Разлика и третман раслојавања челичне плоче и хладно крхких пукотина након заваривања (сечење ватром)

Раслојавање челичне плоче и хладно крто пуцање након ватреног сечења и заваривања челичне плоче углавном имају исту манифестацију, а обе су пукотине у средини плоче. Из перспективе употребе, слојевита челична плоча мора бити уклоњена. Целокупно раслојавање треба уклонити као целину, а локално раслојавање се може уклонити локално. Хладно ломљива пукотина челичне плоче се манифестује као пуцање у средини, што неки људи називају и „пуцањем“. Ради погодности анализе, прикладније је то дефинисати као „хладно крто пуцање“. Овај квар се може лечити поправним мерама и одговарајућом технологијом заваривања без отпада.

1. Раслојавање челичне плоче
Деламинација је локални зазор у попречном пресеку челичне плоче (гредице), због чега попречни пресек челичне плоче формира локални слој. То је фатални недостатак челика. Челична плоча не сме да буде раслојана, види слику 1. Деламинација се назива и међуслој и раслојавање, што је унутрашњи дефект челика. Мехурићи у инготу (поле), велике неметалне инклузије, заостале шупљине скупљања које нису у потпуности уклоњене или савијају, и тешка сегрегација могу изазвати раслојавање челика, а неразумни поступци редукције ваљањем могу да погоршају слојевитост.

2. Врсте слојевитости челичне плоче
У зависности од узрока, стратификација се манифестује на различитим локацијама и облицима. Неки су скривени унутар челика, а унутрашња површина је паралелна или у суштини паралелна са површином челика; неки се протежу до површине челика и формирају површинске дефекте у облику жлебова на површини челика. Генерално, постоје два облика:
Прва је отворена стратификација. Овај дефект стратификације се може наћи макроскопски на лому челика и генерално се може поново прегледати у челичанама и производним погонима.
Друга је затворена стратификација. Овај дефект раслојавања се не може видети у лому челика, а тешко га је наћи у производном погону без 100% ултразвучне детекције грешака на свакој челичној плочи. То је затворена стратификација унутар челичне плоче. Овај дефект раслојавања се из топионице доводи у фабрику и на крају се прерађује у производ за отпрему.
Постојање дефеката раслојавања смањује ефективну дебљину челичне плоче у подручју деламинације да би издржала оптерећење и смањује капацитет носивости у истом правцу као и раслојавање. Облик ивице дефекта деламинације је оштар, што је веома осетљиво на напрезање и изазива озбиљну концентрацију напрезања. Ако постоји поновљено оптерећење, растерећење, загревање и хлађење током рада, велики наизменични напон ће се формирати у области концентрације напона, што резултира замором од напона.

3. Метода процене хладних пукотина
3.1 Метода еквивалента угљеника - процена склоности челика према хладном пуцању
С обзиром да је склоност ка отврдњавању и хладним прслинама у зони утицаја топлоте заваривањем повезана са хемијским саставом челика, хемијски састав се користи за индиректну процену осетљивости хладних пукотина у челику. Садржај легираних елемената у челику се претвара у еквивалентни садржај угљеника према његовој функцији, који се користи као индикатор параметара за грубо оцењивање склоности челика према хладном пуцању, односно методом еквивалента угљеника. За методу еквивалентног угљенику нисколегираног челика, Међународни институт за заваривање (ИИВ) препоручује формулу: Цек(ИИВ)=Ц+Мн/6+(Цр+Мо+В)/5+(Ни+Цу)/ 15. Према формули, што је већа вредност еквивалента угљеника, већа је склоност ка отврдњавању завареног челика и лакше је произвести хладне пукотине у зони утицаја топлоте. Због тога се еквивалент угљеника може користити за процену заварљивости челика, а према заварљивости се могу предложити најбољи процесни услови за спречавање пукотина заваривања. Када користите формулу коју препоручује Међународни институт, ако је Цек(ИИВ)<0,4%, тенденција очвршћавања није велика, заварљивост је добра и није потребно претходно загревање пре заваривања; ако је Цек (ИИВ)=0,4%~0,6%, посебно када је већи од 0,5%, челик се лако очвршћава. То значи да се заварљивост погоршала и потребно је претходно загревање током заваривања како би се спречиле пукотине од заваривања. Температуру предгревања треба повећати у складу са повећањем дебљине плоче.
3.2 Индекс осетљивости на хладне пукотине заваривања
Поред хемијског састава, узроци хладних пукотина при заваривању нисколегираних челика високе чврстоће укључују садржај дифузибилног водоника у депонованом металу, гранични напон споја итд. Ито ет ал. Јапана спровела је велики број тестова на више од 200 врста челика користећи тест за истраживање гвожђа у облику слова И и предложила формуле као што је индекс осетљивости на хладне пукотине утврђен хемијским саставом, дифузионим водоником и ограничењем (или дебљином плоче) , и користио индекс осетљивости на хладне пукотине да одреди температуру предгревања која је потребна пре заваривања како би се спречиле хладне пукотине. Генерално се верује да се следећа формула може користити за нисколегирани челик високе чврстоће са садржајем угљеника не већим од 0,16% и затезном чврстоћом од 400-900МПа. Пцм=Ц+Си/30+Мн/20+Цу/20+Ни/60+Цр/20+Мо/15+В/10+5Б (%);
Пц=Пцм+[Х]/60+т/600 (%)
То=1440Пц-392 (℃)
Где: [Х]——Садржај дифузионог водоника у таложеном металу мерен јапанским стандардом ЈИС 3113 (мл/100г); т——Дебљина плоче (мм); До——Минимална температура предгревања пре заваривања (℃).
Израчунати индекс осетљивости на хладне пукотине заваривања Пц челичне плоче ове дебљине и минималну температуру предгревања То пре пуцања. Када је резултат прорачуна То≥50℃, челична плоча има одређену осетљивост на хладне пукотине заваривања и треба је претходно загрејати.

4. Поправка хладно крхких „пукотина“ великих компоненти
Након што је заваривање челичне плоче завршено, део челичне плоче пуца, што се назива "деловање". Видети слику 2 испод за морфологију пукотине. Стручњаци за заваривање сматрају да је прикладније дефинисати процес поправке као „процес поправке заваривањем пукотина у З-смјеру у челичним плочама”. Пошто је компонента велика, потребно је много посла уклонити челичну плочу, а затим је поново заварити. Цела компонента ће вероватно бити деформисана, а цела компонента ће бити расходована, што ће изазвати велике губитке.
4.1. Узроци и мере превенције прслина у З-смеру
Пукотине у З-смеру настале резањем и заваривањем су хладне пукотине. Што је већа тврдоћа и дебљина челичне плоче, већа је вероватноћа појаве пукотина у З-смеру. Како избећи његову појаву, најбољи начин је претходно загревање пре сечења и заваривања, а температура предгревања зависи од квалитета и дебљине челичне плоче. Предзагревање се може обавити пиштољима за сечење и електронским грејним јастучићима, а потребну температуру треба измерити на полеђини грејне тачке. (Напомена: Цео део за сечење челичне плоче треба да се загрева равномерно како би се избегло локално прегревање у области која долази у контакт са извором топлоте) Предгревање може смањити вероватноћу пуцања у З-смеру узрокованих резањем и заваривањем.
① Прво користите угаону брусилицу да избрусите пукотину док не постане невидљива, претходно загрејте област око заваривања за поправку на око 100℃, а затим користите заваривање ЦО2 (најбоља жица са пуњеном језгром). Након заваривања првог слоја, одмах ударите шав конусним чекићем, а затим заварите следеће слојеве и након сваког слоја ударите чекићем по завару. Уверите се да је температура међуслоја ≤200℃.
② Ако је пукотина дубока, претходно загрејте област око шава за поправку на око 100℃, одмах употребите ваздушну ренда за угљични лук да очистите корен, а затим користите угаону брусилицу за брушење док метални сјај не буде откривен (ако је температура од завар за поправку је мањи од 100℃, поново загрејте), а затим заварите.
③ Након заваривања, користите алуминијум-силикатну вуну или азбест да изолујете завар ≥2 сата.
④ Из безбедносних разлога, извршите ултразвучну детекцију грешака на поправљеном подручју.


Време поста: 13.06.2024