Thép chịu nhiệt là loại thép có cả tính ổn định nhiệt và độ bền nhiệt trong điều kiện nhiệt độ cao. Độ ổn định nhiệt có nghĩa là thép có thể duy trì tính ổn định hóa học (chống ăn mòn, không bị oxy hóa) trong điều kiện nhiệt độ cao. Độ bền nhiệt có nghĩa là thép có đủ độ bền trong điều kiện nhiệt độ cao. Trong số đó, khả năng chịu nhiệt chủ yếu được đảm bảo bởi các nguyên tố hợp kim như crom, molypden, vanadi, titan và niobi. Do đó, việc lựa chọn vật liệu hàn nên được xác định theo hàm lượng nguyên tố hợp kim của kim loại cơ bản. Thép chịu nhiệt được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các cơ sở công nghiệp dầu mỏ và hóa dầu. Hầu hết các loại thép chịu nhiệt peclit mà chúng ta thường tiếp xúc là thép chịu nhiệt peclit có hàm lượng hợp kim thấp, chẳng hạn như 15CrMo, 1Cr5Mo, v.v.
1 Khả năng hàn của thép chịu nhiệt crom molypden
Crom và molypden là nguyên tố hợp kim chính của thép chịu nhiệt peclit, có thể cải thiện đáng kể độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống oxy hóa nhiệt độ cao của kim loại, nhưng chúng làm giảm khả năng hàn của kim loại và có xu hướng làm nguội ứng suất trong mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt. Làm mát trong không khí dễ tạo ra cấu trúc martensit cứng và giòn, không chỉ ảnh hưởng đến tính chất cơ học của mối hàn mà còn tạo ra ứng suất bên trong lớn, dẫn đến xu hướng nứt nguội.
Do đó, vấn đề chính khi hàn thép chịu nhiệt là vết nứt, và ba yếu tố hình thành vết nứt là: cấu trúc, ứng suất và hàm lượng hydro trong mối hàn, vì vậy việc xây dựng một quy trình hàn hợp lý là đặc biệt quan trọng.
2. Quy trình hàn thép chịu nhiệt peclit
2.1 Vát
Rãnh thường được xử lý bằng quy trình cắt ngọn lửa hoặc plasma. Nếu cần thiết, quá trình cắt cũng nên được làm nóng trước. Sau khi mài, kiểm tra PT được thực hiện để loại bỏ các vết nứt trên rãnh. Thường chọn rãnh hình chữ V và góc rãnh là 60 độ. Theo quan điểm ngăn ngừa vết nứt, có lợi khi có góc rãnh lớn hơn, nhưng nó làm tăng lượng hàn. Đồng thời, rãnh và cả hai mặt của phần bên trong được đánh bóng để loại bỏ dầu và rỉ sét. và độ ẩm và các chất gây ô nhiễm khác (khử hydro, ngăn ngừa khí khổng).
2.2 Nhóm cặp
Yêu cầu không được ép căn chỉnh để tránh phát sinh ứng suất bên trong. Vì thép chịu nhiệt crom molypden có xu hướng nứt lớn nên lực cản của mối hàn trong quá trình hàn không được quá lớn, để không gây ra độ cứng quá mức, đặc biệt là khi hàn các tấm dày, cản trở việc sử dụng thanh giằng, đồ gá và đồ gá có độ co ngót tự do của mối hàn nên tránh càng nhiều càng tốt.
2.3 Lựa chọn phương pháp hàn
Hiện nay, các phương pháp hàn thường được sử dụng để hàn đường ống tại các đơn vị lắp đặt dầu khí và hóa dầu của chúng tôi là hàn hồ quang argon vonfram để hàn đáy, hàn hồ quang điện cực để hàn nắp và các phương pháp hàn khác bao gồm hàn MIG, hàn trong môi trường khí CO2 bảo vệ, hàn điện xỉ và hàn hồ quang chìm tự động, v.v.
2.4 Lựa chọn vật liệu hàn
Nguyên tắc kết hợp vật liệu hàn, thành phần hợp kim và tính chất cường độ của kim loại hàn về cơ bản phải phù hợp với các chỉ số tương ứng của kim loại cơ bản hoặc phải đạt các chỉ số hiệu suất tối thiểu được đề xuất trong các điều kiện kỹ thuật của sản phẩm. Ngoài ra, để giảm hàm lượng hydro, trước tiên nên sử dụng điện cực kiềm có hàm lượng hydro thấp. Điện cực hoặc thuốc hàn phải được sấy khô theo quy trình quy định và phải lấy khi cần thiết. Chúng phải được đặt trong xô cách điện điện cực và lấy khi cần thiết. Số lượng điện cực trong xô cách điện điện cực không được vượt quá 4. giờ, nếu không thì phải sấy lại và số lần sấy không được vượt quá ba lần, được chỉ định trong quy trình thi công cụ thể. Trong hàn hồ quang thủ công thép chịu nhiệt crom-molypden, cũng có thể sử dụng điện cực thép không gỉ austenit, chẳng hạn như điện cực A307, nhưng vẫn cần phải làm nóng trước khi hàn. Phương pháp này phù hợp với trường hợp mối hàn không thể xử lý nhiệt sau khi hàn.
Bảng lựa chọn vật tư hàn thép chịu nhiệt như sau:
2.5 Làm nóng trước
Làm nóng trước là một biện pháp quan trọng trong quá trình hàn các vết nứt lạnh và giảm ứng suất của thép chịu nhiệt perlit. Để đảm bảo chất lượng hàn, cho dù là hàn điểm hay quy trình hàn, cần phải làm nóng trước và duy trì trong phạm vi nhiệt độ nhất định.
2.6 Làm mát chậm sau khi hàn
Làm nguội chậm sau khi hàn là nguyên tắc phải tuân thủ nghiêm ngặt khi hàn thép chịu nhiệt crom-molypden. Điều này phải được thực hiện ngay cả trong mùa hè nóng bức. Nói chung, vải amiăng được sử dụng để che mối hàn và khu vực gần mối hàn ngay sau khi hàn. Các mối hàn nhỏ có thể được đặt trong Làm nguội chậm trong vải amiăng.
2.7 Xử lý nhiệt sau khi hàn
Xử lý nhiệt phải được thực hiện ngay sau khi hàn, mục đích là để ngăn ngừa sự phát sinh các vết nứt chậm, giảm ứng suất và cải thiện kết cấu. Bảng nhiệt độ của nhiệt độ nung nóng trước khi hàn và xử lý nhiệt sau khi hàn của thép chịu nhiệt được thể hiện trong bảng sau.
3 Biện pháp phòng ngừa khi hàn
(1) Khi hàn loại thép này phải thực hiện các biện pháp như nung nóng trước và làm nguội chậm sau khi hàn, nhưng nhiệt độ nung nóng trước càng cao càng tốt và phải thực hiện nghiêm ngặt các yêu cầu về quy trình hàn.
(2) Đối với tấm dày, nên áp dụng phương pháp hàn nhiều lớp, nhiệt độ giữa các lớp không được thấp hơn nhiệt độ nung nóng trước. Quá trình hàn phải được hoàn thành cùng một lúc, tốt nhất là không bị gián đoạn. Nếu cần phải treo giữa các lớp, nên áp dụng biện pháp cách nhiệt và làm mát chậm, và các biện pháp nung nóng trước tương tự phải được áp dụng trước khi hàn lại.
(3) Trong quá trình hàn, cần chú ý lấp đầy hố hàn, mài mối hàn, loại bỏ vết nứt hố hàn (vết nứt nóng). Hơn nữa, dòng điện càng lớn, hố hàn càng sâu, do đó, các thông số hàn và năng lượng đường hàn thích hợp phải được thực hiện nghiêm ngặt theo hướng dẫn quy trình hàn.
(4) Tổ chức thi công cũng là một phần quan trọng của chất lượng hàn, sự hợp tác của các loại công việc khác nhau đặc biệt quan trọng để tránh sự thất bại của quá trình tiếp theo nhằm kết nối chất lượng của toàn bộ mối hàn.
(5) Cũng cần chú ý đến ảnh hưởng của thời tiết và môi trường. Khi nhiệt độ môi trường thấp, có thể tăng nhiệt độ gia nhiệt trước một cách thích hợp để tránh nhiệt độ giảm quá nhanh, đồng thời có thể thực hiện các biện pháp khẩn cấp như bảo vệ gió và mưa.
4. Tóm tắt
Làm nóng trước, giữ nhiệt, xử lý nhiệt sau khi hàn và các quy trình khác là các biện pháp quy trình cần thiết để hàn thép chịu nhiệt crom-molypden. Ba điều này đều quan trọng như nhau và không thể bỏ qua. Việc thiếu bất kỳ liên kết nào đều có hậu quả nghiêm trọng. Người thợ hàn phải thực hiện nghiêm ngặt quy trình hàn và tăng cường hướng dẫn về ý thức trách nhiệm của người thợ hàn. Không nên mạo hiểm và hướng dẫn người thợ hàn thực hiện tính nghiêm túc và cần thiết của quy trình. Chỉ cần chúng ta thực hiện nghiêm ngặt quy trình hàn trong quá trình thi công, phối hợp tốt giữa các loại công việc khác nhau và sắp xếp các quy trình hợp lý, thì có thể đảm bảo chất lượng hàn và các yêu cầu kỹ thuật.
