Водород — это элемент, который серьезно ухудшает качество сварных швов. Присутствие водорода может вызывать такие дефекты, как водородное охрупчивание, белые пятна, поры и трещины в сварных швах, что в тяжелых случаях может привести к разрушению сварных конструкций. Поэтому необходимо контролировать содержание водорода в некоторых важных сварных швах. Из-за высокого рабочего давления в нефтегазопроводах большого диаметра сварные швы подвергаются большему растягивающему напряжению. В процессе производства используется технология автоматической сварки под флюсом, и для обеспечения низкого содержания водорода в сварных швах выбираются сварочные материалы с низким содержанием водорода. Однако в процессе производства прямошовных труб, сваренных под флюсом, иногда встречаются небольшие дефекты, связанные с водородом. Выявление и устранение источника водорода в сварном шве является основной задачей предотвращения дефектов, вызванных водородом, в прямошовных трубах, сваренных под флюсом.
Анализ причин
Дефекты в сварных швах, вызванные водородом, связаны с количеством содержащегося в них водорода. При низком содержании водорода в сварном шве происходит водородное охрупчивание; при высоком содержании водорода на растянутом или изогнутом участке часто появляются белые пятна; при поглощении расплавленной ванной большого количества водорода в сварном шве образуются поры; при высоком диффузионном содержании водорода в сварном шве возникает большое растягивающее напряжение и образуются холодные трещины.
Меры по контролю содержания водорода в сварном шве включают:
Во-первых, ограничьте содержание водорода в сварочном материале;
Во-вторых, перед сваркой удалите ржавчину, масло, впитавшуюся воду и т. д. с поверхности сварочной проволоки и сварочного шва;
В-третьих, снижение содержания водорода в сварном шве путем металлургической обработки; в-четвертых, контроль параметров процесса сварки; в-пятых, дегидрирующая обработка после сварки. В процессе производства труб, сваренных под флюсом прямым швом, содержание водорода в сварном шве в основном контролируется первыми двумя мерами.
① Для обеспечения эффективности ультразвуковой дефектоскопии стальных пластин используется большое количество воды в качестве связующего вещества. При быстром производственном цикле остаточная вода на поверхности стальной пластины не высыхает к моменту начала формовки. После формовки она остается в стальной трубе. Поскольку внутренняя сварка выполняется в положении «6 часов» после того, как канавка стальной трубы поворачивается вниз, вода из стальной трубы просачивается в канавку, и после сварки образуются поры.
②Из-за высокой температуры летом гидравлическая станция формовочного станка медленно отводит тепло, температура масла повышается, гидравлический цилиндр протекает, и часть масла попадает во внутреннюю канавку сварного шва или рядом с ней, что приводит к образованию пор во внутреннем сварном шве во время сварки; поскольку поры расположены близко к корню внутреннего сварного шва, корень пор легко пронизывается расплавленным металлом во время внешней сварки, и металл затекает в поры, образуя валики; когда поры во внутреннем сварном шве достигают поверхности сварного шва, происходит прокол корня пор, и жидкий металл вытекает на поверхность сварного шва, образуя сварные выступы.
③ Внутренний сварочный флюс для труб, сваренных под флюсом по прямому шву, имеет большую протяженность транспортировки и подается сжатым воздухом. Поскольку сжатый воздух содержит влагу, для предотвращения влияния воды на сварной шов используется безтепловой осушитель с регенерацией, удаляющий влагу с помощью сферического хлорида алюминия в качестве осушителя. После длительного использования адсорбционная способность осушителя значительно снижается или даже становится неэффективной. Летом температура воздуха высока, и содержание влаги в сжатом воздухе высокое. Сжатый воздух, обработанный осушителем, все еще содержит большое количество влаги. Хотя флюс тщательно осушается перед использованием, он поглощает влагу во время транспортировки. Влага из сжатого воздуха проникает во флюс и через него попадает в сварочную ванну, что в конечном итоге приводит к водородному охрупчиванию сварного шва.
④ Масло — это масло, наносимое на крюк крана для удобства погрузки и разгрузки при транспортировке стальных листов. Оно не удаляется во время погрузки. Очистительная лента сметает масло к краю стального листа при очистке поверхности перед предварительной гибкой. Когда стальной лист проходит через центрирующий ролик, масло с края прилипает к центрирующему ролику. Когда стальной лист, снятый с линии после фрезеровки, возвращается на линию, край листа соприкасается с центрирующим роликом, и масло с центрирующего ролика прилипает к его поверхности, что приводит к образованию пор во внешнем сварном шве.
⑤ Небольшое количество масла, капающего с крана, приводит к водородному охрупчиванию сварного шва. При обнаружении и устранении пор в соседних сварных швах локальное растягивающее напряжение возрастает, вызывая образование холодных трещин в сварном шве. Приведенные выше случаи показывают, что в процессе длительного производства неисправности соответствующего оборудования могут привести к скоплению воды или масла вблизи сварочной канавки, вызывая водородные дефекты в сварном шве. Предотвратить водородные дефекты в сварном шве можно только путем своевременного устранения неисправностей оборудования и источника водорода.
Дефекты, вызванные водородом, в трубах, сваренных под флюсом прямым швом, связаны с масляными пятнами и адсорбированной водой вблизи сварного шва. Предотвращение попадания воды и масла в сварочную ванну является основной мерой предотвращения водородных дефектов в сварном шве. Масляные пятна и адсорбированную воду вблизи сварного шва можно контролировать следующими способами:
① После обнаружения дефектов необходимо полностью удалить влагу с поверхности стальной пластины, а также предотвратить замерзание поверхности стальной пластины в зимний период;
② Предотвратите попадание капель масла из формовочной машины вблизи канавки стальной пластины;
③ Перед сваркой проверьте наличие масла, воды и ржавчины вблизи канавки стальной трубы. Если они присутствуют, их следует удалить перед сваркой; осушитель сжатого воздуха следует регулярно заменять;
④ Во время транспортировки стальная пластина не должна контактировать с маслом, а масляные пятна на ее поверхности следует удалять при погрузке;
⑤ После завершения внешней сварки мостовой кран в зоне сварки должен по возможности оставаться в заданном положении.
Дата публикации: 06.11.2024