Forschung zur Schweißtechnologie und den Eigenschaften von verschleißfesten Verbundplatten
Derzeit sind Gaspipelines mit der Entwicklung von Sauergasfeldern einer immer stärkeren Korrosionsumgebung ausgesetzt. Viele Gasleitungen fallen aufgrund schwerer Korrosion aus und verursachen sogar Explosionen, die die Sicherheit von Personen gefährden, die Umwelt verschmutzen und die Folgen sehr schwerwiegend sind. Mit der rasanten Entwicklung der Stahlrohrherstellungsindustrie wurde die verschleißfeste Verbundplatte aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl weit verbreitet verwendet, bietet aber auch die Vorteile der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl.
Da die beiden Materialien der verschleißfesten Verbundplatte jedoch unterschiedliche chemische Zusammensetzungen und physikalische Eigenschaften aufweisen, kann es während des Schweißprozesses leicht zu einer Diffusion der Schmelzzone C und einer Verdünnung von Legierungselementen kommen, was zu einer Verschlechterung der Leistung führt der Schweißverbindung beeinträchtigen und die Schweißqualität beeinträchtigen. Dies macht das Schweißen von verschleißfesten Verbundplatten und die Wärmebehandlung nach dem Schweißen kompliziert, was die Schweißkonstruktion vor Ort schwieriger macht.
Um die Verdünnung von Legierungselementen und die Migration von Kohlenstoffelementen an der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Substrat beim Schweißen der verschleißfesten Verbundplatte zu vermeiden, werden üblicherweise unterschiedliche Schweißmaterialien verwendet. Diese Methode erhöht jedoch den Schweißaufwand und das Risiko.
In dieser Studie wurde ein neues Schweißverfahren für Verbundstahlrohre mit einer Größe von 355,6 mm×(10+3)mm entwickelt. Zunächst wird das Ende des Verbundstahlrohrs im Werk durch Auftragsschweißen vorbehandelt, anschließend kommt auf der Baustelle das gleiche Schweißmaterial zum Einsatz. Der Schweißprozess reduziert nicht nur den Aufwand an Schweißtechnik, sondern auch die Schweißkomplexität der verschleißfesten Verbundplatte.
Das Testmaterial ist eine verschleißfeste Verbundplatte zum Stumpfschweißen, die Rohrgröße auf der Basis einer verschleißfesten Verbundplatte beträgt 355,6 mm × 10 mm, das Material ist ein nahtloses Stahlrohr L360QS und die Anforderungen und die Leistung der Rohrherstellung sollten den einschlägigen Bestimmungen von entsprechen GB/T9711-2001; Die Innenauskleidung besteht aus einer austenitischen verschleißfesten Platte 316L mit einer Wandstärke von 3 mm, und die Verarbeitungsart der verschleißfesten Verbundplatte ist mechanischer Verbundwerkstoff. Die chemische Zusammensetzung des Basisstahlrohrs des L360QS/316L-Verbundstahlrohrs mit mechanischem Verbundformverfahren unterscheidet sich stark von der des Auskleidungsrohrs, und es gibt einen gewissen Unterschied in der Wärmeausdehnungs- und Kaltkontraktionsgeschwindigkeit, der leicht zu verursachen ist Heißrisse oder Kristallisationsrisse in der Übergangsschicht. In Verbindung mit der Verdünnung der Zusammensetzung des Schweißgutes durch den Grundwerkstoff im Schweißprozess kann es sehr leicht zu Rissen kommen.
In dieser Studie weist ein Schweißmaterial ERNiCrMo-3, das sowohl für die Basis als auch für die Innenauskleidung geeignet ist, eine gute Plastizität und Zähigkeit auf und kann auch die Schweißqualität der Übergangsschicht sicherstellen. Um die Qualität des Schweißens verschleißfester Verbundplatten sicherzustellen, wird gleichzeitig das halbautomatische WIG-Schweißen eingesetzt. Die Testergebnisse zeigen, dass:
(1) Die Ergebnisse der Leistungsbewertung der Schweißverbindung, die durch die Vorbehandlung des WIG-Auftragsschweißens und das WIG-Stumpfschweißverfahren mit Argonschutz erhalten wurden, zeigen, dass die Verbindung die Anforderungen der Aussehensprüfung und der zerstörungsfreien Prüfung erfüllt; Die Zugeigenschaften und die Schlagzähigkeit entsprechen den mechanischen Eigenschaftenanforderungen relevanter Normen und der Übergang zwischen der Härte der Verbindung und dem Grundmaterial ist fließend. Insbesondere ist die Härte der nach dem Auftragschweißen ausgekleideten 316-Stahlrohre in der Schmelzzone und der HAZ-Zone gering. Die Schweißverbindung weist eine gute Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und SCC-Risse auf.
(2) Durch die Vorfertigung einer Schicht aus ERNiCrMo-3-Schweißmaterial um das Verbundstahlrohr herum können Risse wirksam verhindert werden, die durch den Unterschied der Wärmeausdehnungs- und Kältekontraktionsraten beim Schweißen der verschleißfesten Verbundplattenübergangsschicht verursacht werden. Die Legierungselemente im Übergangsschichtmetall werden durch Kohlenstoffstahl daran gehindert, verdünnt zu werden, was eine gute Isolationsrolle für die Übergangsschicht spielt.
