El acero resistente al calor se refiere al acero que tiene tanto estabilidad térmica como resistencia térmica en condiciones de alta temperatura. La estabilidad térmica significa que el acero puede mantener la estabilidad química (resistencia a la corrosión, no oxidación) en condiciones de alta temperatura. La resistencia térmica significa que el acero tiene suficiente resistencia en condiciones de alta temperatura. Entre ellos, la resistencia al calor está garantizada principalmente por elementos de aleación como cromo, molibdeno, vanadio, titanio y niobio. Por lo tanto, la selección de materiales de soldadura debe determinarse de acuerdo con el contenido de elementos de aleación del metal base. El acero resistente al calor se usa ampliamente en la construcción de instalaciones industriales petroleras y petroquímicas. La mayoría de los aceros resistentes al calor perlíticos con los que a menudo podemos entrar en contacto son aceros resistentes al calor perlíticos con bajo contenido de aleación, como 15CrMo, 1Cr5Mo, etc.
1 Soldabilidad del acero resistente al calor al cromo molibdeno
El cromo y el molibdeno son los principales elementos de aleación del acero resistente al calor perlítico, que pueden mejorar significativamente la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la oxidación a altas temperaturas del metal, pero empeoran la soldabilidad del metal y tienen una tendencia a extinguir la tensión en la zona de soldadura y afectada por el calor. El enfriamiento en aire es fácil de producir una estructura de martensita dura y quebradiza, que no solo afecta las propiedades mecánicas de las juntas soldadas, sino que también produce una gran tensión interna, lo que resulta en una tendencia al agrietamiento en frío.
Por lo tanto, el principal problema al soldar acero resistente al calor son las grietas, y los tres elementos que forman grietas son: estructura, tensión y contenido de hidrógeno en la soldadura, por lo que es particularmente importante formular un proceso de soldadura razonable.
2. Proceso de soldadura del acero resistente al calor perlítico
2.1 Bisel
La ranura se procesa generalmente mediante un proceso de corte por llama o plasma. Si es necesario, el corte también debe precalentarse. Después del pulido, se realiza una inspección PT para eliminar las grietas en la ranura. Por lo general, se selecciona una ranura en forma de V y el ángulo de la ranura es de 60 grados. Desde la perspectiva de prevenir grietas, es beneficioso tener un ángulo de ranura más grande, pero aumenta la cantidad de soldadura. Al mismo tiempo, la ranura y ambos lados de la parte interior se pulen para eliminar el aceite y el óxido. y la humedad y otros contaminantes (deshidrogenación, prevención de estomas).
2.2 Parejas de grupos
Se requiere que la alineación no pueda ser forzada para evitar la generación de tensión interna. Dado que el acero resistente al calor al cromo molibdeno tiene una gran tendencia a agrietarse, la restricción de la soldadura durante la soldadura no debe ser demasiado grande, para no causar una rigidez excesiva, especialmente al soldar placas gruesas, lo que dificulta el uso de barras de unión, accesorios y accesorios con contracción libre de la soldadura. Se debe evitar tanto como sea posible.
2.3 Selección del método de soldadura
En la actualidad, los métodos de soldadura comúnmente utilizados para la soldadura de tuberías en nuestras unidades de instalación de petróleo y petroquímica son la soldadura por arco de tungsteno y argón para fondo, la soldadura por arco de electrodo para cubierta de relleno y otros métodos de soldadura incluyen soldadura MIG, soldadura con protección de gas CO2, soldadura por electroescoria y soldadura automática por arco sumergido, etc.
2.4 Selección de materiales de soldadura
El principio de combinación de materiales de soldadura, la composición de la aleación y las propiedades de resistencia del metal de soldadura deben ser básicamente consistentes con los indicadores correspondientes del metal base o deben alcanzar los indicadores de rendimiento mínimos propuestos en las condiciones técnicas del producto. Además, para reducir el contenido de hidrógeno, primero se deben utilizar electrodos alcalinos con bajo contenido de hidrógeno. Los electrodos o fundentes deben secarse de acuerdo con el proceso prescrito y deben tomarse según sea necesario. Deben colocarse en el balde de aislamiento de electrodos y tomarse según sea necesario. El número de electrodos en el balde de aislamiento de electrodos no debe exceder las 4 horas, de lo contrario, debe volver a secarse y el número de tiempos de secado no debe exceder tres veces, que se especifican en el proceso de construcción específico. En la soldadura por arco manual de acero resistente al calor al cromo-molibdeno, también se pueden utilizar electrodos de acero inoxidable austenítico, como los electrodos A307, pero aún se requiere precalentamiento antes de soldar. Este método es adecuado para el caso en el que la soldadura no se puede tratar térmicamente después de la soldadura.
La tabla de selección de consumibles para soldadura de acero resistente al calor es la siguiente:
2.5 Precalentamiento
El precalentamiento es una medida importante del proceso para soldar grietas en frío y aliviar tensiones en aceros perlíticos resistentes al calor. Para garantizar la calidad de la soldadura, ya sea por puntos o por proceso de soldadura, se debe precalentar y mantener dentro de un rango de temperatura determinado.
2.6 Enfriamiento lento después de la soldadura
El enfriamiento lento después de la soldadura es un principio que se debe seguir estrictamente al soldar acero resistente al calor al cromo-molibdeno. Esto se debe hacer incluso en verano. Generalmente, se utiliza una tela de amianto para cubrir la costura de soldadura y el área cercana a la costura inmediatamente después de la soldadura. Las piezas soldadas pequeñas se pueden colocar en un lugar donde se enfríe lentamente en una tela de amianto.
2.7 Tratamiento térmico posterior a la soldadura
El tratamiento térmico debe realizarse inmediatamente después de la soldadura, con el fin de evitar la generación de grietas retardadas, aliviar la tensión y mejorar la estructura. La tabla de temperaturas de precalentamiento del acero resistente al calor antes de la soldadura y el tratamiento térmico posterior a la soldadura se muestra en la siguiente tabla.
3 Precauciones al soldar
(1) Al soldar este tipo de acero, se deben tomar medidas como precalentamiento y enfriamiento lento después de la soldadura, pero cuanto mayor sea la temperatura de precalentamiento, mejor, y se deben cumplir estrictamente los requisitos del proceso de soldadura.
(2) Para las placas gruesas, se debe utilizar soldadura multicapa, y la temperatura entre capas no debe ser inferior a la temperatura de precalentamiento. La soldadura debe realizarse de una sola vez, preferiblemente sin interrupción. Si se requiere suspensión entre capas, se deben tomar medidas de aislamiento térmico y enfriamiento lento, y se deben tomar las mismas medidas de precalentamiento antes de volver a soldar.
(3) Durante el proceso de soldadura, se debe prestar atención a rellenar los cráteres, pulir la junta y eliminar las grietas de cráter (grietas calientes). Además, cuanto mayor sea la corriente, más profundo será el cráter del arco, por lo que los parámetros de soldadura y la energía de la línea de soldadura adecuada deben implementarse estrictamente de acuerdo con las instrucciones del proceso de soldadura.
(4) La organización de la construcción también es una parte importante de la calidad de la soldadura. La cooperación de varios tipos de trabajo es particularmente importante para evitar el fracaso del siguiente proceso para conectar la calidad de toda la soldadura.
(5) También se debe prestar atención a la influencia del clima y el medio ambiente. Cuando la temperatura ambiente es baja, se puede aumentar la temperatura de precalentamiento de manera adecuada para evitar que la temperatura baje demasiado rápido y, al mismo tiempo, se pueden tomar medidas de emergencia, como protección contra el viento y la lluvia.
4. Resumen
El precalentamiento, la conservación del calor, el tratamiento térmico posterior a la soldadura y otros procesos son medidas de proceso necesarias para soldar acero resistente al calor al cromo-molibdeno. Los tres son igualmente importantes y no se pueden ignorar. La omisión de cualquier vínculo tiene graves consecuencias. Los soldadores deben implementar estrictamente el proceso de soldadura y fortalecer la orientación del sentido de responsabilidad del soldador. No se arriesgue y oriente a los soldadores para que implementen la seriedad y la necesidad del proceso. Siempre que implementemos estrictamente el proceso de soldadura durante el proceso de construcción, cooperemos bien entre los distintos tipos de trabajo y organicemos los procesos de manera razonable, se pueden garantizar la calidad de la soldadura y los requisitos técnicos.
