Ricerca sulla tecnologia di saldatura e sulle proprietà delle piastre composite resistenti all'usura
Attualmente, con lo sviluppo dei giacimenti di gas acido, i gasdotti si trovano ad affrontare ambienti corrosivi sempre più severi. Molti gasdotti falliscono a causa di una grave corrosione e provocano persino esplosioni, mettendo a rischio la sicurezza personale, inquinando l'ambiente e le conseguenze sono molto gravi. Con il rapido sviluppo dell'industria manifatturiera dei tubi in acciaio, la piastra composita resistente all'usura è stata ampiamente utilizzata grazie alle sue proprietà meccaniche dell'acciaio al carbonio o dell'acciaio legato, ma presenta anche i vantaggi della resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile.
Tuttavia, poiché i due materiali della piastra composita resistente all'usura hanno composizioni chimiche e proprietà fisiche diverse, è facile provocare la diffusione della zona di fusione C e la diluizione degli elementi di lega durante il processo di saldatura, causando il deterioramento delle prestazioni del giunto saldato e compromette la qualità della saldatura. Ciò rende complicata la saldatura della piastra composita resistente all'usura e il trattamento termico post-saldatura, il che aumenta la difficoltà della costruzione della saldatura in loco.
Per evitare la diluizione degli elementi di lega e la migrazione degli elementi di carbonio all'interfaccia tra il rivestimento e il substrato durante la saldatura della piastra composita resistente all'usura, vengono comunemente utilizzati materiali di saldatura diversi, ma questo metodo aumenta il carico di lavoro di saldatura e il rischio.
In questo studio è stato sviluppato un nuovo processo di saldatura di tubi in acciaio composito con una dimensione di 355,6 mm×(10+3) mm. Innanzitutto, l'estremità composita del tubo in acciaio viene pretrattata mediante saldatura superficiale in fabbrica, quindi lo stesso tipo di materiale di saldatura viene utilizzato in cantiere. Il processo di saldatura non solo riduce la quantità di ingegneria di saldatura, ma riduce anche la complessità della saldatura della piastra composita resistente all'usura.
Il materiale di prova è la piastra composita resistente all'usura saldata di testa, la dimensione del tubo basata su piastra composita resistente all'usura è 355,6 mm×10 mm, il materiale è un tubo d'acciaio senza saldatura L360QS e i requisiti e le prestazioni di produzione del tubo devono essere conformi alle disposizioni pertinenti di GB/T9711-2001; Il rivestimento interno è una piastra austenitica resistente all'usura 316L con uno spessore della parete di 3 mm e il tipo di lavorazione della piastra composita resistente all'usura è un composito meccanico. La composizione chimica del tubo in acciaio di base del tubo in acciaio composito L360QS/316L con stampaggio composito meccanico è molto diversa da quella del tubo di rivestimento e vi è una certa differenza nella dilatazione termica e nella velocità di contrazione a freddo, che è facile da portare a crepe calde o crepe di cristallizzazione nello strato di transizione. Insieme alla diluizione della composizione del metallo di apporto da parte del materiale di base nel processo di saldatura, è molto facile che si formino crepe.
In questo studio, un materiale di saldatura ERNiCrMo-3, adatto sia per la base che per il rivestimento interno, ha buona plasticità e tenacità e può anche garantire la qualità della saldatura dello strato di transizione. Allo stesso tempo, al fine di garantire la qualità della saldatura di piastre composite resistenti all'usura, viene adottata la saldatura TIG semiautomatica. I risultati del test mostrano che:
(1) I risultati della valutazione delle prestazioni del giunto saldato ottenuti mediante pretrattamento della saldatura superficiale TIG e processo di saldatura di testa TIG con protezione argon mostrano che il giunto soddisfa i requisiti di ispezione estetica e test non distruttivi; Le proprietà di trazione e la resistenza agli urti soddisfano i requisiti di proprietà meccaniche degli standard pertinenti e la transizione tra la durezza del giunto e il materiale di base è uniforme. In particolare, la durezza del tubo in acciaio 316 rivestito dopo la saldatura di superficie è ridotta nella zona di fusione e nella zona HAZ. Il giunto saldato ha una buona resistenza alla corrosione intergranulare e alla fessurazione da SCC.
(2) La prefabbricazione di uno strato di materiale di saldatura ERNiCrMo-3 attorno al tubo composito in acciaio può prevenire efficacemente le crepe causate dalla differenza tra i tassi di espansione termica e contrazione a freddo durante la saldatura dello strato di transizione della piastra composita resistente all'usura; Gli elementi di lega nel metallo dello strato di transizione non vengono diluiti dall'acciaio al carbonio, che svolge un buon ruolo di isolamento per lo strato di transizione.
