Forskjellen og behandlingen av delaminering av stålplater og kaldsprø sprekkdannelse etter sveising (brannskjæring)

Delaminering av stålplater og kaldsprø sprekkdannelse etter brannskjæring og sveising av stålplater har generelt samme manifestasjon, som begge er sprekker i midten av platen. Fra bruksperspektivet må den delaminerte stålplaten fjernes. Hele delamineringen bør fjernes som en helhet, og den lokale delamineringen kan fjernes lokalt. Den kalde sprø sprekken på stålplaten viser seg som sprekkdannelse i midten, som noen også kaller "sprekker". For enkelhets skyld er det mer hensiktsmessig å definere det som "kald sprø sprekkdannelse". Denne defekten kan behandles med utbedringstiltak og passende sveiseteknologi uten skroting.

1. Delaminering av stålplater
Delaminering er et lokalt gap i tverrsnittet av stålplaten (billet), som gjør at tverrsnittet av stålplaten danner et lokalt lag. Det er en dødelig defekt i stål. Stålplaten må ikke delamineres, se figur 1. Delaminering kalles også mellomlag og delaminering, som er en innvendig defekt av stål. Bobler i ingoten (billetten), store ikke-metalliske inneslutninger, gjenværende krympehulrom som ikke er fullstendig fjernet eller foldes, og alvorlig segregering kan alle forårsake lagdeling av stål, og urimelige rullereduksjonsprosedyrer kan forverre lagdelingen.

2. Typer stålplate stratifisering
Avhengig av årsaken manifesterer stratifiseringen seg på forskjellige steder og former. Noen er skjult inne i stålet, og den indre overflaten er parallell eller hovedsakelig parallell med ståloverflaten; noen strekker seg til ståloverflaten og danner sporlignende overflatedefekter på ståloverflaten. Generelt er det to former:
Den første er åpen stratifisering. Denne stratifiseringsdefekten kan finnes makroskopisk på bruddet av stålet, og kan generelt inspiseres på nytt i stålverk og produksjonsanlegg.
Den andre er lukket stratifisering. Denne stratifiseringsdefekten kan ikke sees i bruddet på stålet, og det er vanskelig å finne det i produksjonsanlegget uten 100 % ultralydfeildeteksjon av hver stålplate. Det er en lukket lagdeling inne i stålplaten. Denne stratifiseringsfeilen blir brakt fra smelteverket til produksjonsanlegget og til slutt bearbeidet til et produkt for forsendelse.
Eksistensen av delamineringsdefekter reduserer den effektive tykkelsen av stålplaten i delamineringsområdet for å bære lasten og reduserer bæreevnen i samme retning som delamineringen. Kantformen på delamineringsdefekten er skarp, noe som er svært følsom for spenning og vil forårsake alvorlig spenningskonsentrasjon. Hvis det er gjentatt lasting, lossing, oppvarming og avkjøling under drift, vil det dannes en stor vekselspenning i spenningskonsentrasjonsområdet, noe som resulterer i stresstretthet.

3. Evalueringsmetode for kalde sprekker
3.1 Karbonekvivalent metode-vurdering av kaldsprekkestendensen til stål
Siden herdingen og kaldsprekkestendensen til den sveisevarmepåvirkede sonen er relatert til stålets kjemiske sammensetning, brukes den kjemiske sammensetningen til indirekte å vurdere følsomheten til kalde sprekker i stålet. Innholdet av legeringselementer i stål omdannes til ekvivalent innhold av karbon i henhold til dets funksjon, som brukes som en parameterindikator for å grovt vurdere kaldsprekkestendensen til stål, nemlig karbonekvivalentmetoden. For karbonekvivalentmetoden for lavlegert stål anbefaler International Institute of Welding (IIW) formelen: Ceq(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/ 15. I følge formelen, jo større karbonekvivalentverdien er, jo større herdingstendens har det sveisede stålet, og jo lettere er det å produsere kalde sprekker i den varmepåvirkede sonen. Derfor kan karbonekvivalenten brukes til å evaluere sveisbarheten til stål, og de beste prosessbetingelsene for å forhindre sveisesprekker kan foreslås i henhold til sveisbarheten. Ved bruk av formelen anbefalt av International Institute, hvis Ceq(IIW)<0,4%, er herdingstendensen ikke stor, sveisbarheten er god, og forvarming er ikke nødvendig før sveising; hvis Ceq (IIW)=0,4 %–0,6 %, spesielt når den er større enn 0,5 %, er stålet lett å herde. Dette betyr at sveisbarheten er blitt dårligere, og det kreves forvarming under sveising for å hindre sveisesprekker. Forvarmingstemperaturen bør økes tilsvarende ettersom platetykkelsen øker.
3.2 Kaldsprekkefølsomhetsindeks for sveising
I tillegg til kjemisk sammensetning inkluderer årsakene til kalde sprekker i lavlegert høyfast stålsveising innholdet av diffuserbart hydrogen i det avsatte metallet, begrensningsspenningen til skjøten, etc. Ito et al. of Japan gjennomførte et stort antall tester på mer enn 200 typer stål ved å bruke den skråstilte Y-formede sporjernforskningstesten og foreslåtte formler som følsomhetsindeksen for kalde sprekker etablert av kjemisk sammensetning, diffuserbart hydrogen og begrensninger (eller platetykkelse) , og brukte følsomhetsindeksen for kalde sprekker for å bestemme forvarmingstemperaturen som kreves før sveising for å forhindre kalde sprekker. Det antas generelt at følgende formel kan brukes for lavlegert høyfast stål med et karboninnhold på ikke mer enn 0,16% og en strekkfasthet på 400-900 MPa. Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B (%);
Pc=Pcm+[H]/60+t/600 (%)
Til=1440Pc-392 (℃)
Hvor: [H]——Diffusibelt hydrogeninnhold i avsatt metall målt etter japansk JIS 3113-standard (ml/100g); t——Platetykkelse (mm); Til——Minste forvarmingstemperatur før sveising (℃).
Beregn følsomhetsindeksen Pc for sveising av kald sprekk for stålplaten med denne tykkelsen, og minimum forvarmingstemperatur til før sprekkdannelse. Når beregningsresultatet er til≥50℃, har stålplaten en viss følsomhet for kald sprekk og må forvarmes.

4. Reparasjon av kaldsprø "sprekker" av store komponenter
Etter at stålplatesveisingen er fullført, sprekker en del av en stålplate, som kalles "delaminering". Se figur 2 nedenfor for morfologien til sprekken. Sveiseeksperter mener at det er mer hensiktsmessig å definere reparasjonsprosessen som "sveisereparasjonsprosessen av Z-retningssprekker i stålplater". Siden komponenten er stor, er det mye arbeid å fjerne stålplaten, for så å sveise den på nytt. Hele komponenten vil sannsynligvis bli deformert, og hele komponenten vil bli skrotet, noe som vil forårsake store tap.
4.1. Årsaker og forebyggende tiltak for sprekker i Z-retning
Z-retningssprekker forårsaket av skjæring og sveising er kalde sprekker. Jo større hardhet og tykkelse stålplaten har, desto større er sannsynligheten for sprekker i Z-retningen. Hvordan unngå det, den beste måten er å forvarme før skjæring og sveising, og forvarmingstemperaturen avhenger av stålplatens karakter og tykkelse. Forvarming kan gjøres ved å kutte pistoler og elektroniske beltevarmeputer, og nødvendig temperatur bør måles på baksiden av varmepunktet. (Merk: Hele stålplateskjæringsseksjonen bør varmes jevnt opp for å unngå lokal overoppheting i området som kommer i kontakt med varmekilden) Forvarming kan redusere sannsynligheten for sprekker i Z-retningen forårsaket av skjæring og sveising.
① Bruk først en vinkelsliper til å slipe sprekken til den er usynlig, forvarm området rundt reparasjonssveisingen til ca. 100 ℃, og bruk deretter CO2-sveising (tråd med flusskjerner er best). Etter sveising av det første laget, bank umiddelbart sveisen med en kjeglehammer, og sveis deretter de følgende lagene, og bank sveisen med en hammer etter hvert lag. Sørg for at mellomlagstemperaturen er ≤200 ℃.
② Hvis sprekken er dyp, forvarm området rundt reparasjonssveisingen til ca. 100 ℃, bruk umiddelbart en karbonbue-lufthøvel for å rense roten, og bruk deretter en vinkelsliper til å slipe til den metalliske glansen er synlig (hvis temperaturen på reparasjonssveisingen er mindre enn 100 ℃, forvarm igjen) og sveis deretter.
③ Etter sveising, bruk aluminiumsilikatull eller asbest for å isolere sveisen i ≥2 timer.
④ Av sikkerhetsgrunner, utfør ultralydfeildeteksjon på det reparerte området.


Innleggstid: 13. juni 2024