Zavarivanje niskolegiranih čelika i čelika otpornih na puzanje

LEGIRANI Mo, CrMo i CrMoV ČELICI

Ova grupa čelika je predvi|ena za rad na visokim temperaturama u parnim kotlovima, turbinama, rafinerijama nafte i drugim postrojenjima gdje se traži visoka čvrstoća na puzanje (Rm/200.000/T, R1%/200.000/T) i trenutna čvrsto}a (Rp0.2/T, Rm/T) pri visokim temperaturama. Najčešće se ovi čelici koriste za cijevi, komore i posude pod tlakom.

Ovi čelici postižu višu čvrstoću na visokim temperaturama legiranjem s 0.5-1.0% Mo, 0,5-12.0% Cr i 0,3-0,7 V.

Cr i Mo povećavaju prokaljivost, a Cr poboljšava otpor na oksidaciju pri visokim temperaturama, jer stvara zaštitni oksidni sloj na površini.

Tipični sastavi ove grupe čelika dani su u doljnjoj tablici. Detaljnije o zavarivanju i zavarljivosti jače legiranih čelika kao što su napr. 5Cr0,5Mo, 9Cr1Mo i 12Cr1Mo0.3V (X20CrMoV12.1-oznaka po DIN) vidjeti u poglavlju 12 “Visokolegirani Cr čelici martenzitnog i feritnog tipa”.

Kemijski sastav tipičnih vrsta legiranih Mo, CrMo i CrMoV čelika

( DIN oznaka)

Kem. sastav

C

Mn

Si

Cr

Mo

Maksimalna radna

temperatura oC

(15Mo3)

C - Mo

0,1 - 0,2

0,3 - 0,8

0,1 - 0,5

-

0,44 - 0,65

525

0.5 Cr 05 Mo

0,1 - 0,2

0,3 - 0,61

0,1 - 0,3

0,5 - 0,81

0,44 - 0,65

550

(13CrMo44)

1 Cr 0,5 Mo

0,17 max.

0,4 - 0,65

0,15 - 0.30

0,9 - 1.15

0.45 - 0,65

550

(10 CrMo 910)

2.25 Cr 1 Mo

0,15 max

0,3 - 0,6

0,5 max

2.0 - 2.50

0,90 - 1.10

575

3 Cr 1 Mo

0,15 max

0,3 - 0,6

0,5 max

2.75 - 3.75

0,90 - 1.10

590

5 Cr 0,5 Mo

0,12 max

0,3 - 0,6

1 - 2

4 - 6

0,45 - 0,65

650

9 Cr 1 Mo

0,15 max

0,3 - 0,6

0,25 - 1.00

8 - 10

0,9 - 1.1

675

Pomoću ekvivalenta ugljika se može procijeniti zavarljivost. Najčešće se koristi formula MIZ-a (IIW):

Zavarljivost i prokaljivost čelika s više legiranih dodataka se povećava, pa se tvrdoća ZUT i ZT povećava. Sklonost hladnim pukotinama ovih ovih čelika u ZUT i ZT se povećava povećavanjem sadržaja legiranih elemenata, povećanjem čvrstoće i tvrdoće.

Za spriječavanje hladnih pukotina potrebno je:

1. Korištenje elektroda s niskim sadržajem difuzijskog vodika ( podrazumijeva se pečenje, sušenje i pravilno rukovanje elektrodama). U nekim slučajevima se preporučuje primjena austenitnih elektroda, posebno ako nije moguća naknadna toplinska obrada.

2. Predgrijavanjem, izborom odgovarajućeg toplinskog inputa i naknadnom toplinskom obradom.

Predgrijavanje služi za spriječavanje pukotina pri zavarivanju i za postizanje optimalnih svojstava zavarenog spoja.

C - Mo čelike, u principu, do 10 mm debljine ne treba predgrijavati a preko 10 mm je potrebno na oko 200 oC. Jače legirane materijale (1 Cr 0,5 Mo i 2.25 Cr 1 Mo ) treba predgrijati na 200-300 oC.

Temperaturu predgrijavanja se preporučuje računati prema formuli Séfériana.

Izračunavanje temperature predgrijavanja prema Séférianu:

To = 350 , oC

[ C] % ukupni ekvivalent ugljika čelika, koji je zbroj kemijskog ekvivalenta ugljika [ C] c i ekvivalenta ugljika vezanog za debljinu [ C] h :

[ C] = [ C] c + [ C] h

Kemijski ekvivalent ugljika [ C] c se može izračunati iz formule:

360 [ C] c = 360C + 40 (Mn+Cr) + 20 Ni + 28 Mo

Ekvivalent ugljika vezan za debljinu: [ C] h= 0.005 . h [ C] c; gdje je h debljina lima u mm.

[ C] = [ C] c (1 + 0.005 h).

Mjere osiguranja kvalitete pri zavarivanju. Pri zavarivanju treba paziti na čistoću rubova, izbor i rukovanje dodatnim materijalom (suhe bazične elektrode), temperatura između prolaza Tm ne smije biti previsoka. Tehnika polaganja gusjenica "povlačenjem" je bolja od "njihanja", jer smanjuje deformacije i daje bolju udarnu žilavost.

Naknadna toplinska obrada je načelno potrebna za ovu grupu čelika za čelike 3 1 % Cr. Za slučajeve kada će zavareni spoj u eksploataciji biti izložen dovoljno visokim temperaturama (3 490 oC), tada nije potrebna naknadna toplinska obrada za popuštanje tvrdoće, jer će visokom radnom temperaturom doći do popuštanja tvrdoće.

Za proizvode iz čelika ove grupe koje se isporučuju u poboljšanom stanju nakon zavarivanja se preporučuje ponovo provođenje poboljšanja (kaljenje+popuštanje) da bi se postigla zahtjevana svojstva.

Nakon zavarivanja uz predgrijavanje, ako je potrebna naknadna toplinska obrada, preporučuje se odmah dizati temperaturu od temperature predgrijavanja na temperaturu odžarivanja. Time smanjujemo troškove ponovnog zagrijavanja, ali i opasnost pukotina pri hlađenju nakon zavarivanja i ponovnom zagrijavanju.

tii103.jpg (15657 bytes)

Nakon zavarivanja uz predgrijavanje preporučuje se odmah podizanje temperature na temperaturu toplinske obrade. U praksi se to čini napr. na cijevnim zavarenim spojevima pojačavanjem snage električnih ili indukcijskih grijača.

Povratak na početnu stranicu - povratak na popis pitanja iz Tehnologije zavarivanja - popis pitanja iz Zavarivanja !!