Įtrūkimai tebėra vienas rimčiausių defektų, sutinkamų gaminant suvirintus vamzdžius, be to, jis yra vienas mažiausiai atleidžiančių -, skirtingai nei matmenų nuokrypis ar paviršiaus dėmė, suvirinimo siūlės įtrūkimas yra konstrukcinis defektas, kuris gali išplisti veikiant apkrovai ir sukelti visišką gedimą. Įtrūkimai suvirintame vamzdyje paprastai skirstomi į dvi kategorijas pagal jų orientaciją suvirinimo linijos atžvilgiu:išilginiai įtrūkimai, kurie eina lygiagrečiai suvirinimo siūlei, irskersiniai įtrūkimai, kurie eina per jį. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama skersiniam įtrūkimui -, kodėl jis susidaro ir ką gamintojas turi kontroliuoti, kad jo išvengtų, ypatingą dėmesį skiriant spiralinei (SSAW) suvirintas vamzdis, kur sraigtinės siūlės geometrija prideda prie bendros suvirinimo metalurgijos aspektų.
Iš kur iš tikrųjų atsiranda skersiniai įtrūkimai
Skersiniai įtrūkimai suvirintame vamzdyje dažniausiai susidaro kietėjant ir kristalizuojantis pačiam suvirintam metalui, o ne vėliau. Kai išlydytas suvirinimo baseinas vėsta, jis palaipsniui kietėja nuo išorinių baseino kraštų į vidų link centrinės linijos, o grūdeliai auga šilumos srauto kryptimi. Šį kietėjimą lydi tūrinis susitraukimas - metalas tiesiog užima mažiau vietos, kai iš skysto į kietą būseną pereina ir toliau traukiasi vėsdamas iki kambario temperatūros.
Tas susitraukimas sukuriatempimo įtempisišilgai suvirinimo ir kadangi aplinkiniai netaurieji metalai ir jau -sukietėjęs suvirinimo metalas priešinasi susitraukimui, besivystantis įtempis labiausiai susikaupia ties vidurio siūlės linija, kur sukietėja paskutinis skystas metalas ir kur grūdelių ribos iš abiejų baseino pusių susitinka beveik prieš-. Jei ta centrinės linijos sritis negali prisitaikyti prie tempimo įtempių -, nes grūdelių struktūra nepalanki, kenksmingi mikroelementai susilpnino grūdelių ribas arba pats įtempis yra didesnis nei reikia dėl prastos proceso kontrolės -, statmenai suvirinimo krypčiai atsidaro plyšys. Būtent dėl šios statmenos padėties jis yra skersinis, o ne išilginis.
Toliau pateiktoje diagramoje iliustruojamas šis mechanizmas: kietėjimo priekis, einantis už suvirinimo degiklio, susitraukimo įtempis, traukiantis per suvirinimo liniją, kai baseinas atvėsta, ir susidarantis plyšys vidurinėje linijoje, kur tas įtempis koncentruojasi.
Metalurgijos pakaitos simbolis: vario tarša
Kietėjimo susitraukimo įtempis yra pagrindinė kiekvienos suvirinimo siūlės sąlyga - jos negalima visiškai pašalinti, tik valdyti. Tačiau antrasis veiksnys įprastą susitraukimo įtempį daug lengviau paverčia tikruoju įtrūkimu: žemos -lydymosi- temperatūros priemaišų buvimas suvirinimo metale ir spiralinio-suvirinimo vamzdžių gamyboje,varis yra labiausiai paplitęs pažeidėjas.
Varis į suvirinimo baseiną patenka iš netikėto šaltinio: plonos varinės dangos, padengtos suvirinimo viela, kad būtų išvengta paviršiaus rūdžių saugojimo metu ir pagerintas elektros kontaktas bei padavimas per suvirinimo įrangą. Kai viela teka per kontaktinį antgalį dideliu greičiu, trintis palaipsniui susidėvi antgalio kiaurymę, o smulkios vario dalelės - tiek iš vielos dangos, tiek iš susidėvėjusių antgalių iš paties vario kontaktinio antgalio - nulupa ir patenka į srautą bei lanką, galiausiai pasiekdamos išlydytą suvirinimo baseiną.
Varis lydosi daug žemesnėje temperatūroje nei plienas. Kai suvirinimo baseinas kietėja, bet koks esantis varis nesukietėja su biria plieno matrica - ilgiau išlieka skystas ir atsiskiria iki grūdelių ribų, kur jas sušlapina ir susilpnina. Tai yra formaskysto{0}}metalo trapumas: grūdelių riba, jau veikiama tempimo įtempių dėl normalaus kietėjimo susitraukimo, dabar turi daug mažesnį atsparumą šiam įtempimui, nes varis pažeidžia jo sanglaudą. Dėl to prie variu-užterštos ribos atsiranda skersiniai įtrūkimai, esant įtempių lygiams, kuriuos neužterštos siūlės be problemų toleruotų.
Prevencija: kas iš tikrųjų sumažina skersinį įtrūkimą
Skersinio įtrūkimo prevencija nėra vieno pataisymo reikalas -, reikia kontroliuoti ir pagrindinį susitraukimo įtempį, ir metalurginį užterštumą, dėl kurio suvirinimas tampa pažeidžiamas. Praktiškai tai apima penkias proceso valdymo sritis.
1. Suvirinimo eksploatacinių medžiagų pasirinkimas
Pradinis taškas yra pasirinkti suvirinimo laidą ir srautą, kurio chemija tinka pagrindinei medžiagai ir kuriame nėra per daug kenksmingų mikroelementų. Kruopščiai parinkus eksploatacines medžiagas, pirmiausia sumažinamas į suvirinimo baseiną patenkančių priemaišų bazinis lygis, o tai sumažina skersinio įtrūkimo tikimybę, neatsižvelgiant į tai, kas dar vyksta proceso metu. Tai sprendimas, priimtas dar net neprasidėjus suvirinimui, ir jis nustato lubas, koks gali būti suvirinto metalo švarumas -. Joks tolesnis proceso valdymas negali visiškai kompensuoti prasto eksploatacinių medžiagų pasirinkimo.
2. Kūgio konstrukcija ir skverbties kontrolė
Suvirinimo jungties griovelis arba kampinė geometrija tiesiogiai įtakoja, kiek suvirinto metalo nusėda ir kaip vystosi kietėjimo modelis. Bendrasis principas yra sumažinti vidinį suvirinimo kampą, jei įmanoma, neprarandant įsiskverbimo gylio, kurio iš tikrųjų reikia siūlei. Dėl mažesnio vidinio kampo ir tinkamo įsiskverbimo sumažėja suvirinimo baseino tūris ir trumpesnis kietėjimo kelias, o tai sumažina susitraukimo įtempį, atsirandantį suvirinimui vėsstant. Norint pasiekti tinkamą pusiausvyrą, reikia glaudžiai koordinuoti nuožulnios konstrukcijos konstrukciją ir suvirinimo parametrus (srovę, įtampą, eigos greitį), kurie iš tikrųjų naudojami linijoje, nes kūgio konstrukcijos negalima vertinti atskirai nuo proceso, su kuriuo jis susietas.
3. Tikslus formavimas ir ritinėlių išlyginimas
Konkrečiai naudojant spiralinį -suvirintą vamzdį, ritinėlio-formavimo proceso tikslumas, kurio metu plokščia juosta suformuojama į spiralinio vamzdžio korpusą, turi tiesioginės įtakos liekamajam įtempimui, kuris yra suvirinimo jungtyje prieš pradedant suvirinimą. Jei juostos kraštai nėra tiksliai sulygiuoti - nuoseklus tarpas, vienodas briaunos aukštis, nuoseklus kreivumas, atitinkantis numatytą vamzdžio skersmenį -, be įprasto kietėjimo susitraukimo, suvirinimo siūlė turi atitikti geometrinį neatitikimą. Šis papildomas liekamasis įtempis sumažina turimą ribą prieš prasidedant skersiniam įtrūkimui. Tikslus formavimas, kartais vadinamas "formos derinimu" gamyboje, sumažina šį liekamąjį įtempį šaltinyje, o ne bando jį kompensuoti vėliau nustatant suvirinimo parametrus.
4. Suvirinimo formos faktoriaus kontrolė
Thesuvirinimo formos faktorius- suvirinimo briaunos paviršiaus pločio ir įsiskverbimo gylio santykis - turi tiesioginį ir gerai-pagrįstą ryšį su jautrumu įtrūkimams. Siauras, gilus suvirinimo baseinas sukietėja, o grūdeliai auga staigiai į vidų iš abiejų pusių ir beveik priešais susitinka vidurio liniją, sutelkdami susitraukimo įtempį išilgai siauros juostos. Platesnis, seklesnis suvirinimo baseinas leidžia grūdeliams augti link centro mažesniu kampu, paskirstant tą patį bendrą susitraukimo įtempį platesniame regione, o ne jį sutelkiant.
Kaip praktinis tikslas, paprastai išlaikomas suvirinimo formos koeficientasaukščiau 1(rutulio plotis didesnis nei įsiskverbimo gylis), kad būtų išvengta šios įtampos koncentracijos. Tai visų pirma valdoma suvirinimo srovės, įtampos ir eigos greičio nustatymais, todėl tai turėtų būti patikrinta atliekant įprastą proceso kvalifikaciją, o ne tik remiantis vardiniais parametrų nustatymais, nes elektrodų susidėvėjimas, srauto būklė ir net aplinkos temperatūra gali pakeisti faktinę tam tikrą dieną pagamintą granulių geometriją.
5. Kontaktinis antgalis ir vario užterštumo kontrolė
Kadangi vario užterštumas yra toks neproporcingai žalingas veiksnys, palyginti su iš tikrųjų nedideliais kiekiais, jis nusipelno specialios proceso kontrolės, o ne traktuojamas kaip šalutinis bendros vartojimo reikmenų kokybės poveikis. Tai apima suplanuotą kontaktinių antgalių patikrinimą ir pakeitimą, kol angos susidėvėjimas tampa reikšmingas, vielos padavimo stebėjimą, ar nėra matomo pleiskanojimo ar dangos irimo, ir kai kuriais atvejais nurodant laidą su lengvesniu arba alternatyviu paviršiaus apdorojimu, kai vario surinkimas buvo nuolatinė problema. Kadangi šis užteršimo kelias yra beveik nepastebimas baigtoje suvirinimo siūlėje, kol iš tikrųjų neatsiranda įtrūkimų, tai yra viena iš sričių, kur prevencinės priežiūros disciplina yra svarbesnė nei reaktyvioji trikčių diagnostika.
Pirkimo vadovas: suvirintų vamzdžių tiekėjo įtrūkimų įvertinimas{0}}prevencijos praktika
Pirkėjui, perkančiam SSAW ar kitą suvirintą vamzdį, skersinis įtrūkimas standartiniame malūno sertifikate beveik nepastebimas, nebent jis jau pavirto iki aptinkamo defekto, užfiksuoto atliekant neardomąjį bandymą -, iki kurio ilgis jau buvo atmestas arba suremontuotas, o tai padidina užsakymo išlaidų ir grafiko riziką. Patikimesnis metodas yra įvertinti, ar tiekėjo proceso kontrolė neleidžia skersiniam įtrūkimui atsirasti. Prieš pateikdami užsakymą verta patvirtinti šiuos dalykus, ypač jei tai susiję su didesniais ar aukštesnės specifikacijos{4}}projektais:
- Paklauskite, kaip stebimas suvirinimo formos faktorius, o ne tik nustatomas.Tiekėjas, galintis aprašyti, kaip išmatuojamas ir tikrinamas rutulio pločio -ir{1}}gylio santykis gamybos metu -, o ne tiesiog cituodamas tikslinių parametrų lapą -, demonstruoja tikrą proceso valdymą, o ne popieriaus specifikaciją.
- Paklauskite apie kontaktinio antgalio keitimo intervalus ir laidų tvarkymo praktiką.Tiekėjas, turintis apibrėžtą prevencinės-kontaktinių antgalių priežiūros grafiką ir kontroliuojamą suvirinimo vielos saugojimą ir (arba) tvarkymą, kad būtų išvengta dangos pažeidimo, aktyviai sprendžia vario užteršimo kelią, o ne tik reaguoja į defektus jiems atsiradus.
- Prieš suvirindami patikrinkite, kokios formavimo/išlygiavimo leistinos nuokrypos, ypač spiraliniam -suvirintam vamzdžiui, nes juostos kraštų išlyginimas prieš suvirinimo praėjimą turi tiesioginės įtakos liekamajam įtempimui jungties vietoje.
- Pateikite užklausą dėl faktinės suvirinimo siūlės neardomųjų bandymų aprėpties-- viso ilgio{1}}bandymas nustato problemas, kurių tikrinimo režimas gali nepastebėti, o tai yra svarbesnė įtrūkimų-tipo defektams, o ne daugeliui kitų kokybės charakteristikų, nes įtrūkimas, kurio nepavyksta aptikti, veikiant eksploatacinei apkrovai gali išplisti dar ilgai po to, kai vamzdis išeina iš gamyklos.
- Paklauskite, ar suvirinimo parametrai atitinka gamybos eigą, ar yra statiniai.Kadangi briaunos geometrija ir suvirinimo kokybė laikui bėgant gali keistis atsižvelgiant į elektrodo susidėvėjimą, srauto būklę ir kitus kintamuosius, tiekėjas, kuris periodiškai perkvalifikuoja parametrus -, o ne laikydamas pradinės procedūros kvalifikacijos nuolatiniu -, siūlo nuoseklesnį atsparumą įtrūkimams visame užsakyme, o ne tik pirmuose keliuose pagamintuose ilgiuose.
- Jei tai leidžia projekto specifikacijos, teiraukitės gamybos duomenų arba pavyzdžių iš ankstesnių panašaus skersmens ir sienelės storio užsakymų, nes jautrumą įtrūkimams įtakoja vamzdžių geometrija ir proceso parametrai, o tiekėjo patirtis palyginamų dydžių srityje yra tiesioginis rodiklis nei bendrieji teiginiai apie kokybės sistemas.
Skersinis įtrūkimas galiausiai yra kontroliuojamas defektas, o ne suvirinimo procesui būdinga rizika -, tačiau norint jį kontroliuoti, reikia atkreipti dėmesį į detales, kurių nėra standartiniame specifikacijų lape: rutulio geometriją, kontaktinio antgalio būklę ir formavimo tikslumą – visa tai veikia kartu su garso eksploatacinių medžiagų parinkimu. Pirkėjai, kurie klausia apie šias specifikas kvalifikacijos etape, užuot pasikliavę vien chemijos ir mechaninių bandymų rezultatais, turi daug geresnę padėtį, kad vėliau projekto metu išvengtų grafiko ir išlaidų, susijusių su įtrūkimu susijusio atmetimo padarinius.
