สิ่งที่ควรคำนึงถึงในระหว่างกระบวนการเชื่อมท่อเหล็กทนความร้อน

ลักษณะพื้นฐานของการเชื่อมท่อเหล็กทนความร้อน
ท่อเหล็กทนความร้อน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น หม้อไอน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และอุปกรณ์เคมี ข้อกำหนดในการเชื่อมแตกต่างจากเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไป ท่อเหล็กทนความร้อนมักประกอบด้วยองค์ประกอบโลหะผสมในสัดส่วนสูง เช่น โครเมียม นิกเกิล และโมลิบดีนัม องค์ประกอบเหล่านี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง แต่ยังส่งผลต่อความไวต่อการแตกร้าวจากความร้อน ความคงตัวของโครงสร้างจุลภาค และช่วงกระบวนการระหว่างการเชื่อมอีกด้วย ดังนั้น ในระหว่างการเชื่อม ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคของวัสดุและการเปลี่ยนแปลงของความเค้นจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของข้อต่อหรือการเสื่อมสภาพของความต้านทานความร้อนเนื่องจากการจัดการที่ไม่เหมาะสม

ข้อกำหนดการเตรียมการเชื่อมและการอุ่นก่อนการเชื่อม
ก่อนเชื่อมท่อเหล็กทนความร้อน การทำความสะอาดอย่างละเอียดเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าร่องเชื่อมและพื้นที่โดยรอบปราศจากน้ำมัน สนิม และสิ่งสกปรก เพื่อป้องกันการก่อตัวของรูพรุนและตะกรันที่รวมอยู่ในระหว่างการเชื่อม การอุ่นเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมเหล็กทนความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กที่มีธาตุผสมสูง การอุ่นเครื่องจะทำให้อัตราการเย็นตัวช้าลง ลดแนวโน้มการแข็งตัวในบริเวณรอยเชื่อม และลดความเสี่ยงที่จะเกิดการแตกร้าว ขึ้นอยู่กับเกรดเหล็กและความหนาของผนัง โดยทั่วไปอุณหภูมิอุ่นจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 150°C ถึง 350°C ก่อนการเชื่อมจะต้องใช้เครื่องมือวัดอุณหภูมิเพื่อยืนยันว่าอุณหภูมิอุ่นเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด

การเลือกและจับคู่วัสดุการเชื่อม
การเลือกวัสดุการเชื่อมที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันคุณภาพการเชื่อม โดยทั่วไปการเชื่อมท่อเหล็กทนความร้อนจะใช้อิเล็กโทรดหรือสายไฟที่ตรงกับองค์ประกอบของวัสดุฐานเพื่อรักษาความแข็งแรงของข้อต่อและความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่น เหล็กทนความร้อน Cr-Mo ต้องใช้อิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำ ในขณะที่เหล็กทนความร้อนออสเทนนิติกต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองทนความร้อนที่ประกอบด้วยนิกเกิลและโครเมียม ต้องพิจารณาปริมาณไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้ของวัสดุสิ้นเปลืองด้วย อิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำควรทำให้แห้งก่อนใช้งานเพื่อป้องกันการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน

การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการเชื่อม
อินพุตความร้อนของการเชื่อมท่อเหล็กทนความร้อนจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม การป้อนความร้อนที่มากเกินไปอาจทำให้เกรนหยาบและเพิ่มความเครียดในการเชื่อม ซึ่งช่วยลดความเหนียวและความต้านทานความร้อนของข้อต่อ การป้อนความร้อนที่มากเกินไปอาจส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมหรือการเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ โดยทั่วไปการเชื่อมหลายรอบจะใช้เพื่อลดผลกระทบทางความร้อนของการเชื่อมเดี่ยว ต้องปรับพารามิเตอร์ เช่น กระแสการเชื่อม แรงดันไฟฟ้า และความเร็วตามวัสดุของท่อ ความหนา และตำแหน่งการเชื่อม เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเค้นและการแตกร้าวที่อาจเกิดขึ้น

การเสียรูปและการควบคุมความเครียดระหว่างการเชื่อม
เหล็กทนความร้อนสร้างความเค้นในการเชื่อมอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการเชื่อม การควบคุมที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่การเสียรูปหรือรอยแตกร้าวได้ ดังนั้นการเชื่อมแบบสมมาตรหรือการเชื่อมแบบข้ามจึงมักใช้เพื่อกระจายความเครียดระหว่างการเชื่อม อุปกรณ์ติดตั้งและอุปกรณ์ติดตั้งที่เหมาะสมยังใช้เพื่อป้องกันการเคลื่อนตัวของส่วนประกอบที่เชื่อมมากเกินไป สำหรับท่อเหล็กที่มีความหนามากขึ้น สามารถใช้การให้ความร้อนเฉพาะจุดในส่วนต่างๆ ระหว่างการเชื่อม เพื่อบรรเทาความเข้มข้นของความเค้น และรับประกันความเสถียรของมิติหลังการเชื่อม

ความสำคัญของการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม
ข้อต่อเชื่อมท่อเหล็กทนความร้อนจะสร้างความเครียดตกค้างอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการทำความเย็น และเกรดเหล็กบางเกรดยังสามารถพัฒนาโครงสร้างจุลภาคที่เปราะได้ ซึ่งเป็นอันตรายต่อท่อที่ต้องใช้งานที่อุณหภูมิสูงในระยะยาว ดังนั้นการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมจึงเป็นสิ่งจำเป็น การแบ่งเบาบรรเทาหรือการทำให้เป็นมาตรฐานสามารถลดความเครียดที่ตกค้าง ปรับแต่งโครงสร้างจุลภาค และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของข้อต่อ ควรปรับอุณหภูมิการรักษาความร้อนและเวลาในการจับยึดให้เหมาะกับวัสดุท่อและความหนาของผนังเพื่อให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมมีสมรรถนะที่อุณหภูมิสูงได้ดี

การตรวจสอบและซ่อมแซมข้อบกพร่องในการเชื่อม
หลังจากการเชื่อม ควรประเมินคุณภาพการเชื่อมอย่างละเอียดโดยการตรวจสอบด้วยภาพ การทดสอบด้วยภาพรังสี การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง และวิธีการอื่นๆ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่อง เช่น รอยแตก รูพรุน และตะกรันรวมอยู่ด้วย เมื่อพบข้อบกพร่องแล้ว ควรซ่อมแซมตามข้อกำหนดของกระบวนการ ควรทำการอุ่นและหลังการให้ความร้อนเมื่อซ่อมแซมพื้นที่ที่มีรอยเชื่อมเพื่อป้องกันข้อบกพร่องใหม่ กระบวนการซ่อมแซมทั้งหมดควรได้รับการบันทึกไว้เพื่อการตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพในภายหลัง

การเปรียบเทียบข้อควรระวังในการเชื่อมท่อเหล็กทนความร้อนประเภทต่างๆ
ข้อควรระวังในการเชื่อมจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของเหล็กทนความร้อน ตัวอย่างเช่น การอุ่น การเลือกวัสดุในการเชื่อม และการบำบัดหลังการเชื่อมจะแตกต่างกันสำหรับเหล็กกล้าทนความร้อนมาร์เทนซิติก ออสเทนนิติก และดูเพล็กซ์ ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบข้อควรระวังที่สำคัญในการเชื่อมเหล็กทนความร้อนทั่วไปหลายประเภท:

มาตรการด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยในการเชื่อม
การเชื่อมเหล็กทนความร้อนมักเกิดขึ้นภายใต้สภาวะการทำงานที่มีอุณหภูมิสูงและมีความเข้มข้นสูง ดังนั้นจึงต้องมีข้อควรระวังด้านความปลอดภัย สถานที่ก่อสร้างควรดูแลรักษาการระบายอากาศที่ดีเพื่อป้องกันควันเชื่อมและก๊าซที่เป็นอันตรายส่งผลกระทบต่อผู้ปฏิบัติงาน ช่างเชื่อมควรสวมชุดป้องกัน หน้ากาก และถุงมือทนอุณหภูมิสูง เพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บจากการกระเด็นจากการเชื่อม ควรมีอุปกรณ์ดับเพลิงที่เหมาะสมเพื่อป้องกันเพลิงไหม้ที่เกิดจากประกายไฟจากการเชื่อม