ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่ส่งผลเสียอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของรอยเชื่อม การมีอยู่ของไฮโดรเจนอาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น การเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจน จุดขาว รูพรุน และรอยแตกในรอยเชื่อม ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายของโครงสร้างที่เชื่อมในกรณีที่รุนแรง ดังนั้นปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมที่สำคัญบางส่วนจึงต้องได้รับการควบคุม เนื่องจากแรงดันใช้งานสูงของท่อส่งน้ำมันและก๊าซขนาดใหญ่ รอยเชื่อมจึงต้องรับแรงดึงที่มากขึ้น ในระหว่างการผลิต จะใช้เทคโนโลยีการเชื่อมแบบจุ่มอัตโนมัติ และเลือกใช้วัสดุเชื่อมที่มีไฮโดรเจนต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมต่ำ อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการผลิตท่อเชื่อมแบบจุ่มอัตโนมัติแบบตะเข็บตรง รอยเชื่อมบางครั้งอาจมีข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจนเล็กน้อย การค้นหาและกำจัดแหล่งที่มาของไฮโดรเจนในรอยเชื่อมจึงเป็นภารกิจหลักในการป้องกันข้อบกพร่องที่เกิดจากไฮโดรเจนในท่อเชื่อมแบบจุ่มอัตโนมัติแบบตะเข็บตรง
การวิเคราะห์สาเหตุ
ข้อบกพร่องที่เกิดจากไฮโดรเจนในรอยเชื่อมนั้นเกี่ยวข้องกับปริมาณไฮโดรเจนที่มีอยู่ หากปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมต่ำ จะเกิดการเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจน หากปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมสูง มักจะเกิดจุดขาวบนส่วนที่รับแรงดึงหรือแรงดัด หากบ่อหลอมดูดซับไฮโดรเจนจำนวนมาก จะเกิดรูพรุนในรอยเชื่อม และหากปริมาณไฮโดรเจนที่แพร่กระจายในรอยเชื่อมสูง แรงดึงจะมีมากและทำให้เกิดรอยแตกเย็น
มาตรการควบคุมปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมมีดังนี้:
ประการแรก ควรจำกัดปริมาณไฮโดรเจนในวัสดุเชื่อม
ประการที่สอง ให้กำจัดสนิม น้ำมัน น้ำที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของลวดเชื่อมและร่องเชื่อมออกให้หมดก่อนทำการเชื่อม
ประการที่สาม ลดปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมด้วยกรรมวิธีทางโลหะวิทยา ประการที่สี่ ควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการเชื่อม ประการที่ห้า การบำบัดกำจัดไฮโดรเจนหลังการเชื่อม ในกระบวนการผลิตท่อเชื่อมแบบจุ่มอาร์คตรง ปริมาณไฮโดรเจนในรอยเชื่อมจะถูกควบคุมเป็นหลักด้วยสองมาตรการแรก
① เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นอัลตราโซนิคของแผ่นเหล็ก ปริมาณน้ำที่ใช้เป็นน้ำหล่อเย็นจึงมีมาก เมื่อรอบการผลิตรวดเร็ว น้ำที่เหลืออยู่บนผิวแผ่นเหล็กจะไม่แห้งเมื่อแผ่นเหล็กเข้าสู่ขั้นตอนการขึ้นรูป หลังจากขึ้นรูปแล้ว น้ำจะยังคงอยู่ในท่อเหล็ก เนื่องจากการเชื่อมภายในจะทำที่ตำแหน่ง 6 นาฬิกาด้านล่างหลังจากร่องของท่อเหล็กหมุนลงไปด้านล่าง น้ำในท่อเหล็กจะไหลเข้าไปในร่อง และเกิดรูพรุนขึ้นหลังจากการเชื่อม
②เนื่องจากอุณหภูมิสูงในฤดูร้อน สถานีไฮดรอลิกของเครื่องขึ้นรูปจะระบายความร้อนได้ช้า อุณหภูมิน้ำมันจึงสูงขึ้น กระบอกไฮดรอลิกจึงรั่วซึม และน้ำมันบางส่วนหยดลงไปในหรือใกล้ร่องเชื่อมด้านใน ส่งผลให้เกิดรูพรุนในรอยเชื่อมด้านในระหว่างการเชื่อม เนื่องจากตำแหน่งของรูพรุนอยู่ใกล้กับโคนของรอยเชื่อมด้านใน โคนของรูพรุนจึงถูกแทรกซึมได้ง่ายโดยโลหะหลอมเหลวในระหว่างการเชื่อมภายนอก และโลหะจะไหลเข้าไปในรูพรุนเพื่อสร้างเม็ด เมื่อรูพรุนในรอยเชื่อมด้านในไปถึงผิวรอยเชื่อม โคนของรูพรุนจะถูกแทรกซึมและโลหะเหลวจะไหลไปยังผิวรอยเชื่อมเพื่อสร้างปุ่มเชื่อม
③ฟลักซ์เชื่อมภายในของท่อที่เชื่อมด้วยวิธีอาร์คจุ่มแบบตะเข็บตรงมีระยะการลำเลียงที่ยาวและถูกลำเลียงโดยอากาศอัด เนื่องจากอากาศอัดมีความชื้น เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำในอากาศอัดส่งผลกระทบต่อการเชื่อม จึงใช้เครื่องอบแห้งแบบไม่ใช้ความร้อนเพื่อกำจัดน้ำโดยใช้สารดูดความชื้นอะลูมิเนียมคลอไรด์ทรงกลม หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ความสามารถในการดูดซับของสารดูดความชื้นจะลดลงอย่างมากหรืออาจไม่มีประสิทธิภาพเลย ในฤดูร้อน อุณหภูมิอากาศสูงและปริมาณความชื้นในอากาศอัดสูง อากาศอัดที่ผ่านการอบแห้งแล้วก็ยังคงมีความชื้นอยู่มาก แม้ว่าฟลักซ์จะถูกทำให้แห้งอย่างเข้มงวดก่อนใช้งาน แต่ก็ยังดูดซับความชื้นระหว่างการลำเลียง ความชื้นในอากาศอัดจะเข้าไปในฟลักซ์และเข้าไปในบ่อเชื่อมผ่านทางฟลักซ์ ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การเปราะตัวของไฮโดรเจนในรอยเชื่อม
④ เนยที่ใช้ทาที่ขอเกี่ยวเครนเพื่อความสะดวกในการขนถ่ายแผ่นเหล็กนั้น ไม่ได้ทำความสะอาดออกระหว่างการขนถ่าย สายพานทำความสะอาดจะกวาดน้ำมันไปที่ขอบแผ่นเหล็กเมื่อทำความสะอาดพื้นผิวก่อนการดัด เมื่อแผ่นเหล็กผ่านลูกกลิ้งปรับศูนย์กลาง น้ำมันที่ขอบจะเกาะติดกับลูกกลิ้งปรับศูนย์กลาง เมื่อแผ่นเหล็กที่ถูกกัดออกจากแนวแล้วถูกนำกลับเข้าสู่สายการผลิต ขอบของแผ่นเหล็กจะสัมผัสกับลูกกลิ้งปรับศูนย์กลาง และน้ำมันบนลูกกลิ้งปรับศูนย์กลางจะเกาะติดกับพื้นผิวลาดเอียง ทำให้เกิดรูพรุนในรอยเชื่อมด้านนอก
⑤ ปริมาณน้ำมันที่หยดจากเครนมีน้อย และเกิดการเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจนในรอยเชื่อม เมื่อพบรูพรุนในรอยเชื่อมใกล้เคียงและทำการซ่อมแซม ความเค้นดึงเฉพาะที่เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดรอยแตกเย็นในรอยเชื่อม กรณีข้างต้นแสดงให้เห็นว่าในกระบวนการผลิตระยะยาว ความผิดปกติของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องอาจทำให้มีน้ำหรือน้ำมันอยู่ใกล้ร่องเชื่อม ทำให้เกิดข้อบกพร่องที่เกิดจากไฮโดรเจนในรอยเชื่อม การป้องกันข้อบกพร่องที่เกิดจากไฮโดรเจนในรอยเชื่อมทำได้โดยการแก้ไขความผิดพลาดของอุปกรณ์และกำจัดแหล่งที่มาของไฮโดรเจนอย่างทันท่วงทีเท่านั้น
ข้อบกพร่องที่เกิดจากไฮโดรเจนในท่อเชื่อมแบบอาร์คจุ่มตะเข็บตรงนั้นเกี่ยวข้องกับคราบน้ำมันและน้ำที่ซึมอยู่ใกล้ร่องเชื่อม การป้องกันไม่ให้น้ำและน้ำมันเข้าไปในบ่อหลอมเหลวของการเชื่อมเป็นมาตรการหลักในการป้องกันข้อบกพร่องที่เกิดจากไฮโดรเจนในรอยเชื่อม คราบน้ำมันและน้ำที่ซึมอยู่ใกล้ร่องเชื่อมสามารถควบคุมได้โดยวิธีการดังต่อไปนี้:
① หลังจากตรวจสอบข้อบกพร่องแล้ว ควรขจัดน้ำที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเหล็กออกให้หมด และควรป้องกันไม่ให้พื้นผิวของแผ่นเหล็กแข็งตัวเป็นน้ำแข็งในฤดูหนาว
② ป้องกันไม่ให้น้ำมันเครื่องฉีดขึ้นรูปหยดลงใกล้ร่องแผ่นเหล็ก
③ ก่อนทำการเชื่อม ให้ตรวจสอบว่ามีน้ำมัน น้ำ หรือสนิมอยู่ใกล้ร่องท่อเหล็กหรือไม่ หากมี ให้กำจัดออกก่อนทำการเชื่อม และควรเปลี่ยนสารดูดความชื้นในเครื่องอบแห้งอากาศอัดเป็นประจำ
④ แผ่นเหล็กไม่ควรสัมผัสกับน้ำมันในระหว่างการขนส่ง และควรเช็ดคราบน้ำมันบนพื้นผิวแผ่นเหล็กออกเมื่อทำการขนส่ง
⑤ เครนเหนือศีรษะในพื้นที่เชื่อมควรคงอยู่ในตำแหน่งเดิมให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้หลังจากการเชื่อมภายนอกเสร็จสิ้น
วันที่เผยแพร่: 6 พฤศจิกายน 2024