Titaanisulamist toru Gr12 täitkeevitus: protsessi ettevaatusabinõud ja varjestuse juhtimine

Täitekeevitust, mida nimetatakse ka plaastri- või paranduskeevituseks, kasutatakse titaanisulamist Gr12 torus leitud lokaalsete defektide taastamiseks pärast algse keevisõmbluse lõpetamist. Gr12 vastab Ti-0,3Mo-0,8Ni, UNS R53400 ja on kaetud standardiga ASTM B338 torude puhul ning ASTM B861 ja ASTM B862 torude puhul. Molübdeeni ja nikli lisandid annavad hapete redutseerimisel ja pragude korral märkimisväärselt parema vastupidavuse kui klass 2, mistõttu on Gr12 toru keemiatehastes ja kõrgel{15}}temperatuuril soolvees levinud. Sama legeerimiskeemia muudab materjali kuumalt hapniku ja lämmastiku suhtes tundlikuks{16}}, nii et iga remont tuleb planeerida atmosfääri kontrollitava toiminguna, mitte töökoja parandamisena.

Atmosfäär ja kaitsegaasi juhtimine

Argoon on titaani ja selle sulamite varjestuskeskkond. Lämmastikku ei tohi kunagi asendada, sest titaan neelab kergesti lämmastikku temperatuuril üle 600 C ja moodustab kõvasid hapraid nitriide, mis hävitavad plastilisuse ja korrosioonikindluse.

Täitekeevitus tuleb läbi viia kohas, kus puudub tõmme ega liikuv õhk. Praktikas tähendab see suletud keevituskambrit, lokaalset puhastuskasti või vähemalt varjestatud korpust, mille uksed ja ventilatsioon on remondi ajaks peatatud.

Kaitsegaasi kvaliteet on sama oluline kui voolukiirus. Argoon, mille kastepunkt on umbes miinus 40 C või alla selle ja hapnikusisaldus alla umbes 50 ppm, hoiab keevisvanni puhtana ja hoiab ära värvimuutuse, hapnikuga{3}}rikastatud pinnakihi.

Kuna parandus on lokaalne, peab gaasi voolukiirus olema suurem kui tavalise põkk-keevisõmbluse puhul ja voolu ei tohi katkestada osaliselt. Iga katkestus võimaldab õhul kuuma metallini jõuda.

Õhukese{0}}seina toru ja suletud osade puhul tuleb ka vuugi sisemus puhastada. Tagakilbid lisatakse, kui parandatud ala temperatuur püsib pärast kaare möödumist ligikaudu üle 400 C.

Gaasivoolu tuleks säilitada pärast kaare kustutamist, kuni parandatud tsoon on jahtunud alla umbes 150 C. Indutseeritud-tõmbejahutust ei tohi kunagi kasutada.

Remondiala ettevalmistamine

Pind peab olema puhas ja täiesti kuiv. Õli, rasv, niiskus, markeri tint, lõikevedelik ja raud soodustavad poorsust ja haprust.

Paljakäe-kontakt ettevalmistatud pinnaga ei ole lubatud. Kandke riietumisest kuni keevitamiseni puhtaid, ebemevaba-kindaid.

Pühkige piirkond atsetooniga ja laske sellel täielikult aurustuda. Kui toru on kasutatud kõrgendatud temperatuuril, tuleb kõik kõvad alfa-korpused eemaldada töötlemise teel, harjades ainult titaani jaoks mõeldud roostevabast terasest traatharjadega või marineerides lämmastik- ja vesinikfluoriidhappevannis.

Sobiva Gr12 keemiaga täitetraat puhastatakse samal viisil ja hoitakse kuivana. Saastunud traat on ebaõnnestunud remondi tavaline põhjus.

Defekt on taastatud terve metalliga ja õõnsus on kujundatud nii, et põleti jõuaks paranduse juureni ilma liigse kaarepikkuseta. Ühegi vahetüki-kohandamine ei tohi jätta tühimikku, milleni õhk saaks tagant kätte.

Kiht--kihtsadestamise ja soojussisendi järgi

Hoidke plaaster nii väike, kui defekt võimaldab. Suur plaaster koondab jääkpinge ja suurendab valmis toru moonutamise ohtu.

Sügavad õõnsused täidetakse mitme käiguga. Iga kiht peab enne järgmise ladestamist täielikult jahtuma. Süvendi täitmine ühes pidevas sulametalli teraga ei ole vastuvõetav.

Volframelektroodi ja töödeldava detaili vahelised lühised põhjustavad elektroodi purunemise ja jätavad ühenduskohta volframi lisandeid. Kaare pikkust ja volframi seisukorda tuleb kontrollida enne iga läbimist.

Läbipääsudevaheline temperatuur hoitakse tavaliselt alla umbes 150 C, mõõdetuna remondi lähedal, nii et oksüdatsioon ja terade kasv jäävad kontrolli alla.

Remondi lõpus voolutugevus väheneb, ideaaljuhul impulssvooluprogrammiga, nii et kaar katkeb järk-järgult. Järsk purunemine võib jätta kraatriprao, mis levib toru seina.

Keevitusprotseduur ja töötajad peavad olema kvalifitseeritud, tavaliselt ASME BPVC IX jaotise järgi, ning protseduuris peab olema märgitud gaasivool, läbipääsu piir, täiteaine keemia ja soojussisendi vahemik.

Jahutus,{0}}keevitusjärgne kuumtöötlus ja ladustamine

Remonditud toru jääb kambrisse või puhastuskasti, kuni tsoon on jahtunud alla umbes 150 C. Kasti varajane avamine on üks sagedasemaid pragude parandamise põhjuseid.

Tüüpiline hoidmisaeg kambris on 15 kuni 30 minutit seinapaksuste puhul, mida tavaliselt protsessitorus esineb, kusjuures paksemaid sektsioone hoitakse kauem.

Pärast jahutamist parandus lõõmutatakse või kuumisostaatiliselt pressitakse viivitamata. Lõõmutamine toimub tavaliselt vahemikus 540–650 °C ühe kuni kahe tunni jooksul vaakumis või inertgaasis, millele järgneb kontrollitud jahutamine.

Remonditud toru ei tohi enne kuumtöötlemist lattu jätta. Seismisaeg on tavaliselt piiratud kuni viie päevaga, kuna jääkpinge ja saastunud pinnakiht võivad põhjustada hilinenud pragunemist.

Remondi käigus tekkinud värvi muutnud või kõvastunud pinnakiht eemaldatakse enne toru uuesti kasutuselevõttu.

Ülevaatus ja vastuvõtmine pärast remonti

Värvi, allalõike, kattuvuse ja pinna pragude visuaalne kontroll on esimene vastuvõtuvärav. Värviribad näitavad otseselt varjestuse kvaliteeti.

Vedeliku läbitungimise testimine ASTM E1417 järgi järgib pinnakatkestusdefektide standardpraktikat.

Radiograafilist uuringut rakendatakse seal, kus remondisügavus või hooldustöö seda nõuavad, ja heeliumi lekketesti kasutatakse torude puhul, mis peavad olema lekkekindlad.

Remonditööde arv ühel torupikkusel ei tohi ületada vastavas tehnilises spetsifikatsioonis sätestatud piirmäära ja iga parandus registreeritakse toru tähises.

Korduma kippuvad küsimused

K: Kas titaantoru keevitamiseks võib argooni asemel kasutada lämmastikku?
Ei. Lämmastik ei ole titaani ja selle sulamite jaoks vastuvõetav kaitsegaas. Titaan neelab keevitustemperatuuril lämmastikku ja moodustab hapraid nitriide. Argoon või heeliumi segu, kus on vaja suuremat soojussisendit, on õige varjestuskeskkond ja gaasi tuleb hoida kuni tsooni jahtumiseni.

K: Miks on kaitsegaasi voolukiirus remondi puhul suurem kui tavalise põkk-keevisõmbluse puhul?
Remont on pigem lokaalne operatsioon lahtisel pinnal kui toruseintega ümbritsetud ühenduskohal, nii et varjestusümbris on väiksem ja seda on kergem häirida. Suuremat voolukiirust ja füüsiliselt varjatud ala kasutatakse stabiilse gaasikatte hoidmiseks sulabasseini kohal.

K: Mitu korda võib ühte toru uuesti keevitada?
Lubatud remonditööde arv on fikseeritud toru tehnilise kirjelduse või ostutellimusega. Tavaliselt hoitakse see minimaalsena ja iga parandus registreeritakse, sest korduvad termotsüklid koguvad jääkpingeid ja halvendavad remonditsooni.

K: Miks peab iga kiht enne järgmist läbimist jahtuma?
Teise kihi asetamine kuumale metallile tõstab läbipääsutemperatuuri üle piiri, paksendab hapnikuga{0}}rikastatud pinnakihti ja suurendab moonutusi. Iga kihi jahutamine alla umbes 150 C hoiab soojuse sisendi ja jääkpinge kontrolli all.

K: Millal on pärast remonti vaja{0}}keevitusjärgset kuumtöötlust?
Lõõmutamine või kuumisostaatpressimine on kavandatud kohe, kui remont on jahtunud, tavaliselt viie päeva jooksul ja eelistatavalt kohe. Töötlemine leevendab jääkpingeid ja taastab elastsuse remonditsoonis ning see tuleb läbi viia vaakumis või inertgaasis.

K: Kas remont vähendab Gr12 toru rõhku?
Korrektselt teostatud ja kontrollitud remont taastab vuugi põhimetalli seisukorra ning toru katserõhk jääb muutumatuks. Remont muutub piiranguks alles siis, kui ettenähtud remondisügavuse, arvu või kuumtöötluse nõuded on ületatud.