Заўвага рэдактара: Pharmaceutical Online з задавальненнем прадстаўляе гэты артыкул з чатырох частак аб арбітальнай зварцы трубаправодаў у біятэхналагічным працэсе, напісаны галіновым экспертам Барбарай Хэнан з Arc Machines. Гэты артыкул адаптаваны з прэзентацыі доктара Хэнан на канферэнцыі ASME у канцы мінулага года.
Прадухіляе страту каразійнай стойкасці. Вада высокай чысціні, такая як DI або WFI, з'яўляецца вельмі агрэсіўным пратручвальнікам для нержавеючай сталі. Акрамя таго, WFI фармацэўтычнага ўзроўню цыклічна працуе пры высокай тэмпературы (80°C) для падтрымання стэрыльнасці. Існуе тонкая розніца паміж паніжэннем тэмпературы, дастатковай для падтрымання жывых арганізмаў, смяротных для прадукту, і павышэннем тэмпературы, дастатковай для спрыяння вытворчасці «румян». Румяны ўяўляюць сабой карычневую плёнку рознага складу. выклікана карозіяй кампанентаў трубаправоднай сістэмы з нержавеючай сталі. Асноўнымі кампанентамі могуць быць бруд і аксіды жалеза, але таксама могуць прысутнічаць розныя формы жалеза, хрому і нікеля. Наяўнасць чырвані смяротна небяспечная для некаторых прадуктаў, і яе прысутнасць можа прывесці да далейшай карозіі, хоць яе прысутнасць у іншых сістэмах здаецца даволі дабраякаснай.
Зварка можа негатыўна паўплываць на ўстойлівасць да карозіі. Гарачы колер з'яўляецца вынікам акіслення матэрыялу, які адкладаецца на зварных швах і зонах ЗТВ падчас зваркі, асабліва шкодны і звязаны з утварэннем чырвані ў фармацэўтычных водных сістэмах. Утварэнне аксіду хрому можа выклікаць гарачы адценне, пакідаючы за сабой збеднены хромам пласт, успрымальны да карозіі. Гарачы колер можна выдаліць шляхам пратручвання і шліфоўкі, выдаляючы метал з паверхню, у тым ліку падсцілаючы пласт, збеднены хромам, і аднаўленне каразійнай устойлівасці да ўзроўняў, блізкіх да ўзроўню асноўнага металу. Аднак пратручванне і шліфоўка шкодныя для аздаблення паверхні. Пасівацыя сістэмы трубаправодаў азотнай кіслатой або складамі хелатирующего агента праводзіцца для пераадолення неспрыяльных наступстваў зваркі і вырабу перад уводам сістэмы трубаправодаў у эксплуатацыю. Электронны аналіз Ожэ паказаў, што хелаціруючая пасівацыя можа аднавіць змены ў размеркаванні паверхні. кіслароду, хрому, жалеза, нікеля і марганца, якія ўзніклі ў зоне зварнога шва і тэрмічнага ўздзеяння да стану перад зваркай. Аднак пасівацыя ўплывае толькі на знешні павярхоўны пласт і не пранікае ніжэй за 50 ангстрэм, у той час як цеплавая афарбоўка можа распаўсюджвацца на 1000 ангстрэм або больш пад паверхняй.
Такім чынам, каб усталяваць каразійна-ўстойлівыя трубаправодныя сістэмы паблізу несварных падкладак, важна паспрабаваць абмежаваць пашкоджанні, выкліканыя зваркай і вырабам, да ўзроўняў, якія можна ў значнай ступені аднавіць пасівацыяй. Гэта патрабуе выкарыстання прадувальнага газу з мінімальным утрыманнем кіслароду і падачы да ўнутранага дыяметра зварнога злучэння без забруджвання атмасферным кіслародам або вільгаццю. Дакладны кантроль падачы цяпла і пазбяганне перагрэву падчас зварка таксама важная для прадухілення страты каразійнай стойкасці. Кантроль вытворчага працэсу для дасягнення паўтаральнай і стабільнай высокай якасці зварных швоў, а таксама асцярожнае абыходжанне з трубамі і кампанентамі з нержавеючай сталі падчас вытворчасці для прадухілення забруджванняў з'яўляюцца важнымі патрабаваннямі да высакаякаснай сістэмы трубаправодаў, якая ўстойлівая да карозіі і забяспечвае доўгатэрміновую прадукцыйную працу.
Матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў сістэмах трубаправодаў з біяфармацэўтычнай нержавеючай сталі высокай чысціні, за апошняе дзесяцігоддзе зведалі эвалюцыю ў бок павышэння каразійнай устойлівасці. Большасць нержавеючай сталі, якая выкарыстоўвалася да 1980 года, была нержавеючая сталь маркі 304, таму што яна была адносна недарагая і лепшая ў параўнанні з меддзю, якая выкарыстоўвалася раней. Фактычна, нержавеючая сталь серыі 300 адносна простая ў апрацоўцы, яе можна зварваць плаўленнем без лішняй страты карозіі. стойкасць, і не патрабуюць спецыяльнай папярэдняй і наступнай цеплавой апрацоўкі.
У апошні час выкарыстанне нержавеючай сталі 316 у трубаправодах высокай чысціні пачасцілася. Тып 316 падобны па складзе да тыпу 304, але ў дадатак да легіруючых элементаў хрому і нікеля, агульных для абодвух, 316 утрымлівае каля 2 % малібдэна, што значна павышае ўстойлівасць да карозіі 316. Тыпы 304L і 316L, якія называюцца маркамі "L", маюць больш нізкае ўтрыманне вугляроду, чым стандартныя маркі (0,035% супраць 0,08%). Такое зніжэнне ўтрымання вугляроду прызначана для памяншэння колькасці ападкаў карбіду, якія могуць узнікнуць пры зварцы. Гэта ўтварэнне карбіду хрому, які разбурае межы зерняў асноўнага металу хрому, робячы яго адчувальным да карозіі. Утварэнне карбіду хрому, званае «сенсібілізацыяй», залежыць ад часу і тэмпературы і з'яўляецца большай праблемай пры ручной пайцы. Мы паказалі, што арбітальная зварка супераўстэнітнай нержавеючай сталі AL-6XN забяспечвае больш устойлівыя да карозіі зварныя швы, чым аналагічныя зварныя швы, выкананыя ўручную. Гэта адбываецца таму, што арбітальная зварка забяспечвае дакладны кантроль сілы току, пульсацый і часу, што прыводзіць да меншага і больш раўнамернага падводу цяпла, чым ручная зварка. Арбітальная зварка ў спалучэнні з віртуальнымі маркамі "L" 304 і 316 ly ліквідуе выпадзенне карбіду як фактар ​​развіцця карозіі ў сістэмах трубаправодаў.
Варыяцыя нержавеючай сталі ад нагрэву да нагрэву. Нягледзячы на ​​тое, што параметры зваркі і іншыя фактары могуць захоўвацца ў даволі жорсткіх допусках, па-ранейшаму існуюць адрозненні ў цеплавой нагрузцы, неабходнай для зваркі нержавеючай сталі, ад нагрэву да нагрэву. Лік нагрэву - гэта нумар партыі, які прысвойваецца канкрэтнаму расплаву нержавеючай сталі на заводзе. Дакладны хімічны склад кожнай партыі запісваецца ў справаздачу аб завадскіх выпрабаваннях (MTR) разам з ідэнтыфікацыяй партыі або нумарам нагрэву. .Чыстае жалеза плавіцца пры тэмпературы 1538°C (2800°F), у той час як легіраваныя металы плавяцца ў дыяпазоне тэмператур у залежнасці ад тыпу і канцэнтрацыі кожнага прысутнага сплаву або мікраэлемента. Паколькі нержавеючая сталь можа ўтрымліваць аднолькавую канцэнтрацыю кожнага элемента, характарыстыкі зваркі будуць адрознівацца ад печы да печы.
СЭМ арбітальных зварных швоў трубы 316L на трубе AOD (уверсе) і матэрыяле EBR (унізе) паказала значную розніцу ў гладкасці зварнога шва.
У той час як адзіная працэдура зваркі можа працаваць для большасці нагрэваў з аднолькавым OD і таўшчынёй сценкі, некаторыя нагрэвы патрабуюць меншай сілы току, а некаторыя патрабуюць большай сілы току, чым звычайна. Па гэтай прычыне неабходна старанна адсочваць нагрэў розных матэрыялаў на працоўным месцы, каб пазбегнуць патэнцыйных праблем. Часта новы нагрэў патрабуе толькі невялікай змены сілы току, каб дасягнуць здавальняючай працэдуры зваркі.
Праблема з серай. Элементарная сера - гэта прымешка, звязаная з жалезнай рудай, якая ў значнай ступені выдаляецца ў працэсе вытворчасці сталі. Для нержавеючай сталі AISI тыпу 304 і 316 вызначана максімальнае ўтрыманне серы 0,030%. З развіццём сучасных працэсаў ачысткі сталі, такіх як аргонна-кіслароднае абязуглерожванне (AOD) і падвойныя метады вакуумнага плаўлення, такія як вакуумнае індукцыйнае плаўленне. Вакуумна-дугавым пераплаўленнем (VIM+VAR) стала магчымым вырабляць сталі, якія адрозніваюцца наступнымі спосабамі. Іх хімічны склад. Было адзначана, што ўласцівасці зварачнай ванны змяняюцца, калі ўтрыманне серы ў сталі ніжэй прыкладна за 0,008%. Гэта звязана з уплывам серы і ў меншай ступені іншых элементаў на тэмпературны каэфіцыент павярхоўнага нацяжэння зварачнай ванны, які вызначае характарыстыкі цякучасці вадкай ванны.
Пры вельмі нізкіх канцэнтрацыях серы (0,001% - 0,003%), пранікненне зварачнай лужыны становіцца вельмі шырокім у параўнанні з аналагічнымі зварнымі швамі, выкананымі на матэрыялах з сярэднім утрыманнем серы. Зварныя швы, зробленыя на трубах з нержавеючай сталі з нізкім утрыманнем серы, будуць мець больш шырокія зварныя швы, у той час як на трубах з больш тоўстай сценкай (0,065 цалі, або 1,66 мм або больш) будзе большая тэндэнцыя да стварэння зварных швоў. Зварка паглыбленнямі. зварачнага току дастаткова для атрымання поўнага пранікнення зварнога шва. Гэта робіць матэрыялы з вельмі нізкім утрыманнем серы больш цяжкімі для зваркі, асабліва з больш тоўстымі сценкамі. Пры больш высокім значэнні канцэнтрацыі серы ў нержавеючай сталі 304 або 316 зварны вал мае тэндэнцыю быць менш цякучым на выгляд і больш шурпатым, чым матэрыялы з сярэднім утрыманнем серы. Такім чынам, для зварваемасці ідэальнае ўтрыманне серы будзе ў дыяпазоне ад прыблізна 0,005% да 0. 017%, як паказана ў ASTM A270 S2 для трубак фармацэўтычнай якасці.
Вытворцы электрапаліраваных труб з нержавеючай сталі заўважылі, што нават умераны ўзровень серы ў нержавеючай сталі 316 або 316L абцяжарвае задавальненне патрэб кліентаў паўправаднікоў і біяфармацэўтыкі ў гладкіх унутраных паверхнях без ям. Выкарыстанне сканіруючай электроннай мікраскапіі для праверкі гладкасці паверхні труб становіцца ўсё больш распаўсюджаным. Даказана, што сера ў асноўных металах утварае неметалічныя ўключэнні або «стрынгеры» з сульфіду марганца (MnS), якія выдаляюцца падчас электрополирования і пакідаюць пустэчы ў дыяпазоне 0,25-1,0 мкм.
Вытворцы і пастаўшчыкі электрапаліраваных труб схіляюць рынак да выкарыстання матэрыялаў з звышнізкім утрыманнем серы, каб адпавядаць іх патрабаванням да аздаблення паверхні. Аднак праблема не абмяжоўваецца электрапаліраванымі трубамі, бо ў неэлектрапаліраваных трубах уключэнні выдаляюцца падчас пасівацыі сістэмы трубаправодаў. Было паказана, што пустэчы больш схільныя да вылучэнняў, чым гладкія ўчасткі паверхні. Такім чынам, ёсць некаторыя важкія прычыны для тэндэнцыі да больш «чыстых» матэрыялаў з нізкім утрыманнем серы. .
Адхіленне дугі. У дадатак да паляпшэння зварваемасці нержавеючай сталі, наяўнасць некаторай колькасці серы таксама паляпшае апрацоўваемасць. У выніку вытворцы і вытворцы імкнуцца выбіраць матэрыялы з больш высокім канцом вызначанага дыяпазону ўтрымання серы. Зварка труб з вельмі нізкай канцэнтрацыяй серы да фітынгаў, клапанаў або іншых труб з больш высокім утрыманнем серы можа стварыць праблемы са зваркай, таму што дуга будзе схілена да труб з нізкім утрыманнем серы .Калі адбываецца адхіленне дугі, правар становіцца больш глыбокім на баку з нізкім утрыманнем серы, чым на баку з высокім утрыманнем серы, што з'яўляецца супрацьлеглым таму, што адбываецца пры зварцы труб з адпаведнай канцэнтрацыяй серы. У крайніх выпадках шво зварнога шва можа цалкам пранікаць у матэрыял з нізкім утрыманнем серы і пакідаць унутраную частку зварнога шва цалкам незаплаўленым (Fihey and Simeneau, 1982). Каб адпавядаць утрыманню серы ў фітынгах у залежнасці ад утрымання серы ў трубе, падраздзяленне Carpenter Steel карпарацыі Car-penter Technology з Пенсільваніі прадставіла матэрыял з нізкім утрыманнем серы (0,005% макс.) 316 бар (тып 316L-SCQ) (VIM+VAR)) для вытворчасці фітынгаў і іншых кампанентаў, прызначаных для зваркі да труб з нізкім утрыманнем серы. Зварваць два матэрыялы з вельмі нізкім утрыманнем серы адзін да аднаго нашмат прасцей, чым зварваць матэрыял з вельмі нізкім утрыманнем серы. серысты матэрыял да больш высокага зместу серы.
Пераход да выкарыстання труб з нізкім утрыманнем серы ў значнай ступені абумоўлены неабходнасцю атрымання гладкіх электрапаліраваных паверхняў унутраных труб. У той час як аздабленне паверхні і электрапаліраванне важныя як для паўправадніковай прамысловасці, так і для біятэхналагічнай/фармацэўтычнай прамысловасці, SEMI пры напісанні спецыфікацыі паўправадніковай прамысловасці ўказала, што трубкі 316L для тэхналагічных газаправодаў павінны мець 0,004% серы для аптымальнай прадукцыйнасці Surface ends.ASTM, з іншага боку, змянілі спецыфікацыю ASTM 270, каб уключыць трубкі фармацэўтычнага ўзроўню, якія абмяжоўваюць утрыманне серы ў дыяпазоне ад 0,005 да 0,017%. Гэта павінна прывесці да меншых цяжкасцей пры зварцы ў параўнанні з нізкім дыяпазонам серы. Аднак варта адзначыць, што нават у гэтым абмежаваным дыяпазоне адхіленне дугі ўсё яшчэ можа адбывацца пры зварцы труб з нізкім утрыманнем серы да труб або фітынгаў з высокім утрыманнем серы і ўстаноўцы еры павінны ўважліва адсочваць нагрэў матэрыялу і правяраць перад вырабам сумяшчальнасць прыпоя паміж нагрэвам.Вытворчасць зварных швоў.
іншыя мікраэлементы. Было ўстаноўлена, што мікраэлементы, уключаючы серу, кісларод, алюміній, крэмній і марганец, уплываюць на пранікненне. Слядовыя колькасці алюмінію, крэмнію, кальцыя, тытана і хрому, якія прысутнічаюць у асноўным метале ў выглядзе аксідных уключэнняў, звязаны з адукацыяй дзындры падчас зваркі.
Эфекты розных элементаў з'яўляюцца кумулятыўнымі, таму прысутнасць кіслароду можа кампенсаваць некаторыя эфекты з нізкім утрыманнем серы. Высокі ўзровень алюмінію можа супрацьстаяць станоўчаму ўплыву на пранікненне серы. Марганец выпараецца пры тэмпературы зваркі і адкладаецца ў зоне ўздзеяння тэмпературы зваркі. Гэтыя адклады марганца звязаны са стратай каразійнай стойкасці (Гл. Cohen, 1997). Паўправадніковая прамысловасць зараз эксперыментуе з матэрыялы 316L з нізкім утрыманнем марганца і нават звышнізкім утрыманнем марганца, каб прадухіліць страту каразійнай устойлівасці.
Утварэнне дзындры. Час ад часу на шарыку з нержавеючай сталі з'яўляюцца астраўкі дзындры. Гэта па сваёй сутнасці праблема матэрыялу, але часам змяненне параметраў зваркі можа мінімізаваць гэта, або змены ў сумесі аргону і вадароду могуць палепшыць зварку. Полард выявіў, што суадносіны алюмінія і крэмнію ў асноўным метале ўплывае на адукацыю дзындры. Каб прадухіліць утварэнне непажаданага дзындры налёту, ён рэкамендуе падтрымліваць утрыманне алюмінію на ўзроўні 0 0,010% і ўтрыманне крэмнію 0,5%. Аднак, калі стаўленне Al/Si вышэй за гэты ўзровень, можа ўтварыцца сферычны дзындра, а не бляшка. Гэты тып дзындры можа пакідаць ямкі пасля электрапаліроўкі, што недапушчальна для прымянення высокай чысціні. Шлакавыя астраўкі, якія ўтвараюцца на вонкавым вопыце зварнога шва, могуць выклікаць нераўнамернае пранікненне ўнутры праходу і прывесці да недастатковага пранікнення. форма на ID зварнога шва можа быць успрымальная да карозіі.
Аднапрагонная зварка з пульсацыяй. Стандартная аўтаматычная арбітальная зварка труб - гэта аднапраходная зварка з імпульсным токам і бесперапынным кручэннем з пастаяннай хуткасцю. Гэты метад падыходзіць для труб з вонкавымі дыяметрамі ад 1/8 ″ да прыблізна 7 цаляў і таўшчынёй сценкі 0,083 ″ і ніжэй. Пасля часовай папярэдняй прадуўкі ўзнікае дуга. Пранікненне сценкі трубы ажыццяўляецца падчас часовай затрымкі, у якой ар cing прысутнічае, але кручэння не адбываецца. Пасля гэтай затрымкі кручэння электрод круціцца вакол зварнога злучэння, пакуль зварны шво не злучыцца з пачатковай часткай зварнога шва або не перакрые яго падчас апошняга пласта зваркі. Калі злучэнне завершана, ток змяншаецца ў часовым падзенні.
Пакрокавы рэжым («сінхранізаваная» зварка). Для зваркі расплаўленнем матэрыялаў з больш тоўстымі сценкамі, звычайна больш за 0,083 цалі, крыніца зваркі плаўленнем можа выкарыстоўвацца ў сінхронным або паступовым рэжыме. У сінхронным або паступовым рэжыме імпульс зварачнага току сінхранізуецца з ходам, таму ротар нерухомы для максімальнага пранікнення падчас імпульсаў моцнага току і рухаецца падчас імпульсаў малога току. У сінхронных метадах выкарыстоўваецца больш працяглы імпульс. разоў, парадку 0,5-1,5 секунды, у параўнанні з дзесятай або сотай доляй імпульсу секунды для звычайнай зваркі. Гэтая тэхніка можа эфектыўна зварваць тонкія сценкі труб 40 калібра 40 таўшчынёй 0,154 або 6 цаляў з таўшчынёй сценкі 0,154 або 6 цаляў. Ступеністая тэхніка стварае больш шырокі зварны шво, што робіць яго адмоваўстойлівым і карысным для зваркі. звычайныя дэталі, такія як трубаправодныя фітынгі да труб, дзе могуць быць адрозненні ў допуску на памеры, некаторае зрушэнне або цеплавая несумяшчальнасць матэрыялу. Гэты тып зваркі патрабуе прыкладна ў два разы больш часу дугі, чым звычайная зварка, і менш прыдатны для прымянення звышвысокай чысціні (UHP) з-за больш шырокага і грубага шва.
Праграмуемыя зменныя. Сучаснае пакаленне крыніц зварачнага сілкавання заснавана на мікрапрацэсары і захоўвае праграмы, якія вызначаюць лікавыя значэнні параметраў зваркі для пэўнага дыяметра (OD) і таўшчыні сценкі зварваемай трубы, уключаючы час прадуўкі, зварачны ток, хуткасць ходу (абароты ў хвіліну), колькасць слаёў і час на пласт, час імпульсу, час спуску і г. д. Для арбітальных зварных швоў труб з даданнем прысадкавага дроту параметры праграмы будуць уключаць хуткасць падачы дроту, амплітуда ваганняў гарэлкі і час знаходжання, AVC (кантроль напружання дугі для забеспячэння пастаяннага зазору дугі) і рост нахілу. Каб выканаць зварку плаўленнем, усталюйце зварачную галоўку з адпаведным электродам і ўстаўкамі для заціску для трубы на трубе і выклічце графік або праграму зваркі з памяці крыніцы харчавання. Паслядоўнасць зваркі ініцыюецца націскам кнопкі або клавішы на мембраннай панэлі, і зварка працягваецца без умяшання аператара.
Непраграмуемыя зменныя. Каб атрымаць нязменна добрую якасць зваркі, параметры зваркі павінны старанна кантралявацца. Гэта дасягаецца за кошт дакладнасці крыніцы зваркі і праграмы зваркі, якая ўяўляе сабой набор інструкцый, якія ўводзяцца ў крыніцу сілкавання, якія складаюцца з параметраў зваркі, для зваркі пэўнага памеру трубы або трубы. Таксама павінен існаваць эфектыўны набор стандартаў зваркі, якія вызначаюць крытэрыі прыёмкі зваркі і некаторыя зваркі. інспекцыі і сістэмы кантролю якасці, каб гарантаваць, што зварка адпавядае ўзгодненым стандартам. Аднак некаторыя фактары і працэдуры, акрамя параметраў зваркі, таксама павінны старанна кантралявацца. Гэтыя фактары ўключаюць у сябе выкарыстанне добрага абсталявання для падрыхтоўкі канца, належныя метады ачысткі і апрацоўкі, добрыя допускі на памеры труб або іншых частак, якія зварваюцца, адзіны тып і памер вальфраму, высокаачышчаныя інэртныя газы і пільную ўвагу да варыяцый матэрыялу.- высокая тэмпература.
Патрабаванні да падрыхтоўкі для арбітальнай зваркі канцоў больш важныя для арбітальнай зваркі, чым для ручной зваркі. Зварныя злучэнні для арбітальнай зваркі труб звычайна ўяўляюць сабой квадратныя стыкавыя злучэнні. Для дасягнення паўтаральнасці, жаданай пры арбітальнай зварцы, патрабуецца дакладная, паслядоўная, апрацаваная падрыхтоўка канцоў. Паколькі зварачны ток залежыць ад таўшчыні сценкі, канцы павінны быць квадратнымі без задзірын або скошаў на OD або ID (OD або ID), што прывядзе да рознай таўшчыні сценкі. эс.
Канцы трубы павінны прылягаць адзін да аднаго ў зварной галоўцы, каб не было прыкметнага зазору паміж канцамі квадратнага стыку. Хаця зварныя злучэнні з невялікімі зазорамі могуць быць выкананы, якасць зваркі можа негатыўна паўплываць. Чым большы зазор, тым больш верагоднасць узнікнення праблемы. Дрэнная зборка можа прывесці да поўнага збою паяння. Трубапілы, вырабленыя Джорджам Фішэрам і іншымі, якія разразаюць трубу і тарцы труб у той жа аперацыі , або партатыўныя такарныя станкі для падрыхтоўкі канцоў, такія як вырабленыя Protem, Wachs і іншымі, якія часта выкарыстоўваюцца для вырабу арбітальных зварных швоў з гладкімі канцамі, прыдатнымі для механічнай апрацоўкі. Нажоўкі, нажоўкі, істужачныя пілы і трубарэзы не падыходзяць для гэтай мэты.
У дадатак да параметраў зваркі, якія спажываюць энергію для зваркі, ёсць іншыя зменныя, якія могуць моцна паўплываць на зварку, але яны не з'яўляюцца часткай сапраўднай працэдуры зваркі. Гэта ўключае ў сябе тып і памер вальфраму, тып і чысціню газу, які выкарыстоўваецца для экранавання дугі і ачысткі ўнутры зварнога злучэння, хуткасць патоку газу, які выкарыстоўваецца для ачысткі, тып галоўкі і крыніцы харчавання, якія выкарыстоўваюцца, канфігурацыя злучэння і любую іншую адпаведную інфармацыю. Мы тэлефануем. гэтыя «непраграмуемыя» зменныя і запішыце іх у графік зваркі. Напрыклад, тып газу лічыцца важнай зменнай у Спецыфікацыі працэдуры зваркі (WPS) для працэдур зваркі, якія адпавядаюць Кодэксу катлоў і сасудаў высокага ціску ASME, раздзел IX. Змены ў тыпе газу або працэнтных суадносінах газавай сумесі, або ліквідацыя ачысткі ідэнтыфікатара патрабуюць паўторнай праверкі працэдуры зваркі.
зварачны газ. Нержавеючая сталь устойлівая да акіслення кіслародам у атмасферы пры пакаёвай тэмпературы. Пры награванні да тэмпературы плаўлення (1530°C або 2800°F для чыстага жалеза) яна лёгка акісляецца. Інэртны аргон часцей за ўсё выкарыстоўваецца ў якасці ахоўнага газу і для ачысткі ўнутраных зварных злучэнняў у працэсе арбітальнага GTAW. Чысціня газу адносна кіслароду і вільгаці вызначае колькасць абескаляроўванне, выкліканае акісленнем, якое адбываецца на зварным шве або побач з ім пасля зваркі. Калі прадуўкавы газ не самай высокай якасці або калі сістэма продуўкі не цалкам свабодная ад уцечак, так што невялікая колькасць паветра прасочваецца ў сістэму продуўкі, акісленне можа быць светла-сінім або блакітнаватым. Вядома, ніякая ачыстка не прывядзе да чорнай скарыначкі, якую звычайна называюць «падсалоджанай». Зварачны аргон, які пастаўляецца ў цыліндры. s складае 99,996-99,997% чысціні, у залежнасці ад пастаўшчыка, і змяшчае 5-7 частак на мільён кіслароду і іншых прымешак, у тым ліку H2O, O2, CO2, вуглевадароды і г.д., у агульнай складанасці максімум 40 частак на мільён. Аргон высокай чысціні ў балоне або вадкі аргон у Дьюара можа мець чысціню 99,999% або 10 частак на мільён агульных прымешак, з максімум 2 праміле кіслароду. ЗАЎВАГА: Газаачышчальнікі, такія як Nanochem або Gatekeeper, можна выкарыстоўваць падчас ачысткі, каб знізіць узровень забруджвання да дыяпазону частак на мільярд (ppb).
змешаны склад.Газавыя сумесі, такія як 75% гелія/25% аргону і 95% аргону/5% вадароду, могуць выкарыстоўвацца ў якасці ахоўных газаў для спецыяльных прымянення. Дзве сумесі ствараюць больш гарачыя зварныя швы, чым тыя, якія выконваюцца пры тых жа наладах праграмы, што і аргон. Геліевыя сумесі асабліва падыходзяць для максімальнага правару пры зварцы плаўленнем на вугляродзістай сталі. Кансультант па паўправадніковай прамысловасці выступае за выкарыстанне сумесяў аргону і вадароду ў якасці экранавання Вадародныя сумесі маюць шэраг пераваг, але таксама і сур'ёзныя недахопы. Перавага заключаецца ў тым, што яны ствараюць больш вільготную лужыну і гладкую паверхню зварнога шва, што ідэальна падыходзіць для ўкаранення сістэм падачы газу пад звышвысокім ціскам з максімальна гладкай унутранай паверхняй. Прысутнасць вадароду забяспечвае аднаўленчую атмасферу, таму, калі ў газавай сумесі прысутнічаюць сляды кіслароду, атрыманы зварны шво будзе выглядаць больш чыстым з меншым змяненнем колеру, чым аналагічная канцэнтрацыя кіслароду ў чыстым выглядзе. аргон. Гэты эфект аптымальны пры ўтрыманні вадароду каля 5%. Некаторыя выкарыстоўваюць сумесь аргону і вадароду 95/5% у якасці прачысткі ідэнтыфікатара, каб палепшыць знешні выгляд унутранага шва.
Зварны вал з выкарыстаннем вадароднай сумесі ў якасці ахоўнага газу вузейшы, за выключэннем таго, што нержавеючая сталь мае вельмі нізкае ўтрыманне серы і выдзяляе больш цяпла ў зварным шве, чым пры той жа наладзе току з незмешаным аргонам. Істотным недахопам сумесяў аргону і вадароду з'яўляецца тое, што дуга значна менш стабільная, чым чысты аргон, і існуе тэндэнцыя да дрэйфу дугі, дастаткова сур'ёзная, каб выклікаць парушэнне плаўлення. Дрэйф дугі можа знікнуць, калі выкарыстоўваецца іншая крыніца змешанага газу, што сведчыць аб тым, што гэта можа быць выклікана забруджваннем або дрэнным змешваннем. Паколькі цяпло, якое выдзяляецца дугой, змяняецца ў залежнасці ад канцэнтрацыі вадароду, пастаянная канцэнтрацыя важная для дасягнення паўтаральных зварных швоў, і існуюць адрозненні ў папярэдне змешаным газе ў бутэльках. Іншым недахопам з'яўляецца тое, што тэрмін службы вальфраму значна скарачаецца пры выкарыстанні вадароднай сумесі. У той час як прычына пагаршэння якасці вальфраму ад сумесі газу не было вызначана, паведамлялася, што дуга больш складаная, і вальфрам можа спатрэбіцца замяніць пасля аднаго або двух зварных швоў. Сумесі аргону і вадароду нельга выкарыстоўваць для зваркі вугляродзістай сталі або тытана.
Адметнай асаблівасцю працэсу TIG з'яўляецца тое, што ён не спажывае электродаў. Вальфрам мае самую высокую тэмпературу плаўлення з усіх металаў (6098°F; 3370°C) і з'яўляецца добрым эмітэрам электронаў, што робіць яго асабліва прыдатным для выкарыстання ў якасці нерасходнага электрода. Яго ўласцівасці паляпшаюцца шляхам дадання 2% некаторых рэдказямельных аксідаў, такіх як цэрый, аксід лантана або аксід торыя, для паляпшэння запальвання і запальвання дугі. здольнасць. Чысты вальфрам рэдка выкарыстоўваецца ў GTAW з-за выдатных уласцівасцей цэрыевага вальфраму, асабліва для арбітальных прымянення GTAW. Торый вальфрам выкарыстоўваецца менш, чым у мінулым, таму што ён у пэўнай ступені радыеактыўны.
Электроды з паліраваным пакрыццём маюць больш аднастайны памер. Гладкая паверхня заўсёды пераважней шурпатай або неаднастайнай паверхні, паколькі паслядоўнасць геаметрыі электрода мае вырашальнае значэнне для паслядоўных аднастайных вынікаў зваркі. Электроны, якія выпраменьваюцца з наканечніка (DCEN), перадаюць цяпло ад наканечніка з вальфрамам да зварнога шва. Больш тонкі наканечнік дазваляе падтрымліваць вельмі высокую шчыльнасць току, але можа прывесці да скарачэння тэрміну службы вальфраму. Для механічнай зваркі вельмі важна адшліфуйце наканечнік электрода, каб забяспечыць паўтаральнасць геаметрыі вальфраму і паўтаральнасць зварнога шва. Тупы наканечнік прымушае дугу ад зварнога шва да таго ж месца на вальфраме. Дыяметр наканечніка кантралюе форму дугі і колькасць пранікнення пры пэўным току. Вугал кануснасці ўплывае на характарыстыкі току/напружання дугі, і яго трэба вызначаць і кантраляваць. Даўжыня вальфраму важная, таму што вядомая даўжыня вальфраму можа выкарыстоўвацца для ўстаноўкі дугі ga п. Дугавы зазор для пэўнага значэння току вызначае напружанне і, такім чынам, магутнасць, прыкладзеную да зварнога шва.
Памер электрода і дыяметр яго наканечніка выбіраюцца ў адпаведнасці з інтэнсіўнасцю зварачнага току. Калі ток занадта вялікі для электрода або яго наканечніка, ён можа страціць метал з наканечніка, а выкарыстанне электродаў з занадта вялікім дыяметрам наканечніка можа выклікаць дрэйф дугі. Мы вызначаем дыяметры электрода і наканечніка ў залежнасці ад таўшчыні сценкі зварнога злучэння і выкарыстоўваем дыяметр 0,0625 амаль для ўсяго, таўшчыня сценкі да 0,093 ″, за выключэннем выпадкаў, калі выкарыстанне прызначана для выкарыстоўваецца з электродамі дыяметрам 0,040 ″ для зваркі невялікіх дакладных кампанентаў. Для паўтаральнасці працэсу зваркі неабходна ўказаць і кантраляваць тып і аздабленне вальфраму, даўжыню, вугал кануснасці, дыяметр, дыяметр наканечніка і зазор дугі. Для прымянення зваркі труб вальфрам з цэрыям заўсёды рэкамендуецца, таму што гэты тып мае значна большы тэрмін службы, чым іншыя тыпы, і мае выдатныя характарыстыкі запальвання дугі. Вальфрам з цэрыям нерадыеактыўны.
Для атрымання дадатковай інфармацыі, калі ласка, звяжыцеся з Барбарай Хенон, кіраўніком аддзела тэхнічных публікацый Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Тэлефон: 818-896-9556. Факс: 818-890-3724.