Hàn ống và đường ống thép không gỉ thường yêu cầu tẩy ngược bằng argon khi sử dụng các quy trình truyền thống như hàn hồ quang vonfram bằng khí (GTAW) và hàn hồ quang kim loại có che chắn (SMAW).
Khi hàn thép không gỉ sê-ri 300, các nhà thầu có thể loại bỏ hiện tượng giật ngược trong các mối hàn ống tủy hở bằng cách chuyển từ GTAW hoặc SMAW truyền thống sang quy trình hàn cải tiến, trong khi vẫn đạt được chất lượng mối hàn cao, duy trì khả năng chống ăn mòn của vật liệu và đáp ứng Đặc điểm kỹ thuật quy trình hàn (WPS) yêu cầu quy trình hàn hồ quang kim loại khí ngắn mạch (GMAW). Quy trình GMAW ngắn mạch cải tiến cũng mang lại lợi ích bổ sung về năng suất, hiệu quả và tính dễ sử dụng, giúp cải thiện lợi nhuận.
Được ưa chuộng vì khả năng chống ăn mòn và độ bền, hợp kim thép không gỉ được sử dụng trong nhiều ứng dụng đường ống và ống dẫn, bao gồm dầu khí, hóa dầu và nhiên liệu sinh học. Mặc dù GTAW theo truyền thống đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng thép không gỉ, nhưng nó có một số nhược điểm có thể được giải quyết bằng GMAW ngắn mạch cải tiến.
Đầu tiên, do tình trạng thiếu thợ hàn lành nghề vẫn tiếp diễn, việc tìm kiếm công nhân quen thuộc với GTAW là một thách thức không ngừng. Thứ hai, GTAW không phải là quy trình hàn nhanh nhất, điều này cản trở các công ty muốn tăng năng suất để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Thứ ba, nó đòi hỏi phải xả ngược ống thép không gỉ tốn thời gian và tốn kém.
Thổi ngược là gì? Làm sạch là đưa khí vào trong quá trình hàn để loại bỏ các chất gây ô nhiễm và cung cấp hỗ trợ. Việc làm sạch mặt sau bảo vệ mặt sau của mối hàn khỏi hình thành các oxit nặng khi có oxy.
Nếu mặt sau không được bảo vệ trong quá trình hàn hở ống tủy, có thể làm hỏng chất nền. Sự cố này được gọi là quá trình đường hóa, được đặt tên như vậy vì nó tạo ra một bề mặt trông giống như đường bên trong mối hàn. Để tránh bị sứt mẻ, thợ hàn chèn một ống dẫn khí vào một đầu ống và bịt đầu ống bằng một đập tẩy. Họ cũng tạo ra một lỗ thông hơi ở đầu kia của ống. Họ cũng thường dán băng keo xung quanh lỗ nối. Sau khi làm sạch đường ống, họ bóc một phần băng dính xung quanh mối nối và bắt đầu hàn, lặp lại quy trình tước và hàn cho đến khi hạt gốc hoàn thành.
Loại bỏ hiện tượng giật ngược. Quá trình truy hồi có thể tốn rất nhiều thời gian và tiền bạc, trong một số trường hợp tốn thêm hàng nghìn đô la cho dự án. Việc chuyển đổi sang quy trình GMAW ngắn mạch cải tiến cho phép công ty hoàn thành quá trình hàn gốc mà không cần xả ngược trong nhiều ứng dụng thép không gỉ. Các ứng dụng hàn cho thép không gỉ sê-ri 300 rất phù hợp cho việc này, trong khi các ứng dụng hàn cho thép không gỉ song công có độ tinh khiết cao hiện yêu cầu GTAW cho quá trình hàn gốc.
Giữ nhiệt đầu vào ở mức thấp nhất có thể giúp duy trì khả năng chống ăn mòn của phôi. Giảm số lượng mối hàn đi qua là một cách để giảm nhiệt đầu vào. Các quy trình GMAW ngắn mạch được cải tiến, chẳng hạn như Lắng đọng kim loại được điều tiết (RMD®), sử dụng quá trình truyền kim loại được kiểm soát chính xác để tạo ra sự lắng đọng giọt nước đồng đều. Điều này giúp thợ hàn kiểm soát vũng hàn dễ dàng hơn, từ đó kiểm soát đầu vào nhiệt và tốc độ hàn. Nhiệt đầu vào thấp hơn cho phép vũng hàn đông cứng nhanh hơn.
Với việc truyền kim loại được kiểm soát và đóng băng vũng hàn nhanh hơn, vũng hàn ít hỗn loạn hơn và khí bảo vệ khiến súng GMAW tương đối không bị xáo trộn. Điều này cho phép khí bảo vệ đi qua gốc hở, thay thế khí quyển và ngăn quá trình đường hóa hoặc oxy hóa ở mặt sau của mối hàn. Việc bao phủ khí này chỉ mất một thời gian ngắn vì vũng hàn đóng băng rất nhanh.
Thử nghiệm cho thấy quy trình GMAW ngắn mạch cải tiến đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng mối hàn trong khi vẫn duy trì khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ như khi hàn gốc bằng GTAW.
Một sự thay đổi trong quy trình hàn yêu cầu công ty phải chứng nhận lại WPS của mình, nhưng việc chuyển đổi như vậy có thể giúp tiết kiệm thời gian và chi phí rất lớn cho công việc sản xuất và sửa chữa mới.
Hàn hở ống tủy sử dụng quy trình GMAW ngắn mạch cải tiến mang lại những lợi ích bổ sung về năng suất, hiệu quả và đào tạo thợ hàn. Những lợi ích này bao gồm:
Loại bỏ tiềm năng cho các kênh nóng do có thể lắng đọng thêm kim loại để tăng độ dày của kênh gốc.
Khả năng chịu đựng tuyệt vời đối với độ lệch cao và thấp giữa các đoạn ống. Do chuyển kim loại trơn tru, quá trình này có thể dễ dàng thu hẹp khoảng cách lên đến 3⁄16 inch.
Chiều dài hồ quang nhất quán bất kể độ giãn của điện cực, giúp bù đắp cho những người vận hành gặp khó khăn trong việc duy trì độ giãn nhất quán. Vũng hàn được kiểm soát dễ dàng hơn và chuyển kim loại nhất quán có thể giảm thời gian đào tạo cho thợ hàn mới.
Giảm thời gian ngừng hoạt động khi chuyển đổi quy trình. Có thể sử dụng cùng loại dây và khí bảo vệ cho các kênh gốc, lấp đầy và đóng nắp. Có thể sử dụng quy trình GMAW xung với điều kiện là các kênh được lấp đầy và phủ ít nhất 80% khí bảo vệ argon.
Đối với các hoạt động muốn loại bỏ dòng chảy ngược trong các ứng dụng thép không gỉ, điều quan trọng là phải tuân theo năm mẹo chính để thành công khi chuyển sang quy trình GMAW ngắn mạch đã sửa đổi.
Làm sạch bên trong và bên ngoài đường ống để loại bỏ bất kỳ chất gây ô nhiễm nào. Sử dụng bàn chải sắt được thiết kế cho thép không gỉ để làm sạch mặt sau của khớp cách mép ít nhất 1 inch.
Sử dụng kim loại độn bằng thép không gỉ có hàm lượng silicon cao, chẳng hạn như 316LSi hoặc 308LSi. Hàm lượng silicon cao hơn giúp làm ướt vũng hàn và hoạt động như một chất khử oxy.
Để có hiệu suất tốt nhất, hãy sử dụng hỗn hợp khí bảo vệ được pha chế đặc biệt cho quy trình, chẳng hạn như 90% helium, 7,5% argon và 2,5% carbon dioxide. Một lựa chọn khác là 98% argon và 2% carbon dioxide. Nhà cung cấp khí hàn có thể có các khuyến nghị khác.
Để có kết quả tốt nhất, hãy sử dụng đầu thuôn nhọn và vòi phun để phân luồng gốc nhằm xác định vùng phủ khí. Đầu phun hình nón với bộ khuếch tán khí tích hợp mang lại vùng phủ tuyệt vời.
Lưu ý rằng việc sử dụng quy trình GMAW ngắn mạch đã sửa đổi mà không có khí hỗ trợ sẽ tạo ra một lượng nhỏ cặn ở mặt sau của mối hàn. Lớp cặn này thường bong ra khi mối hàn nguội đi và đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cho các ứng dụng dầu mỏ, nhà máy điện và hóa dầu.
Jim Byrne là Giám đốc Kinh doanh và Ứng dụng của Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
Tạp chí Tube & Pipe trở thành tạp chí đầu tiên chuyên phục vụ ngành công nghiệp ống kim loại vào năm 1990. Ngày nay, nó vẫn là ấn phẩm duy nhất ở Bắc Mỹ dành riêng cho ngành này và đã trở thành nguồn thông tin đáng tin cậy nhất cho các chuyên gia về đường ống.
Giờ đây, với toàn quyền truy cập vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên ngành có giá trị.
Phiên bản kỹ thuật số của Tạp chí Tube & Pipe hiện có thể truy cập đầy đủ, giúp dễ dàng truy cập các tài nguyên công nghiệp có giá trị.
Tận hưởng quyền truy cập đầy đủ vào ấn bản kỹ thuật số của Tạp chí DẤU, nơi cung cấp những tiến bộ công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây, với toàn quyền truy cập vào phiên bản kỹ thuật số của The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các tài nguyên ngành có giá trị.