При сварке труб и трубопроводов из нержавеющей стали часто требуется обратная продувка аргоном при использовании традиционных процессов, таких как дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) и дуговая сварка защитным металлом (SMAW). Но стоимость газа и время настройки процесса продувки могут быть важными, особенно при увеличении диаметра и длины труб.
При сварке нержавеющей стали серии 300 подрядчики могут устранить обратный прорыв в швах с открытым корневым каналом, переключившись с традиционной GTAW или SMAW на улучшенный процесс сварки, при этом обеспечивая высокое качество сварки, сохраняя коррозионную стойкость материала и соблюдая Спецификацию процедуры сварки (WPS), требующую дуговой сварки металлическим электродом с коротким замыканием (GMAW). Усовершенствованный процесс GMAW с коротким замыканием также обеспечивает дополнительные преимущества в производительности, эффективности и простоте использования, помогая увеличить прибыль.
Благодаря своей коррозионной стойкости и прочности сплавы из нержавеющей стали используются во многих областях применения труб и трубопроводов, включая нефтегазовую, нефтехимическую и биотопливную промышленность. Хотя GTAW традиционно используется во многих приложениях из нержавеющей стали, у нее есть некоторые недостатки, которые можно устранить с помощью улучшенной GMAW с коротким замыканием.
Во-первых, из-за продолжающейся нехватки квалифицированных сварщиков поиск рабочих, знакомых с GTAW, является постоянной проблемой. Во-вторых, GTAW не является самым быстрым процессом сварки, что мешает компаниям, стремящимся повысить производительность для удовлетворения требований клиентов. В-третьих, он требует затрат времени и средств на обратную промывку труб из нержавеющей стали.
Что такое продувка? Продувка — это введение газа в процессе сварки для удаления загрязнений и обеспечения поддержки. Продувка обратной стороны защищает обратную сторону сварного шва от образования тяжелых оксидов в присутствии кислорода.
Если задняя сторона не защищена во время заварки открытого корневого канала, это может привести к повреждению субстрата. Это разрушение называется осахариванием, потому что оно приводит к образованию поверхности, похожей на сахар внутри сварного шва. Чтобы предотвратить затирание, сварщик вставляет газовый шланг в один конец трубы и затыкает конец трубы продувочной заслонкой. Они также создали вентиляционное отверстие на другом конце трубы. соединение и начали сварку, повторяя процесс зачистки и сварки до тех пор, пока корневой валик не будет готов.
Устранение обратного продувки. Повторные трассировки могут стоить много времени и денег, в некоторых случаях добавляя к проекту тысячи долларов. Переход на усовершенствованный процесс GMAW с коротким замыканием позволяет компании выполнять корневой проход без обратной промывки во многих случаях обработки нержавеющей стали. Сварка нержавеющих сталей серии 300 хорошо подходит для этого, в то время как сварка высокочистых дуплексных нержавеющих сталей в настоящее время требует GTAW для корневого прохода.
Поддержание тепловложения на минимально возможном уровне помогает поддерживать коррозионную стойкость заготовки. Одним из способов снижения тепловложения является сокращение количества сварочных проходов. Усовершенствованные процессы GMAW с коротким замыканием, такие как регулируемое осаждение металла (RMD®), используют точно контролируемый перенос металла для обеспечения равномерного осаждения капель.
Благодаря контролируемому переносу металла и более быстрому замерзанию сварочной ванны турбулентность сварочной ванны снижается, а защитный газ выходит из горелки GMAW относительно спокойно. Это позволяет защитному газу проходить через открытый шов, вытесняя атмосферу и предотвращая засахаривание или окисление на обратной стороне сварного шва. Это покрытие газом занимает короткое время, потому что ванны замерзают очень быстро.
Испытания показали, что модифицированный процесс GMAW с коротким замыканием соответствует стандартам качества сварки, сохраняя при этом коррозионную стойкость нержавеющей стали, как при сварке корневого валика методом GTAW.
Изменение процесса сварки требует от компании повторной сертификации WPS, но такое переключение может обеспечить огромную экономию времени и затрат на новые производственные и ремонтные работы.
Сварка открытых корневых каналов с использованием усовершенствованного процесса GMAW с коротким замыканием дает дополнительные преимущества в производительности, эффективности и обучении сварщиков. К ним относятся:
Устраняет возможность образования горячих каналов благодаря возможности наплавки большего количества металла для увеличения толщины корневого канала.
Отличная устойчивость к большому и малому смещению между секциями трубы. Благодаря плавному переносу металла процесс может легко перекрывать зазоры до 3/16 дюймов.
Длина дуги постоянна независимо от удлинения электрода, что компенсирует трудности операторов, которым трудно поддерживать постоянное удлинение. Более легко контролируемая сварочная ванна и равномерный перенос металла могут сократить время обучения новых сварщиков.
Сокращение времени простоя для смены процесса. Одна и та же проволока и защитный газ могут использоваться для корневых, заполняющих и закрывающих каналов. Можно использовать импульсный процесс GMAW при условии, что каналы заполнены и закрыты защитным газом аргоном не менее чем на 80%.
Для операций, которые хотят устранить обратную продувку при работе с нержавеющей сталью, важно следовать пяти ключевым советам для успешного перехода на модифицированный процесс GMAW с коротким замыканием.
Очистите трубы внутри и снаружи, чтобы удалить любые загрязнения. Используйте проволочную щетку, предназначенную для нержавеющей стали, чтобы очистить заднюю часть соединения на расстоянии не менее 1 дюйма от края.
Используйте присадочный металл из нержавеющей стали с высоким содержанием кремния, например 316LSi или 308LSi. Более высокое содержание кремния способствует смачиванию сварочной ванны и действует как раскислитель.
Для достижения наилучших результатов используйте смесь защитного газа, специально разработанную для данного процесса, такую ​​как 90 % гелия, 7,5 % аргона и 2,5 % двуокиси углерода. Другой вариант — 98 % аргона и 2 % двуокиси углерода. Поставщик сварочного газа может дать другие рекомендации.
Для достижения наилучших результатов используйте конический наконечник и насадку для корневого канала, чтобы определить местонахождение газового покрытия. Коническое сопло со встроенным газовым диффузором обеспечивает превосходное покрытие.
Обратите внимание, что использование модифицированного процесса GMAW с коротким замыканием без резервного газа приводит к образованию небольшого количества окалины на обратной стороне сварного шва. Обычно она отслаивается по мере остывания сварного шва и соответствует стандартам качества для нефтяной, энергетической и нефтехимической промышленности.
Джим Бирн — менеджер по продажам и приложениям компании Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
Tube & Pipe Journal стал первым журналом, посвященным индустрии металлических труб в 1990 году. Сегодня он остается единственным изданием в Северной Америке, посвященным этой отрасли, и стал самым надежным источником информации для профессионалов в области труб.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR, легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровое издание The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступно, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный доступ к цифровой версии журнала STAMPING Journal, в котором представлены последние технологические достижения, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The Fabricator en Español вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.