सम्पादकको नोट: फार्मास्युटिकल अनलाइन आर्क मेशिनका उद्योग विशेषज्ञ बारबरा हेननद्वारा बायोप्रोसेस पाइपिङको अर्बिटल वेल्डिङमा चार भागको यो लेख प्रस्तुत गर्न पाउँदा खुसी छ। यो लेख गत वर्षको अन्त्यतिर ASME सम्मेलनमा डा. हेननको प्रस्तुतिबाट रूपान्तरित गरिएको हो।
जंग प्रतिरोधको क्षतिलाई रोक्नुहोस्। DI वा WFI जस्ता उच्च शुद्धतायुक्त पानी स्टेनलेस स्टीलको लागि धेरै आक्रामक इचेन्ट हो। थप रूपमा, औषधि ग्रेड WFI लाई बाँझोपन कायम राख्न उच्च तापक्रम (80°C) मा साइकल गरिन्छ। उत्पादनको लागि घातक जीवित जीवहरूलाई समर्थन गर्न पर्याप्त तापक्रम घटाउने र "रुज" उत्पादनलाई बढावा दिन पर्याप्त तापक्रम बढाउने बीच सूक्ष्म भिन्नता छ। रुज स्टेनलेस स्टील पाइपिङ प्रणाली घटकहरूको जंगको कारणले हुने फरक संरचनाको खैरो फिल्म हो। फोहोर र फलामको अक्साइड मुख्य घटक हुन सक्छ, तर फलाम, क्रोमियम र निकलका विभिन्न रूपहरू पनि उपस्थित हुन सक्छन्। रुजको उपस्थिति केही उत्पादनहरूको लागि घातक हुन्छ र यसको उपस्थितिले थप जंग निम्त्याउन सक्छ, यद्यपि अन्य प्रणालीहरूमा यसको उपस्थिति एकदमै सौम्य देखिन्छ।
वेल्डिङले जंग प्रतिरोधलाई प्रतिकूल असर पार्न सक्छ। तातो रङ वेल्डिङको समयमा वेल्ड र HAZ मा जम्मा भएको अक्सिडाइजिंग सामग्रीको परिणाम हो, विशेष गरी हानिकारक छ, र औषधि पानी प्रणालीहरूमा रूजको गठनसँग सम्बन्धित छ। क्रोमियम अक्साइड गठनले तातो रंग निम्त्याउन सक्छ, जसले क्रोमियम-घटेको तह छोड्छ जुन जंगको लागि संवेदनशील हुन्छ। तातो रङलाई अचार र ग्राइन्डिङ गरेर हटाउन सकिन्छ, सतहबाट धातु हटाएर, अन्तर्निहित क्रोमियम-घटेको तह सहित, र आधार धातु स्तरको नजिकको स्तरमा जंग प्रतिरोध पुनर्स्थापित गरेर। यद्यपि, अचार र ग्राइन्डिङ सतह फिनिशको लागि हानिकारक छन्। पाइपिङ प्रणाली सेवामा राख्नु अघि वेल्डिङ र निर्माणको प्रतिकूल प्रभावहरूलाई पार गर्न नाइट्रिक एसिड वा चेलेटिंग एजेन्ट फॉर्म्युलेसनहरूसँग पाइपिङ प्रणालीको निष्क्रियता गरिन्छ। औगर इलेक्ट्रोन विश्लेषणले देखायो कि चेलेसन निष्क्रियताले वेल्ड र गर्मी प्रभावित क्षेत्रमा हुने अक्सिजन, क्रोमियम, फलाम, निकल र म्यांगनीजको वितरणमा सतह परिवर्तनहरूलाई पूर्व-वेल्ड अवस्थामा पुनर्स्थापित गर्न सक्छ। यद्यपि, निष्क्रियताले बाहिरी सतह तहलाई मात्र असर गर्छ र ५० एङ्गस्ट्रोमभन्दा कममा प्रवेश गर्दैन, जबकि थर्मल रंग सतह मुनि १००० एङ्गस्ट्रोम वा सोभन्दा बढी फैलिन सक्छ।
त्यसकारण, वेल्ड नगरिएको सब्सट्रेटको नजिक जंग प्रतिरोधी पाइपिङ प्रणालीहरू स्थापना गर्न, वेल्डिङ र निर्माण-प्रेरित क्षतिलाई निष्क्रियताद्वारा पर्याप्त रूपमा पुन: प्राप्त गर्न सकिने स्तरहरूमा सीमित गर्ने प्रयास गर्नु महत्त्वपूर्ण छ। यसका लागि न्यूनतम अक्सिजन सामग्री भएको पर्ज ग्यासको प्रयोग र वायुमण्डलीय अक्सिजन वा आर्द्रताबाट दूषित बिना वेल्डेड जोइन्टको भित्री व्यासमा डेलिभरी आवश्यक छ। जंग प्रतिरोधको क्षति रोक्नको लागि ताप इनपुटको सही नियन्त्रण र वेल्डिङको समयमा अत्यधिक तातो हुनबाट बच्नु पनि महत्त्वपूर्ण छ। दोहोरिने र सुसंगत उच्च-गुणस्तरको वेल्डहरू प्राप्त गर्न उत्पादन प्रक्रिया नियन्त्रण गर्नु, साथै प्रदूषण रोक्नको लागि उत्पादनको क्रममा स्टेनलेस स्टील पाइप र कम्पोनेन्टहरूको सावधानीपूर्वक ह्यान्डलिङ, उच्च-गुणस्तरको पाइपिङ प्रणालीको लागि आवश्यक आवश्यकताहरू हुन् जसले जंग प्रतिरोध गर्दछ र दीर्घकालीन उत्पादक सेवा प्रदान गर्दछ।
उच्च-शुद्धता बायोफार्मास्युटिकल स्टेनलेस स्टील पाइपिङ प्रणालीहरूमा प्रयोग हुने सामग्रीहरू विगत एक दशकमा सुधारिएको जंग प्रतिरोध तर्फ विकास भएको छ। १९८० भन्दा पहिले प्रयोग हुने अधिकांश स्टेनलेस स्टील ३०४ स्टेनलेस स्टील थियो किनभने यो तुलनात्मक रूपमा सस्तो थियो र पहिले प्रयोग गरिएको तामाको तुलनामा सुधार भएको थियो। वास्तवमा, ३०० शृङ्खलाका स्टेनलेस स्टीलहरू मेसिन गर्न अपेक्षाकृत सजिलो हुन्छन्, तिनीहरूको जंग प्रतिरोधको अनुचित क्षति बिना फ्युजन वेल्डेड गर्न सकिन्छ, र विशेष प्रिहिट र पछिको गर्मी उपचारको आवश्यकता पर्दैन।
हालै, उच्च-शुद्धता पाइपिङ अनुप्रयोगहरूमा ३१६ स्टेनलेस स्टीलको प्रयोग बढ्दै गएको छ। प्रकार ३१६ संरचनामा टाइप ३०४ सँग मिल्दोजुल्दो छ, तर दुवैमा सामान्य क्रोमियम र निकल मिश्र धातु तत्वहरूको अतिरिक्त, ३१६ मा लगभग २% मोलिब्डेनम हुन्छ, जसले ३१६ को जंग प्रतिरोधलाई उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्दछ। प्रकार ३०४L र ३१६L, जसलाई "L" ग्रेड भनिन्छ, मानक ग्रेडहरू (०.०३५% बनाम ०.०८%) भन्दा कम कार्बन सामग्री हुन्छ। कार्बन सामग्रीमा यो कमी वेल्डिंगको कारण हुन सक्ने कार्बाइड वर्षाको मात्रा कम गर्नको लागि हो। यो क्रोमियम कार्बाइडको गठन हो, जसले क्रोमियम आधार धातुको अन्न सीमाहरू घटाउँछ, यसलाई जंगको लागि संवेदनशील बनाउँछ। क्रोमियम कार्बाइडको गठन, "संवेदनशीलता" भनिन्छ, समय र तापक्रममा निर्भर हुन्छ र हातले सोल्डर गर्दा ठूलो समस्या हो। हामीले देखाएका छौं कि सुपर-अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील AL-6XN को कक्षीय वेल्डिंगले हातले गरिएका समान वेल्डहरू भन्दा बढी जंग प्रतिरोधी वेल्डहरू प्रदान गर्दछ। यो किनभने अर्बिटल वेल्डिङले एम्पेरेज, पल्सेशन र समयको सटीक नियन्त्रण प्रदान गर्दछ, जसले गर्दा म्यानुअल वेल्डिङ भन्दा कम र अधिक एकरूप ताप इनपुट हुन्छ। "L" ग्रेड ३०४ र ३१६ सँग संयोजनमा अर्बिटल वेल्डिङले पाइपिङ प्रणालीहरूमा क्षरणको विकासको कारकको रूपमा कार्बाइड वर्षालाई वस्तुतः हटाउँछ।
स्टेनलेस स्टीलको ताप-देखि-तातो भिन्नता। यद्यपि वेल्डिंग प्यारामिटरहरू र अन्य कारकहरूलाई एकदमै कडा सहनशीलता भित्र राख्न सकिन्छ, तापबाट तापमा स्टेनलेस स्टील वेल्ड गर्न आवश्यक ताप इनपुटमा अझै पनि भिन्नताहरू छन्। ताप नम्बर भनेको कारखानामा पग्लिएको विशिष्ट स्टेनलेस स्टीललाई तोकिएको लट नम्बर हो। प्रत्येक ब्याचको सही रासायनिक संरचना ब्याच पहिचान वा ताप नम्बरसँगै कारखाना परीक्षण रिपोर्ट (MTR) मा रेकर्ड गरिएको छ। शुद्ध फलाम १५३८°C (२८००°F) मा पग्लन्छ, जबकि मिश्र धातुहरू प्रत्येक मिश्र धातु वा ट्रेस तत्वको प्रकार र सांद्रतामा निर्भर गर्दै, तापक्रमको दायरा भित्र पग्लिन्छन्। स्टेनलेस स्टीलको कुनै पनि दुई तापमा प्रत्येक तत्वको ठ्याक्कै एउटै सांद्रता नहुने भएकोले, वेल्डिंग विशेषताहरू भट्टीबाट भट्टीमा फरक हुनेछन्।
AOD पाइप (माथि) र EBR सामग्री (तल) मा रहेका ३१६L पाइप अर्बिटल वेल्डहरूको SEM ले वेल्ड मनकाको सहजतामा उल्लेखनीय भिन्नता देखाएको छ।
एउटै वेल्डिङ प्रक्रियाले समान OD र भित्ता मोटाई भएका धेरैजसो तापहरूको लागि काम गर्न सक्छ, केही तापहरूलाई कम एम्पेरेज चाहिन्छ र केहीलाई सामान्य भन्दा बढी एम्पेरेज चाहिन्छ। यस कारणले गर्दा, सम्भावित समस्याहरूबाट बच्न कार्यस्थलमा विभिन्न सामग्रीहरूको तापलाई सावधानीपूर्वक ट्र्याक गर्नुपर्छ। प्रायः, सन्तोषजनक वेल्डिङ प्रक्रिया प्राप्त गर्न नयाँ तापलाई एम्पेरेजमा थोरै परिवर्तन मात्र चाहिन्छ।
सल्फर समस्या। एलिमेन्टल सल्फर फलामको अयस्कसँग सम्बन्धित अशुद्धता हो जुन स्टील बनाउने प्रक्रियाको क्रममा धेरै हदसम्म हटाइन्छ। AISI प्रकार 304 र 316 स्टेनलेस स्टीलहरू 0.030% को अधिकतम सल्फर सामग्रीको साथ निर्दिष्ट गरिएका छन्। आधुनिक स्टील रिफाइनिङ प्रक्रियाहरूको विकाससँगै, जस्तै आर्गन अक्सिजन डेकार्बुराइजेसन (AOD) र भ्याकुम इन्डक्सन मेल्टिङ र त्यसपछि भ्याकुम आर्क रिमेल्टिङ् (VIM+VAR) जस्ता दोहोरो भ्याकुम मेल्टिङ अभ्यासहरू, निम्न तरिकाहरूमा धेरै विशेष स्टीलहरू उत्पादन गर्न सम्भव भएको छ। तिनीहरूको रासायनिक संरचना। यो उल्लेख गरिएको छ कि स्टीलको सल्फर सामग्री लगभग 0.008% भन्दा कम हुँदा वेल्ड पूलको गुणहरू परिवर्तन हुन्छन्। यो सल्फरको प्रभाव र केही हदसम्म वेल्ड पूलको सतह तनावको तापमान गुणांकमा अन्य तत्वहरूको प्रभावको कारणले हो, जसले तरल पूलको प्रवाह विशेषताहरू निर्धारण गर्दछ।
धेरै कम सल्फर सांद्रता (०.००१% - ०.००३%) मा, मध्यम सल्फर सामग्रीमा बनाइएका समान वेल्डहरूको तुलनामा वेल्ड पोखरीको प्रवेश धेरै फराकिलो हुन्छ। कम सल्फर स्टेनलेस स्टील पाइपमा बनाइएका वेल्डहरूमा फराकिलो वेल्डहरू हुन्छन्, जबकि बाक्लो भित्ता पाइप (०.०६५ इन्च, वा १.६६ मिमी वा बढी) मा वेल्डहरू बनाउने प्रवृत्ति बढी हुन्छ। जब वेल्डिंग करेन्ट पूर्ण रूपमा प्रवेश गरिएको वेल्ड उत्पादन गर्न पर्याप्त हुन्छ। यसले धेरै कम सल्फर सामग्री भएका सामग्रीहरूलाई वेल्ड गर्न गाह्रो बनाउँछ, विशेष गरी बाक्लो पर्खालहरूसँग। ३०४ वा ३१६ स्टेनलेस स्टीलमा सल्फर सांद्रताको उच्च छेउमा, वेल्ड मोती देखिनेमा कम तरल पदार्थ र मध्यम सल्फर सामग्रीहरू भन्दा खस्रो हुन्छ। त्यसकारण, वेल्डेबिलिटीको लागि, आदर्श सल्फर सामग्री लगभग ०.००५% देखि ०.०१७% को दायरामा हुनेछ, जुन औषधि गुणस्तरको ट्युबिङको लागि ASTM A270 S2 मा निर्दिष्ट गरिएको छ।
इलेक्ट्रोपोलिस्ड स्टेनलेस स्टील पाइपका उत्पादकहरूले याद गरेका छन् कि ३१६ वा ३१६L स्टेनलेस स्टीलमा सल्फरको मध्यम स्तरले पनि चिल्लो, खाडल-मुक्त भित्री सतहहरूको लागि तिनीहरूको अर्धचालक र बायोफार्मास्युटिकल ग्राहकहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न गाह्रो बनाउँछ। ट्यूब सतह फिनिशको चिल्लोपन प्रमाणित गर्न स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपीको प्रयोग बढ्दो रूपमा सामान्य छ। आधार धातुहरूमा सल्फरले गैर-धातु समावेश वा म्यांगनीज सल्फाइड (MnS) "स्ट्रिंगरहरू" बनाउने देखाइएको छ जुन इलेक्ट्रोपोलिसिङको समयमा हटाइन्छ र ०.२५-१.० माइक्रोन दायरामा खाली ठाउँहरू छोड्छ।
इलेक्ट्रोपोलिस्ड ट्युबका निर्माता र आपूर्तिकर्ताहरूले बजारलाई आफ्नो सतह फिनिश आवश्यकताहरू पूरा गर्न अल्ट्रा-लो सल्फर सामग्रीहरूको प्रयोगतर्फ धकेलिरहेका छन्। यद्यपि, समस्या इलेक्ट्रोपोलिस्ड ट्युबहरूमा मात्र सीमित छैन, किनकि गैर-इलेक्ट्रोपोलिस्ड ट्युबहरूमा पाइपिङ प्रणालीको निष्क्रियताको समयमा समावेशहरू हटाइन्छ। चिल्लो सतह क्षेत्रहरू भन्दा खाली ठाउँहरू पिटिङको लागि बढी प्रवण देखाइएको छ। त्यसैले कम-सल्फर, "क्लिनर" सामग्रीहरूतर्फ प्रवृत्तिको केही वैध कारणहरू छन्।
आर्क डिफ्लेक्शन। स्टेनलेस स्टीलको वेल्डेबिलिटी सुधार गर्नुको साथै, केही सल्फरको उपस्थितिले मेसिनेबिलिटीमा पनि सुधार गर्छ। फलस्वरूप, निर्माताहरू र निर्माताहरूले निर्दिष्ट सल्फर सामग्री दायराको उच्च छेउमा सामग्रीहरू छनौट गर्ने गर्छन्। फिटिंग, भल्भ वा उच्च सल्फर सामग्री भएका अन्य ट्युबिङहरूमा धेरै कम सल्फर सांद्रता भएको वेल्डिंग ट्युबिङले वेल्डिंग समस्याहरू सिर्जना गर्न सक्छ किनभने आर्क कम सल्फर सामग्री भएको ट्युबिङतर्फ पक्षपाती हुनेछ। जब आर्क डिफ्लेक्शन हुन्छ, उच्च-सल्फर पक्षको तुलनामा कम-सल्फर पक्षमा प्रवेश गहिरो हुन्छ, जुन मिल्दो सल्फर सांद्रता भएका पाइपहरू वेल्डिंग गर्दा हुने कुराको विपरीत हो। चरम अवस्थामा, वेल्ड मोतीले कम-सल्फर सामग्रीमा पूर्ण रूपमा प्रवेश गर्न सक्छ र वेल्डको भित्री भागलाई पूर्ण रूपमा अनफ्युज्ड छोड्न सक्छ (फिहे र सिमेनो, १९८२)। फिटिंगको सल्फर सामग्रीलाई पाइपको सल्फर सामग्रीसँग मिलाउन, पेन्सिलभेनियाको कारपेन्टर टेक्नोलोजी कर्पोरेशनको कार्पेन्टर स्टील डिभिजनले कम सल्फर (०.००५% अधिकतम) ३१६ बार स्टक (प्रकार ३१६L-SCQ) प्रस्तुत गरेको छ। (VIM+VAR) ) कम सल्फर पाइपहरूमा वेल्डिङ गर्ने उद्देश्यले फिटिङ र अन्य कम्पोनेन्टहरूको निर्माणको लागि। धेरै कम सल्फर भएको सामग्रीलाई उच्च सल्फर भएको सामग्रीमा वेल्डिङ गर्नु भन्दा दुई धेरै कम सल्फर भएका सामग्रीहरूलाई एकअर्कासँग वेल्डिङ गर्नु धेरै सजिलो छ।
कम-सल्फर ट्यूबहरूको प्रयोगमा परिवर्तन मुख्यतया चिल्लो इलेक्ट्रोपोलिस गरिएको भित्री ट्यूब सतहहरू प्राप्त गर्ने आवश्यकताको कारणले हो। अर्धचालक उद्योग र बायोटेक/औषधि उद्योग दुवैको लागि सतह फिनिश र इलेक्ट्रोपोलिसिङ महत्त्वपूर्ण भए तापनि, SEMI ले अर्धचालक उद्योग विशिष्टता लेख्दा, प्रक्रिया ग्यास लाइनहरूको लागि 316L ट्युबिङमा इष्टतम प्रदर्शन सतह समाप्तको लागि 0.004% सल्फर क्याप हुनुपर्छ भनेर निर्दिष्ट गर्‍यो। अर्कोतर्फ, ASTM ले आफ्नो ASTM 270 स्पेसिफिकेशनलाई परिमार्जन गर्‍यो जसले सल्फर सामग्रीलाई 0.005 देखि 0.017% को दायरामा सीमित गर्दछ। यसले कम दायरा सल्फरहरूको तुलनामा कम वेल्डिंग कठिनाइहरूको परिणाम दिनुपर्छ। यद्यपि, यो सीमित दायरा भित्र पनि, कम-सल्फर पाइपहरूलाई उच्च-सल्फर पाइप वा फिटिंगहरूमा वेल्डिंग गर्दा आर्क डिफ्लेक्शन अझै पनि हुन सक्छ, र स्थापनाकर्ताहरूले सामग्रीको तताउने सावधानीपूर्वक ट्र्याक गर्नुपर्छ र निर्माण गर्नु अघि तताउने बीच सोल्डर अनुकूलता जाँच गर्नुपर्छ। वेल्डहरूको उत्पादन।
अन्य ट्रेस तत्वहरू। सल्फर, अक्सिजन, एल्युमिनियम, सिलिकन र म्यांगनीज लगायतका ट्रेस तत्वहरूले प्रवेशलाई असर गर्ने पाइएको छ। अक्साइड समावेशको रूपमा आधार धातुमा उपस्थित एल्युमिनियम, सिलिकन, क्याल्सियम, टाइटेनियम र क्रोमियमको ट्रेस मात्रा वेल्डिंगको समयमा स्ल्याग गठनसँग सम्बन्धित छ।
विभिन्न तत्वहरूको प्रभाव संचयी हुन्छ, त्यसैले अक्सिजनको उपस्थितिले कम सल्फर प्रभावहरूलाई अफसेट गर्न सक्छ। एल्युमिनियमको उच्च स्तरले सल्फर प्रवेशमा सकारात्मक प्रभावलाई प्रतिरोध गर्न सक्छ। म्यांगनीज वेल्डिंग तापक्रममा वाष्पशील हुन्छ र वेल्डिंग ताप-प्रभावित क्षेत्रमा जम्मा हुन्छ। यी म्यांगनीज निक्षेपहरू जंग प्रतिरोधको हानिसँग सम्बन्धित छन्। (कोहेन, १९९७ हेर्नुहोस्)। अर्धचालक उद्योगले हाल जंग प्रतिरोधको यो हानिलाई रोक्नको लागि कम म्यांगनीज र अति-कम म्यांगनीज ३१६L सामग्रीहरूको प्रयोग गरिरहेको छ।
स्ल्याग गठन। स्ल्याग टापुहरू कहिलेकाहीं केही तापक्रमको लागि स्टेनलेस स्टील मनकामा देखा पर्छन्। यो स्वाभाविक रूपमा एक भौतिक समस्या हो, तर कहिलेकाहीं वेल्डिंग प्यारामिटरहरूमा परिवर्तनहरूले यसलाई कम गर्न सक्छ, वा आर्गन/हाइड्रोजन मिश्रणमा परिवर्तनहरूले वेल्ड सुधार गर्न सक्छ।पोलार्डले पत्ता लगाए कि आधार धातुमा एल्युमिनियम र सिलिकनको अनुपातले स्ल्याग गठनलाई असर गर्छ।अनावश्यक प्लेक-प्रकारको स्ल्यागको गठन रोक्नको लागि, उनले एल्युमिनियम सामग्री ०.०१०% र सिलिकन सामग्री ०.५% राख्न सिफारिस गर्छन्। यद्यपि, जब Al/Si अनुपात यो स्तर भन्दा माथि हुन्छ, प्लेक प्रकारको सट्टा गोलाकार स्ल्याग बन्न सक्छ।यस प्रकारको स्ल्यागले इलेक्ट्रोपोलिसिङ पछि खाडलहरू छोड्न सक्छ, जुन उच्च-शुद्धता अनुप्रयोगहरूको लागि अस्वीकार्य छ।वेल्डको OD मा बन्ने स्ल्याग टापुहरूले ID पासको असमान प्रवेश निम्त्याउन सक्छ र अपर्याप्त प्रवेश निम्त्याउन सक्छ।ID वेल्ड मनकामा बन्ने स्ल्याग टापुहरू क्षरणको लागि संवेदनशील हुन सक्छन्।
पल्सेसन सहितको एकल-रन वेल्ड। मानक स्वचालित अर्बिटल ट्यूब वेल्डिंग भनेको पल्स्ड करेन्ट र निरन्तर स्थिर गति रोटेशन भएको एकल पास वेल्ड हो। यो प्रविधि १/८″ देखि लगभग ७″ सम्मको बाहिरी व्यास र ०.०८३″ र सोभन्दा कम भित्ता मोटाई भएको पाइपको लागि उपयुक्त छ। समयबद्ध पूर्व-पर्ज पछि, आर्किङ हुन्छ। ट्यूब भित्ताको प्रवेश समयबद्ध ढिलाइको समयमा पूरा हुन्छ जसमा आर्किङ हुन्छ तर कुनै रोटेशन हुँदैन। यो घुमाउने ढिलाइ पछि, इलेक्ट्रोड वेल्ड जोइन्ट वरिपरि घुम्छ जबसम्म वेल्डिंगको अन्तिम तहको समयमा वेल्ड जोडिँदैन वा वेल्डको प्रारम्भिक भाग ओभरल्याप हुँदैन। जडान पूरा भएपछि, वर्तमान समयबद्ध ड्रपमा बन्द हुन्छ।
स्टेप मोड ("सिंक्रोनाइज्ड" वेल्डिंग)। सामान्यतया ०.०८३ इन्च भन्दा ठूला बाक्लो भित्ता भएका सामग्रीहरूको फ्युजन वेल्डिंगको लागि, फ्युजन वेल्डिंग पावर स्रोत सिंक्रोनस वा स्टेप मोडमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। सिंक्रोनस वा स्टेप मोडमा, वेल्डिंग करेन्ट पल्स स्ट्रोकसँग सिङ्क्रोनस हुन्छ, त्यसैले रोटर उच्च करेन्ट पल्सको समयमा अधिकतम प्रवेशको लागि स्थिर हुन्छ र कम करेन्ट पल्सको समयमा सर्छ। सिंक्रोनस प्रविधिहरूले परम्परागत वेल्डिंगको लागि दोस्रो पल्स समयको दशौं वा सयौंको तुलनामा ०.५ देखि १.५ सेकेन्डको क्रममा लामो पल्स समय प्रयोग गर्दछ। यो प्रविधिले ०.१५४″ वा ६″ बाक्लो ४० गेज ४० पातलो भित्ता पाइपलाई ०.१५४″ वा ६″ भित्ता मोटाईको साथ प्रभावकारी रूपमा वेल्ड गर्न सक्छ। स्टेप गरिएको प्रविधिले फराकिलो वेल्ड उत्पादन गर्दछ, जसले यसलाई दोष सहनशील बनाउँछ र पाइप फिटिंग जस्ता अनियमित भागहरू जस्तै पाइपहरूमा वेल्डिंगको लागि उपयोगी बनाउँछ जहाँ आयामी सहिष्णुता, केही गलत अलाइनमेन्ट वा सामग्री थर्मल असंगततामा भिन्नता हुन सक्छ। यस प्रकारको वेल्डिंगलाई परम्परागत वेल्डिंगको लगभग दोब्बर आर्क समय चाहिन्छ र अल्ट्रा-हाई-प्युरिटी (UHP) अनुप्रयोगहरूको लागि कम उपयुक्त हुन्छ। चौडा, खस्रो सिउनीको कारणले।
प्रोग्रामेबल चरहरू।वेल्डिङ पावर स्रोतहरूको हालको उत्पादन माइक्रोप्रोसेसर-आधारित र स्टोर प्रोग्रामहरू हुन् जसले वेल्डिङ गरिने पाइपको विशिष्ट व्यास (OD) र भित्ता मोटाईको लागि वेल्डिङ प्यारामिटरहरूको लागि संख्यात्मक मानहरू निर्दिष्ट गर्दछ, जसमा शुद्धीकरण समय, वेल्डिङ करेन्ट, यात्रा गति (RPM) ), प्रति तह तह र समय, पल्स समय, डाउनहिल समय, आदि समावेश छन्।फिलर तार थपिएको अर्बिटल ट्यूब वेल्डहरूको लागि, कार्यक्रम प्यारामिटरहरूमा तार फिड गति, टर्च दोलन आयाम र बस्ने समय, AVC (स्थिर चाप अन्तर प्रदान गर्न चाप भोल्टेज नियन्त्रण), र माथिल्लो ढलान समावेश हुनेछन्।फ्युजन वेल्डिङ गर्न, पाइपमा उपयुक्त इलेक्ट्रोड र पाइप क्ल्याम्प इन्सर्टहरू सहित वेल्डिङ हेड स्थापना गर्नुहोस् र पावर स्रोत मेमोरीबाट वेल्डिङ तालिका वा कार्यक्रम सम्झनुहोस्।वेल्डिङ अनुक्रम बटन वा झिल्ली प्यानल कुञ्जी थिचेर सुरु गरिन्छ र अपरेटर हस्तक्षेप बिना वेल्डिङ जारी रहन्छ।
गैर-प्रोग्रामेबल चरहरू। निरन्तर राम्रो वेल्ड गुणस्तर प्राप्त गर्न, वेल्डिंग प्यारामिटरहरू सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गर्नुपर्छ। यो वेल्डिंग पावर स्रोत र वेल्डिंग कार्यक्रमको शुद्धता मार्फत प्राप्त गरिन्छ, जुन पावर स्रोतमा प्रविष्ट गरिएका निर्देशनहरूको सेट हो, जसमा वेल्डिंग प्यारामिटरहरू समावेश छन्, पाइप वा पाइपको विशिष्ट आकार वेल्डिंगको लागि। वेल्डिंगले सहमत मापदण्डहरू पूरा गर्छ भनी सुनिश्चित गर्न वेल्डिंग मापदण्डहरूको प्रभावकारी सेट, वेल्डिंग स्वीकृति मापदण्ड र केही वेल्डिंग निरीक्षण र गुणस्तर नियन्त्रण प्रणाली पनि हुनुपर्छ। यद्यपि, वेल्डिंग प्यारामिटरहरू बाहेक केही कारकहरू र प्रक्रियाहरू पनि सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गर्नुपर्छ। यी कारकहरूमा राम्रो अन्त्य तयारी उपकरणको प्रयोग, राम्रो सफाई र ह्यान्डलिंग अभ्यासहरू, ट्युबिङ वा अन्य भागहरू वेल्ड गरिएको राम्रो आयामी सहनशीलता, एकरूप टंगस्टन प्रकार र आकार, अत्यधिक शुद्ध निष्क्रिय ग्याँसहरू, र सामग्री भिन्नताहरूमा सावधानीपूर्वक ध्यान समावेश छ।- उच्च तापक्रम।
पाइप एन्ड वेल्डिङको तयारी आवश्यकताहरू म्यानुअल वेल्डिङ भन्दा अर्बिटल वेल्डिङको लागि बढी महत्त्वपूर्ण हुन्छन्। अर्बिटल पाइप वेल्डिङको लागि वेल्डेड जोइन्टहरू सामान्यतया वर्गाकार बट जोइन्टहरू हुन्छन्। अर्बिटल वेल्डिङमा चाहिने दोहोरिने क्षमता प्राप्त गर्न, सटीक, सुसंगत, मेसिन गरिएको एन्ड तयारी आवश्यक पर्दछ। वेल्डिङ करेन्ट भित्ताको मोटाईमा निर्भर हुने भएकोले, छेउहरू OD वा ID (OD वा ID) मा कुनै बर्र वा बेभलहरू बिना वर्गाकार हुनुपर्छ, जसले गर्दा भित्ताको मोटाई फरक हुनेछ।
पाइपको छेउ वेल्ड हेडमा एकसाथ फिट हुनुपर्छ ताकि वर्ग बट जोइन्टको छेउहरू बीच कुनै उल्लेखनीय खाडल नहोस्। यद्यपि सानो खाडल भएका वेल्डेड जोइन्टहरू पूरा गर्न सकिन्छ, वेल्डको गुणस्तरमा प्रतिकूल असर पर्न सक्छ। खाडल जति ठूलो हुन्छ, समस्या हुने सम्भावना त्यति नै बढी हुन्छ। कमजोर एसेम्बलीले सोल्डरिङको पूर्ण विफलता निम्त्याउन सक्छ। जर्ज फिशर र अन्यले बनाएका पाइप आराहरू जसले पाइप काट्छन् र पाइपको छेउलाई उही अपरेशनमा सामना गर्छन्, वा प्रोटेम, वाच्स र अन्यले बनाएका पोर्टेबल एन्ड प्रेपरेसन लेथहरू, प्रायः मेसिनिङको लागि उपयुक्त चिल्लो एन्ड अर्बिटल वेल्डहरू बनाउन प्रयोग गरिन्छ। काट्ने आरा, ह्याकस, ब्यान्ड आरा र ट्युबिङ कटरहरू यस उद्देश्यका लागि उपयुक्त छैनन्।
वेल्डिङमा पावर इनपुट गर्ने वेल्डिङ प्यारामिटरहरू बाहेक, वेल्डिङमा गहिरो प्रभाव पार्न सक्ने अन्य चरहरू छन्, तर तिनीहरू वास्तविक वेल्डिङ प्रक्रियाको भाग होइनन्। यसमा टंगस्टनको प्रकार र आकार, चाप ढाल्न र वेल्ड जोइन्टको भित्री भाग शुद्ध गर्न प्रयोग गरिने ग्यासको प्रकार र शुद्धता, शुद्धीकरणको लागि प्रयोग गरिने ग्यास प्रवाह दर, प्रयोग गरिएको हेड र पावर स्रोतको प्रकार, जोइन्टको कन्फिगरेसन, र अन्य कुनै पनि सान्दर्भिक जानकारी समावेश छ। हामी यी "गैर-प्रोग्रामेबल" चरहरू भन्छौं र तिनीहरूलाई वेल्डिङ तालिकामा रेकर्ड गर्छौं। उदाहरणका लागि, ASME खण्ड IX बोयलर र प्रेसर भेसल कोडको पालना गर्न वेल्डिङ प्रक्रियाहरूको लागि वेल्डिङ प्रक्रिया विशिष्टता (WPS) मा ग्यासको प्रकारलाई आवश्यक चर मानिन्छ। ग्यास प्रकार वा ग्यास मिश्रण प्रतिशतमा परिवर्तन, वा ID शुद्धीकरणको उन्मूलनको लागि वेल्डिङ प्रक्रियाको पुन: प्रमाणीकरण आवश्यक पर्दछ।
वेल्डिंग ग्यास। स्टेनलेस स्टील कोठाको तापक्रममा वायुमण्डलीय अक्सिजन अक्सिडेशनको प्रतिरोधी हुन्छ। जब यसलाई यसको पग्लने बिन्दुमा तताइन्छ (शुद्ध फलामको लागि १५३०°C वा २८००°F) यो सजिलै अक्सिडाइज हुन्छ। निष्क्रिय आर्गन प्रायः ढाल ग्यासको रूपमा र कक्षीय GTAW प्रक्रिया मार्फत आन्तरिक वेल्डेड जोडहरू शुद्ध गर्न प्रयोग गरिन्छ। अक्सिजन र आर्द्रताको सापेक्षमा ग्यासको शुद्धताले वेल्डिंग पछि वेल्डमा वा नजिक हुने अक्सिडेशन-प्रेरित विकृतिको मात्रा निर्धारण गर्दछ। यदि शुद्धीकरण ग्यास उच्चतम गुणस्तरको छैन वा शुद्धीकरण प्रणाली पूर्ण रूपमा चुहावट मुक्त छैन भने शुद्धीकरण प्रणालीमा थोरै मात्रामा हावा चुहावट हुन्छ भने, अक्सिडेशन हल्का निलो वा नीलो हुन सक्छ। अवश्य पनि, कुनै पनि सफाईले सामान्यतया "मीठो" भनेर चिनिने क्रस्टी कालो सतहमा परिणाम दिनेछैन। सिलिन्डरहरूमा आपूर्ति गरिएको वेल्डिंग ग्रेड आर्गन ९९.९९६-९९.९९७% शुद्ध हुन्छ, आपूर्तिकर्तामा निर्भर गर्दछ, र यसमा ५-७ पीपीएम अक्सिजन र H2O, O2, CO2, हाइड्रोकार्बन, आदि सहित अन्य अशुद्धताहरू हुन्छन्। अधिकतम ४० पीपीएम। देवरमा रहेको सिलिन्डर वा तरल आर्गनमा उच्च-शुद्धता आर्गन ९९.९९९% शुद्ध वा १० पीपीएम कुल अशुद्धता हुन सक्छ, अधिकतम २ पीपीएम अक्सिजन सहित। नोट: न्यानोकेम वा गेटकिपर जस्ता ग्यास प्युरिफायरहरू पर्जिङको समयमा प्रति अर्ब (ppb) दायरामा प्रदूषण स्तर घटाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।
मिश्रित संरचना। ७५% हेलियम/२५% आर्गन र ९५% आर्गन/५% हाइड्रोजन जस्ता ग्यास मिश्रणहरूलाई विशेष अनुप्रयोगहरूको लागि ढाल ग्यासको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। दुई मिश्रणहरूले आर्गन जस्तै कार्यक्रम सेटिङहरू अन्तर्गत गरिएका भन्दा तातो वेल्डहरू उत्पादन गरे। कार्बन स्टीलमा फ्युजन वेल्डिंगद्वारा अधिकतम प्रवेशको लागि हेलियम मिश्रणहरू विशेष गरी उपयुक्त छन्। एक अर्धचालक उद्योग सल्लाहकारले UHP अनुप्रयोगहरूको लागि ढाल ग्यासहरूको रूपमा आर्गन/हाइड्रोजन मिश्रणहरूको प्रयोगको वकालत गर्छन्। हाइड्रोजन मिश्रणका धेरै फाइदाहरू छन्, तर केही गम्भीर बेफाइदाहरू पनि छन्। फाइदा यो हो कि यसले भिजेको पोखरी र चिल्लो वेल्ड सतह उत्पादन गर्दछ, जुन सम्भव भएसम्म चिल्लो भित्री सतहको साथ अल्ट्रा-उच्च दबाव ग्यास वितरण प्रणालीहरू कार्यान्वयन गर्न आदर्श हो। हाइड्रोजनको उपस्थितिले घटाउने वातावरण प्रदान गर्दछ, त्यसैले यदि ग्यास मिश्रणमा अक्सिजनको निशानहरू छन् भने, परिणामस्वरूप वेल्ड शुद्ध आर्गनमा समान अक्सिजन सांद्रता भन्दा कम विकृति संग सफा देखिनेछ। यो प्रभाव लगभग ५% हाइड्रोजन सामग्रीमा इष्टतम हुन्छ। कतिपयले आन्तरिक उपस्थिति सुधार गर्न ID शुद्धीकरणको रूपमा ९५/५% आर्गन/हाइड्रोजन मिश्रण प्रयोग गर्छन्। वेल्ड मोती।
हाइड्रोजन मिश्रण प्रयोग गर्ने वेल्ड मोती ढाल्ने ग्यासको रूपमा साँघुरो हुन्छ, बाहेक स्टेनलेस स्टीलमा सल्फरको मात्रा धेरै कम हुन्छ र यसले मिश्रित आर्गनको समान वर्तमान सेटिङ भन्दा वेल्डमा बढी ताप उत्पन्न गर्छ। आर्गन/हाइड्रोजन मिश्रणको एउटा महत्त्वपूर्ण बेफाइदा भनेको चाप शुद्ध आर्गन भन्दा धेरै कम स्थिर हुन्छ, र चाप बहने प्रवृत्ति हुन्छ, जुन भ्रम पैदा गर्न पर्याप्त गम्भीर हुन्छ। फरक मिश्रित ग्यास स्रोत प्रयोग गर्दा आर्क बहाव गायब हुन सक्छ, जसले सुझाव दिन्छ कि यो प्रदूषण वा खराब मिश्रणको कारणले हुन सक्छ। आर्क द्वारा उत्पन्न ताप हाइड्रोजन सांद्रतासँग भिन्न हुने भएकोले, दोहोरिने वेल्डहरू प्राप्त गर्न स्थिर सांद्रता आवश्यक छ, र पूर्व-मिश्रित बोतलबंद ग्यासमा भिन्नताहरू छन्। अर्को बेफाइदा यो हो कि हाइड्रोजन मिश्रण प्रयोग गर्दा टंगस्टनको जीवनकाल धेरै छोटो हुन्छ। मिश्रित ग्यासबाट टंगस्टनको बिग्रने कारण निर्धारण गरिएको छैन, यो रिपोर्ट गरिएको छ कि चाप बढी गाह्रो छ र एक वा दुई वेल्ड पछि टंगस्टन प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक पर्न सक्छ। कार्बन स्टील वा टाइटेनियम वेल्ड गर्न आर्गन/हाइड्रोजन मिश्रणहरू प्रयोग गर्न सकिँदैन।
TIG प्रक्रियाको एउटा विशिष्ट विशेषता भनेको यसले इलेक्ट्रोडहरू खपत गर्दैन। टंगस्टनको कुनै पनि धातुको उच्चतम पग्लने बिन्दु (६०९८°F; ३३७०°C) छ र यो एक राम्रो इलेक्ट्रोन उत्सर्जक हो, जसले यसलाई गैर-उपभोग्य इलेक्ट्रोडको रूपमा प्रयोगको लागि विशेष रूपमा उपयुक्त बनाउँछ। आर्क स्टार्टिङ र आर्क स्थिरता सुधार गर्न सेरिया, ल्यान्थानम अक्साइड वा थोरियम अक्साइड जस्ता निश्चित दुर्लभ पृथ्वी अक्साइडहरूको २% थपेर यसको गुणहरू सुधार गरिन्छ। सेरियम टंगस्टनको उत्कृष्ट गुणहरूको कारणले गर्दा, विशेष गरी कक्षीय GTAW अनुप्रयोगहरूको लागि शुद्ध टंगस्टन GTAW मा विरलै प्रयोग गरिन्छ। थोरियम टंगस्टन विगतको तुलनामा कम प्रयोग गरिन्छ किनभने तिनीहरू केही हदसम्म रेडियोधर्मी छन्।
पालिस गरिएको फिनिश भएका इलेक्ट्रोडहरू आकारमा बढी एकरूप हुन्छन्। कुनै न कुनै वा असंगत सतह भन्दा चिल्लो सतह सधैं राम्रो हुन्छ, किनकि इलेक्ट्रोड ज्यामितिमा स्थिरता एकरूप, एकरूप वेल्डिंग परिणामहरूको लागि महत्त्वपूर्ण हुन्छ। टिप (DCEN) बाट उत्सर्जित इलेक्ट्रोनहरूले टंगस्टन टिपबाट वेल्डमा ताप स्थानान्तरण गर्दछ। राम्रो टिपले वर्तमान घनत्व धेरै उच्च राख्न अनुमति दिन्छ, तर छोटो टंगस्टन जीवनकालमा परिणाम हुन सक्छ। कक्षीय वेल्डिंगको लागि, टंगस्टन ज्यामितिको दोहोरिने क्षमता र वेल्ड दोहोरिने क्षमता सुनिश्चित गर्न इलेक्ट्रोड टिपलाई मेकानिकली पीस्नु महत्त्वपूर्ण छ। ब्लन्ट टिपले वेल्डबाट आर्कलाई टंगस्टनको एउटै स्थानमा बाध्य पार्छ। टिप व्यासले आर्कको आकार र विशेष करेन्टमा प्रवेशको मात्रा नियन्त्रण गर्दछ। टेपर कोणले आर्कको वर्तमान/भोल्टेज विशेषताहरूलाई असर गर्छ र निर्दिष्ट र नियन्त्रण गर्नुपर्छ। टंगस्टनको लम्बाइ महत्त्वपूर्ण छ किनभने आर्क ग्याप सेट गर्न टंगस्टनको ज्ञात लम्बाइ प्रयोग गर्न सकिन्छ। विशिष्ट वर्तमान मानको लागि आर्क ग्यापले भोल्टेज र यसरी वेल्डमा लागू हुने शक्ति निर्धारण गर्दछ।
इलेक्ट्रोडको आकार र यसको टिप व्यास वेल्डिङ करेन्टको तीव्रता अनुसार चयन गरिन्छ। यदि इलेक्ट्रोड वा यसको टिपको लागि करेन्ट धेरै उच्च छ भने, यसले टिपबाट धातु गुमाउन सक्छ, र करेन्टको लागि धेरै ठूलो टिप व्यास भएका इलेक्ट्रोडहरू प्रयोग गर्नाले आर्क ड्रिफ्ट हुन सक्छ। हामी वेल्ड जोइन्टको भित्ता मोटाईद्वारा इलेक्ट्रोड र टिप व्यास निर्दिष्ट गर्छौं र ०.०९३″ भित्ता मोटाई सम्म लगभग सबै कुराको लागि ०.०६२५ व्यास प्रयोग गर्छौं, जबसम्म प्रयोग ०.०४०″ व्यास इलेक्ट्रोडहरूसँग वेल्डिङको लागि प्रयोग गर्न डिजाइन गरिएको छैन। सानो परिशुद्धता कम्पोनेन्टहरू। वेल्डिङ प्रक्रियाको दोहोरिने क्षमताको लागि, टंगस्टन प्रकार र फिनिश, लम्बाइ, टेपर कोण, व्यास, टिप व्यास र आर्क ग्याप सबै निर्दिष्ट र नियन्त्रण गर्नुपर्छ। ट्यूब वेल्डिङ अनुप्रयोगहरूको लागि, सेरियम टंगस्टन सधैं सिफारिस गरिन्छ किनभने यस प्रकारको अन्य प्रकारहरू भन्दा धेरै लामो सेवा जीवन छ र उत्कृष्ट आर्क इग्निशन विशेषताहरू छन्। सेरियम टंगस्टन गैर-रेडियोधर्मी छ।
थप जानकारीको लागि, कृपया बारबरा हेनन, प्राविधिक प्रकाशन प्रबन्धक, आर्क मेशिन, इंक, १०२८० ग्लेनोक्स ब्लाभ्ड, पाकोइमा, CA ९१३३१ लाई सम्पर्क गर्नुहोस्। फोन: ८१८-८९६-९५५६। फ्याक्स: ८१८-८९०-३७२४।