Beim Schweißen von Edelstahlrohren und -leitungen mit konventionellen Verfahren wie Wolfram-Schutzgasschweißen (WIG) und Metall-Schutzgasschweißen (SMAW) ist häufig eine Argon-Rückspülung erforderlich. Die Gaskosten und die Rüstzeit des Spülvorgangs können jedoch erheblich sein, insbesondere bei zunehmenden Rohrdurchmessern und -längen.
Beim Schweißen von Edelstahl der 300er-Serie können Auftragnehmer Rückbrüche in offenen Wurzelkanalschweißnähten vermeiden, indem sie von herkömmlichem WIG- oder SMAW-Schweißen auf ein fortschrittliches Schweißverfahren umsteigen. Gleichzeitig bleiben die Schweißnähte von hoher Qualität, die Korrosionsbeständigkeit des Materials und die Einhaltung der Schweißverfahrensspezifikation (WPS) erhalten. ) erfordert ein Kurzschluss-Metalllichtbogenschweißen (GMAW). Das verbesserte Kurzschluss-GMAW-Verfahren bietet zudem zusätzliche Vorteile hinsichtlich Leistung, Effizienz und Benutzerfreundlichkeit und trägt so zur Gewinnsteigerung bei.
Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit werden Edelstahllegierungen in vielen Rohr- und Rohrleitungsanwendungen eingesetzt, unter anderem in der Öl- und Gasindustrie, der Petrochemie und der Biokraftstoffindustrie. Obwohl WIG-Schweißen traditionell in vielen Edelstahlanwendungen eingesetzt wird, weist es einige Nachteile auf, die durch ein verbessertes Kurzschluss-GMAW-Verfahren behoben werden können.
Erstens ist es angesichts des anhaltenden Mangels an qualifizierten Schweißern eine ständige Herausforderung, mit WIG-Schweißen vertraute Arbeitskräfte zu finden. Zweitens ist WIG-Schweißen nicht das schnellste Schweißverfahren, was Unternehmen, die ihre Produktivität steigern und so die Kundenanforderungen erfüllen wollen, behindert. Drittens erfordert es ein zeitaufwändiges und kostspieliges Rückspülen von Edelstahlrohren.
Was ist Rückkopplung? Beim Spülen wird während des Schweißvorgangs Gas zugeführt, um Verunreinigungen zu entfernen und Unterstützung zu bieten. Die Rückseitenspülung schützt die Rückseite der Schweißnaht vor der Bildung schwerer Oxide in Gegenwart von Sauerstoff.
Wird die Rückseite beim Schweißen eines offenen Wurzelkanals nicht geschützt, kann die Basis beschädigt werden. Dieser Zerfall wird als Verzuckerung bezeichnet, da er eine zuckerartige Oberfläche in der Schweißnaht bildet. Um ein Scheuern zu verhindern, führt der Schweißer einen Gasschlauch in ein Rohrende ein und verschließt dieses mit einem Entlüftungsventil. Am anderen Rohrende wird zusätzlich eine Entlüftung geschaffen. Die Öffnung der Verbindung wird üblicherweise mit Klebeband umwickelt. Nach der Reinigung des Rohrs wird ein Stück Klebeband von der Verbindung entfernt und mit dem Schweißen begonnen. Der Abzieh- und Schweißvorgang wird wiederholt, bis die Wurzelnaht vollständig ist.
Spielfreiheit vermeiden. Nachschweißen kann zeit- und kostenintensiv sein und ein Projekt in manchen Fällen um Tausende von Dollar verteuern. Die Umstellung auf ein modernes Kurzzeit-MSG-Verfahren ermöglicht es Unternehmen, Wurzellagen ohne Rückspülen bei vielen Edelstahlanwendungen durchzuführen. Das Schweißen von Edelstahl der 300er-Serie eignet sich hierfür gut, während für das Schweißen von hochreinem Duplex-Edelstahl derzeit ein WIG-Schweißverfahren für die Wurzellage erforderlich ist.
Eine möglichst geringe Wärmezufuhr trägt zur Erhaltung der Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks bei. Eine Möglichkeit zur Reduzierung der Wärmezufuhr ist die Reduzierung der Schweißdurchgänge. Fortschrittliche Kurzschluss-GMAW-Verfahren wie die kontrollierte Metallabscheidung (RMD®) sorgen durch präzise gesteuerten Metallübergang für eine gleichmäßige Tropfenabscheidung. Dies erleichtert dem Schweißer die Kontrolle des Schweißbades, was wiederum die Wärmezufuhr und die Schweißgeschwindigkeit reguliert. Geringere Wärmezufuhr lässt das Schweißbad schneller erstarren.
Durch kontrollierten Metallübergang und schnelleres Erstarren des Schweißbades ist das Schweißbad weniger turbulent und das Schutzgas tritt relativ gleichmäßig aus dem MSG-Brenner aus. Dadurch kann das Schutzgas durch die freiliegende Schweißnahtwurzel strömen, die Atmosphäre verdrängen und so eine Verzuckerung oder Oxidation an der Schweißnahtunterseite verhindern. Diese Gasbedeckung dauert nur kurze Zeit, da die Schweißnähte sehr schnell erstarren.
Tests haben gezeigt, dass das modifizierte Kurzschluss-GMAW-Verfahren die Schweißqualitätsstandards erfüllt und gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl beim GTAW-Wurzelnahtschweißen beibehält.
Eine Änderung des Schweißverfahrens erfordert zwar eine Neuzertifizierung des WPS durch das Unternehmen, eine solche Umstellung kann jedoch zu erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen bei Neufertigungen und Reparaturarbeiten führen.
Das Schweißen offener Wurzelkanäle mit dem fortschrittlichen Kurzschluss-GMAW-Verfahren bietet zusätzliche Vorteile hinsichtlich Produktivität, Effizienz und Schweißerausbildung. Dazu gehören:
Eliminiert die Möglichkeit heißer Kanäle durch die Möglichkeit, mehr Metall aufzutragen, um die Dicke des Wurzelkanals zu erhöhen.
Hervorragende Beständigkeit gegen große und kleine Verschiebungen zwischen Rohrabschnitten. Durch den reibungslosen Metalltransfer können mit diesem Verfahren Lücken von bis zu 3⁄16 Zoll problemlos überbrückt werden.
Die Lichtbogenlänge bleibt unabhängig von der Elektrodenlänge konstant. Dies kompensiert die Schwierigkeiten von Schweißern, die Schwierigkeiten mit der konstanten Länge haben. Ein besser kontrollierbares Schweißbad und ein gleichmäßiger Metallübergang können die Einarbeitungszeit für Schweißanfänger verkürzen.
Reduzierte Ausfallzeiten für Prozesswechsel. Derselbe Draht und dasselbe Schutzgas können für Wurzel-, Füll- und Deckkanäle verwendet werden. Das gepulste MSG-Verfahren kann angewendet werden, sofern die Kanäle zu mindestens 80 % mit Argon-Schutzgas gefüllt und verschlossen sind.
Bei Edelstahl-Rückspülvorgängen ist es wichtig, fünf wichtige Tipps für einen erfolgreichen Übergang zu einem modifizierten Kurzschluss-GMAW-Prozess zu befolgen.
Reinigen Sie die Rohre innen und außen, um alle Verunreinigungen zu entfernen. Verwenden Sie eine für Edelstahl geeignete Drahtbürste, um die Rückseite der Verbindung mindestens 2,5 cm vom Rand entfernt zu reinigen.
Verwenden Sie Edelstahl-Füllmaterial mit hohem Siliziumgehalt wie 316LSi oder 308LSi. Der höhere Siliziumgehalt fördert die Benetzung des Schweißbades und wirkt desoxidierend.
Für optimale Ergebnisse verwenden Sie ein speziell für den Prozess entwickeltes Schutzgasgemisch, beispielsweise 90 % Helium, 7,5 % Argon und 2,5 % Kohlendioxid. Alternativ können Sie auch 98 % Argon und 2 % Kohlendioxid verwenden. Ihr Schweißgaslieferant kann Ihnen weitere Empfehlungen geben.
Für optimale Ergebnisse verwenden Sie die konische Spitze und die Wurzelkanalspitze, um die Gasabdeckung zu lokalisieren. Die konische Düse mit integriertem Gasdiffusor sorgt für eine hervorragende Abdeckung.
Beachten Sie, dass bei einem modifizierten Kurzschluss-GMAW-Verfahren ohne Stützgas eine geringe Menge Schlacke an der Schweißnahtunterseite entsteht. Diese blättert typischerweise beim Abkühlen der Schweißnaht ab und erfüllt die Qualitätsstandards der Ölindustrie, Kraftwerke und Petrochemie.
Jim Byrne ist Vertriebs- und Anwendungsmanager bei Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
Tube & Pipe Journal seit 1990. Tube & Pipe Journal (1990) Tube & Pipe Journal wurde im Jahr 1990 vor Kurzem gegründet und ist seit 1990 in der Metallindustrie tätig. Tube & Pipe Journal war 1990 das erste Magazin, das sich der Metallrohrindustrie widmete.Heute ist es nach wie vor die einzige Branchenpublikation in Nordamerika und hat sich zur zuverlässigsten Informationsquelle für Fachleute der Rohrindustrie entwickelt.
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