- Incoloy 825può essere saldato all'acciaio inossidabile austenitico (316L/304) come un giunto dissimile -qualificabile di routine, codice - a condizione che venga utilizzato un riempitivo a base di nichel-.
- AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (riempitivo Inconel 625, UNS N06625) è il riempitivo standard del settore-: il suo deposito di Ni-Mo sovralegato tollera la diluizione da entrambi i metalli di base e mantiene il metallo saldato resistente alla corrosione almeno quanto la lega 825.
- I riempitivi inossidabili come 316L o 309L non sono accettabili per il servizio corrosivo 825-su acciaio inossidabile: il metallo saldato diluito diventa il punto debole della corrosione ed è soggetto a cricche da solidificazione.
- Pratica consigliata: GTAW con argon al 100% e spurgo inverso, apporto di calore 0,5-1,5 kJ/mm, temperatura di interpass pari o inferiore a circa 150 C, perline, utensili dedicati in lega di nichel e normalmente senza preriscaldamento e senza PWHT.
- Qualificare il giunto secondo ASME BPVC Sezione IX (o AWS D1.6 / EN ISO 15614-1) con test di trazione, piegatura guidata, durezza, PMI e corrosione in servizio.
È possibile saldare Incoloy 825 all'acciaio inossidabile?
Sì - Incoloy 825 viene saldato regolarmente e in modo affidabile su acciai inossidabili austenitici come 316L e 304 come giunto dissimile, a condizione che venga utilizzato un riempitivo a base di nichel- come ERNiCrMo-3 e che la procedura sia controllata.
Saldature diverse da 825-a-inossidabile sono una pratica standard negli scambiatori di calore (da tubi 825 a piastre tubiere in acciaio inossidabile), transizioni di tubazioni e ugelli di serbatoi. Le due leghe sono metallurgicamente compatibili: entrambe sono austenitiche, entrambe saldate con gli stessi processi (GTAW, GMAW, SMAW) e i loro coefficienti di dilatazione termica sono abbastanza vicini da far sì che i problemi di stress differenziale-osservati nei giunti tra acciaio-e-inossidabile non prevalgano qui. La sfida ingegneristica non è la saldabilità - ma preservare la resistenza alla corrosione nel metallo saldato e nelle zone interessate dal calore, che è esattamente ciò che controlla la selezione del riempitivo.
Perché ERNiCrMo-3 è il riempitivo preferito per i giunti da 825 a inossidabile?
AWS A5.14 ERNiCrMo-3 (riempitivo Inconel 625, UNS N06625) è il riempitivo predefinito perché il suo deposito di nichel-molibdeno sovralegato tollera la diluizione da entrambi i metalli di base e mantiene il metallo di saldatura resistente alla corrosione almeno-come il metallo di base della lega 825: la saldatura non diventa mai l'anello debole.
La logica è chiamata "corrispondenza eccessiva-". In una saldatura diversa, i metalli di base si fondono parzialmente e si mescolano (diluiscono) nel bagno di saldatura. ERNiCrMo-3 inizia con circa il 58% di nichel e l'8-10% di molibdeno, quindi anche dopo la diluizione con 316L su un lato e 825 sull'altro, il metallo saldato solidificato rimane una lega a base di nichel-con resistenza alla vaiolatura uguale o migliore del metallo base 825. Il deposito ad alto contenuto di molibdeno agisce come un tampone di corrosione nel servizio solforico, fosforico e del cloruro. ERNiCrMo-3 salda inoltre la lega a se stessa, all'acciaio inossidabile e all'acciaio bassolegato, semplificando le scorte dei materiali di consumo.
Cosa succede se si utilizza un riempitivo in acciaio inossidabile (316L o 309L)?
La saldatura 825 su acciaio inossidabile con un materiale di riempimento inossidabile non è accettabile per un servizio corrosivo: il metallo di saldatura diluito diventa un punto debole magro e incline alla corrosione e il deposito austenitico è soggetto a cricche da solidificazione.
Un riempitivo 316L o 309L crea metallo saldato con una quantità inferiore di nichel e molibdeno rispetto a quanto richiesto da entrambi i requisiti una volta che la base ricca di nichel-si diluisce in esso - ma, cosa più importante, la saldatura non è più una lega a base di nichel-. In servizio con cloruro e acido si scava e si corrode nelle fessure- ben prima dei metalli di base e può subire fessurazioni da solidificazione (a caldo) a causa della composizione e della modalità di solidificazione.
Un giunto 309L è talvolta presente in lavori strutturali non-corrosivi, ma per scambiatori, prodotti chimici o servizi acidi è un difetto di progettazione, non una scelta. Quando le specifiche del cliente richiedono 825, la saldatura deve corrispondere a quel livello di prestazioni; solo un riempitivo in nichel più- corrispondente lo fornisce.
Quali altre opzioni di riempitivo esistono oltre a ERNiCrMo-3?
Le alternative pratiche sono ERNiFeCr-1 (composizione corrispondente all'825) dove le specifiche richiedono una corrispondenza esatta, ERNiCr-3 (Inconel 82) per custodie cosmetiche o ad alta temperatura e l'elettrodo rivestito ENiCrMo-3 per saldatura a elettrodo (SMAW), ma ERNiCrMo-3 rimane l'impostazione predefinita per il servizio di corrosione.
ERNiFeCr-1 (AWS A5.14, UNS N08825 chimica del riempitivo: Ni 38-46, Cr 19,5-23,5, Mo 2,5-3,5, Cu 1,5-3,0, Ti 0,6-1,2) è il riempitivo "corrispondente", utilizzato quando una specifica di progetto richiede una chimica del metallo di saldatura uguale alla lega di base. ERNiCr-3 (Inconel 82) è un'alternativa accettabile dove contano una corrispondenza esatta del colore o proprietà specifiche alle alte temperature, ma trasporta meno molibdeno, quindi non è preferibile quando il fattore determinante è la resistenza alla vaiolatura.
Per SMAW sul campo e in officina, l'equivalente dell'elettrodo coperto è ENiCrMo-3 (AWS A5.11), che fornisce la stessa chimica del deposito del filo nudo. Molti produttori qualificano ERNiCrMo-3 come il singolo materiale di consumo per tutti gli 825 giunti, a se stesso e all'acciaio inossidabile, per semplicità e un livello di corrosione comprovato.
Come dovrebbe essere progettato e preparato il giunto dissimile?
Utilizzare una scanalatura singola standard a-V (o J per le sezioni spesse) con superfici pulite, luminose,-prive di contaminazioni, uno spazio tra le radici controllato e gas di supporto per la radice - la geometria della scanalatura e l'adattamento-sono ciò che controlla la diluizione e la qualità della radice.
- Il design della scanalatura a - singola-V con un angolo incluso di 60 è tipico per tubi e tubazioni; Scanalatura a J-per sezioni spesse per ridurre il volume della saldatura e l'apporto di calore.
- Preparazione della superficie - lavorare a macchina o molare la smussatura fino a ottenere un metallo lucido; rimuovere ossidi, incrostazioni e qualsiasi strato-indurito dai bordi tranciati.
- Pulizia - sgrassare con solvente/acetone; mantenere strumenti, spazzole metalliche e mole dedicate alle leghe di nichel in modo che la contaminazione ferrosa o di zolfo non raggiunga mai il giunto.
- Protezione della radice - spurgo- con argon sul passaggio della radice per prevenire l'ossidazione interna, che altrimenti distruggerebbe la resistenza alla corrosione sul foro.
- Adatta-al - gap e allineamento della radice coerenti; uno spazio eccessivo favorisce la diluizione delle radici, uno spazio insufficiente causa la mancanza di fusione.
Quali parametri e tecniche di saldatura sono consigliati?
Salda giunti inossidabili da 825-a-con GTAW (TIG) utilizzando argon al 100%, spurgo posteriore sulla radice, basso apporto di calore di circa 0,5-1,5 kJ/mm, temperatura di interpass mantenuta pari o inferiore a circa 150 C (più stretta per il servizio acido) e cordoni di stringer, senza preriscaldamento in condizioni normali.
- Il processo - GTAW è preferibile per lavori su tubi e pareti sottili-; GMAW con miscele di argon-elio e SMAW con ENiCrMo-3 sono accettabili per le sezioni più pesanti.
- Schermatura del - 100% argon per GTAW; lo spurgo-(argon) è obbligatorio per i passaggi alla radice su tubi e tubature per prevenire l'ossidazione interna.
- L'apporto di calore - si mantiene a 0,5-1,5 kJ/mm; il calore eccessivo allarga la zona influenzata dal calore, allontana il titanio dalla soluzione e favorisce la precipitazione del carburo.
- Temperatura di interpass - massimo circa 150 C (300 F), con molte specifiche di servizio- acido che la riducono a 100 C o meno; misurare con pirometro a contatto o pastelli termici.
- Tecnica delle perline - perline strette invece della tessitura; ridurre al minimo i passaggi di saldatura e l'apporto di calore totale.
- Preriscaldamento - generalmente non richiesto; se la temperatura ambiente è inferiore a circa 5 C (41 F), un leggero preriscaldamento a 15-20 C rimuove solo l'umidità.
È necessario un trattamento termico post-saldatura?
Normalmente la lega 825 non stabilizzata con - titanio-non richiede PWHT per ripristinare la resistenza alla corrosione intergranulare e l'applicazione di PWHT a un giunto da 825-a inossidabile può sensibilizzare il lato inossidabile; il trattamento termico viene eseguito solo quando la normativa o le condizioni di servizio lo richiedono specificatamente.
L'aggiunta di titanio nell'825 "blocca" il carbonio in modo che i carburi di cromo non precipitino nella zona-influenzata dal calore durante la saldatura - il motivo per cui la lega è saldabile nella condizione come-saldata. Per un giunto diverso, una distensione-a temperature tipiche dell'acciaio inossidabile (intorno a 600-850 C) colloca il lato 316L esattamente nell'intervallo di sensibilizzazione e può degradarne la resistenza alla corrosione, pertanto il PWHT non deve essere aggiunto senza un requisito specifico.
Laddove una condizione di codice o di servizio richiede un trattamento risolutivo, la finestra è di circa 920-980 C seguita da un rapido raffreddamento e l'intera geometria del giunto deve consentirlo. In pratica, la maggior parte delle apparecchiature 825 fabbricate vengono spedite così come saldate.
Quali rischi metallurgici e di corrosione devono essere gestiti?
I cinque rischi in una saldatura da 825-a-inox sono diluizione, sensibilizzazione ZTA del lato inossidabile-, partizionamento del molibdeno e zone non miscelate, corrosione da stress da cloruro-sul lato inossidabile e contaminazione ferrosa: ciascuno di essi è gestito dalla scelta del riempitivo, dall'apporto di calore controllato, dalla pulizia e dall'ispezione.
Diluizione - controllata da ERNiCrMo-3 sovralegato e dal design con scanalatura/adattamento in modo che il deposito finale non scenda mai al di sotto di nichel e molibdeno accettabili.
- La sensibilizzazione della zona HAZ dell'acciaio inossidabile e la precipitazione del carburo di - cromo-nella zona interessata dal calore- del 316L sono ridotte al minimo dal basso apporto di calore e dal controllo dell'interpass.
- Partizionamento del Mo/zona non miscelata - il molibdeno può separarsi durante la solidificazione e può formarsi una zona non miscelata al confine della fusione; i cordoni più stretti e la penetrazione completa riducono le regioni magre localizzate.
- SCC in cloruro sul lato inossidabile - la gamba in 316L rimane suscettibile allo stress-fessurazione da corrosione nei cloruri caldi; in tali servizi, i progettisti spesso spostano la posizione del giunto o migliorano la gamba in acciaio inossidabile anziché fare affidamento sulla saldatura.
- Contaminazione ferrosa - particelle di acciaio al carbonio- provenienti da attrezzature condivise creano cellule di corrosione locali; sono obbligatori spazzole e abrasivi dedicati in lega di nichel-.
Come viene qualificata e testata una saldatura 825-su acciaio inossidabile?
Qualificare il giunto con una procedura di saldatura documentata secondo ASME BPVC Sezione IX (o AWS D1.6 / EN ISO 15614-1), quindi verificare le saldature di produzione mediante test di trazione, piegatura guidata, durezza, PMI e corrosione specifici del servizio.
- Qualificazione della procedura (PQR/WPS) - registrazione della classificazione del riempitivo, del processo, del gas, dell'intervallo di apporto di calore, del limite di interpass e delle posizioni; tagliandi di prova secondo il codice governativo.
- I test meccanici - di trazione trasversale, le piegature laterali/rivestite guidate e i sondaggi sulla durezza convalidano la resistenza e la duttilità del deposito diverso.
- Verifica chimica - l'identificazione positiva del materiale (PMI) sul materiale di apporto e sulla saldatura finita conferma che il deposito è ERNiCrMo-3, non un grado sostituito.
- Test di corrosione - laddove richiesto dalle specifiche, eseguire test-appropriati (ad esempio test di attacco intergranulare o vaiolatura) sulla saldatura per dimostrare che il deposito corrisponde alle prestazioni-del metallo di base.
- Qualifica del saldatore - i saldatori devono essere qualificati per il processo, il riempitivo e le posizioni specifici utilizzati nel lavoro.
Dove vengono utilizzati i giunti Incoloy 825--acciaio inossidabile?
Saldature diverse da 825-a-inossidabile compaiono ovunque la lega 825 debba passare a costruzioni in acciaio inossidabile economiche: giunti-da tubi di scambiatori di calore-a-piastre tubiere e giunti di ugelli, transizioni di tubazioni di impianti chimici, ugelli di serbatoi, sistemi di lavaggio e linee di acqua prodotta per petrolio-e-gas.
- Scambiatori di calore - 825 tubi saldati o guarnizioni-saldati in piastre tubiere da 316L e 825 canali/ugelli trasferiti a tubazioni in acciaio inossidabile.
- Impianti di lavorazione chimica - di acido solforico/fosforico in cui 825 componenti interni uniscono gusci e tubazioni inossidabili.
- Scrubber e sistemi FGD per il controllo dell'inquinamento - con 825 sezioni bagnate che passano a tubazioni in acciaio inossidabile.
- Raffreddatori di servizio per - produzione di petrolio e gas-acqua e acidi- in cui 825 componenti sono collegati a collettori in acciaio inossidabile.
Salda 825 all'acciaio inossidabile nel modo giusto
Incoloy 825 salda all'acciaio inossidabile in modo pulito e affidabile - ma solo quando il giunto viene trattato come una decisione ingegneristica sulla corrosione- e non come una saldatura di routine. Specificare il riempitivo ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) o il suo elettrodo equivalente ENiCrMo-3, controllare l'apporto di calore e la temperatura di interpass, proteggere la radice con spurgo posteriore dell'argon, mantenere gli strumenti dedicati al nichel, saltare il PWHT a meno che un codice non lo richieda e qualificare la procedura con test meccanici e di corrosione. Fatto in questo modo, il giunto diverso offre la stessa durata di servizio dell'apparecchiatura in lega 825 che collega.
