací plyn, průzkumy tvrdosti a jakékoli tepelné zpracování po-svaření přidávají technické a kontrolní hodiny. Dominantním faktorem nákladů je obvykle spíše kvalifikační balíček než uložený kov, a proto by měl být jeden kvalifikovaný postup znovu použit pro tolik podobných spojů, kolik kód umožňuje.

 

Jaký je nejlepší proces svařování Inconel 600 s uhlíkovou ocelí?

Plynové wolframové obloukové svařování je nejlepší proces pro kořenový průchod a pro práci s tenkými -stěnami, protože poskytuje přesnou regulaci tepla a čisté usazeniny- bez strusky. Plynové obloukové svařování kovů s přenosem sprejem vyhovuje silnější výplni a obloukové svařování kovů v ochranné atmosféře je praktickou volbou v oboru s elektrodami ENiCrFe-2 nebo ENiCrFe-3. Svařování pod tavidlem a tavidlo se obecně nedoporučuje pro niklovou stranu kvůli interakci tavidla a vyššímu tepelnému příkonu.

 

Níže uvedené otázky jsou otázky, na které se inženýři, výrobci a dodavatelské týmy nejčastěji ptají ohledně svařování Inconel 600 na uhlíkovou ocel. Širší soubor otázek týkajících se slitin niklu naleznete naJN Alloy FAQ index.

 

Související produkty a další čtení

 

Přehled produktů Inconel 600 (UNS N06600).- formy, specifikace a aplikace základních materiálů

Trubky Inconel 600- bezešvé a svařované potrubí pro-vysokoteplotní a chloridový provoz

Deska ASTM B168 UNS N06600- plech a plech pro nádoby, trubkovnice a vybavení pecí

Inconel 600 příruby- kované součásti příruby a trysky

Vše, co potřebujete vědět o Inconel 600- vlastnosti, koroze a výběr

Co byste měli vědět o Inconel 600- praktických poznámek k výrobě

Vlastnosti a použití trubky Inconel 600Výběr řízený - aplikací-

Aplikace Inconel 600- odvětví-podle-pohledu odvětví

Stránka dodavatele potrubí Inconel 600- objednávání, tolerance a dokumentace

Výhody produktů Inconel 600-, kde slitina získává své náklady

Průvodce svařováním Inconel 625- procesy, parametry a přídavné kovy pro sesterskou slitinu

Svařovací průvodce Hastelloy C276- svařování molybdenových-niklových slitin

Vodítko náboje Inconel 625- celý cluster obsahu Inconel 625

Špičkový průvodce Hastelloy C276- celý cluster obsahu C276

Výběr potrubí z niklové slitiny podle typu kyseliny- odpovídající slitina chemické službě

Jak si vybrat trubku ze slitiny niklu pro chemické závodyPracovní postup výběru -

Incoloy 825 vs Hastelloy C276 pro kyselý plyn- výběr kyselého servisního materiálu

Chemická zařízení- vyrobené zařízení pro korozivní služby

Řešení pro ropný a plynárenský průmysl- materiály proti proudu, střednímu proudu a po proudu

Řešení námořního inženýrství- mořské a pobřežní materiály

Prefabrikace cívek potrubí vs svařování v terénu- srovnání ceny a kvality

Případová studie: Cívky potrubí Inconel 625 pro zařízení LNGPříklad projektu výroby -

Trubky Inconel- kompletní sortiment trubek ze slitin niklu

Inconel ocelPřehled rodiny slitin -

Trubka z niklové slitiny- celá řada produktů

List a deska InconelPlochá produktová řada -

Kulaté tyče Inconel- rozsah tyčí a tyčí

Ocelový plech a plech- uhlíkové a nerezové ploché výrobky

Ocelové trubky a trubky- uhlíkové a nerezové trubkové produkty

Trubkové tvarovky-na tupo- tvarovky pro svařované potrubní systémy

Kované potrubní tvarovky- vysokotlaké-kované součásti

PřírubyTypy a výběr přírub: -

Nerezová ocel 316- austenitická třída běžně spojovaná se slitinami niklu

Nerezová ocel 304- obecný-austenitický stupeň

O JN Alloy- výrobní kapacity a systémy kvality

 

Potřebujete Inconel 600 nebo materiály z uhlíkové oceli pro tento spoj?

 

Společnost JN Alloy dodává trubky, trubky, desky, tyče, příruby a tvarovky Inconel 600 podle specifikací ASTM / ASME s certifikáty o zkoušce mlýnů, zprávami PMI a plnou sledovatelností. Sdělte nám svou kombinaci obecného kovu a my vám pomůžeme sladit tvary výrobků s vaším svařovacím postupem.Zobrazit produkty Inconel 600.

 

Odeslat dotaz
Pojď k nám
A spusťte své RFQS hned.
Kontaktujte nás