ปัญหาการเชื่อมเหล็กที่พบบ่อย: สาเหตุและมาตรการป้องกัน

มาตรฐานอ้างอิง: AWS D1.1, EN ISO 15609, EN ISO 9712|การใช้งาน: โครงสร้างโลหะ, ภาชนะรับความดัน, ท่ออุตสาหกรรม|จัดหาสเปน เม็กซิโก โคลอมเบีย เปรู และชิลี

1.ข้อบกพร่องทั่วไปในการเชื่อม สาเหตุ และการป้องกัน

1.1 รอยแตกร้าวเย็น (รอยแตกไฮโดรเจน โลหะผสมต่ำทั่วไป และเหล็กกล้ามาร์เทนซิติก)

ผลิตโดยปัจจัยที่รวมกันสามประการ: โครงสร้างจุลภาคที่แข็งตัว ไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้ และความเค้นตกค้างจากการเชื่อม อาจปรากฏขึ้นโดยมีความล่าช้า หลายชั่วโมงหรือหลายวันหลังจากเสร็จสิ้นการเชื่อม โดยส่วนใหญ่อยู่ในพื้นที่ที่ได้รับความร้อน

การป้องกัน: อุ่นชิ้นหนา; ใช้วัสดุสิ้นเปลืองไฮโดรเจนต่ำ หลังการให้ความร้อนเพื่อกำจัดไฮโดรเจน การรักษา PWHT ถ้ามี; ลดข้อจำกัดทางเรขาคณิต

1.2 รอยแตกร้าวที่ร้อน (รอยแตกร้าวจากการแข็งตัว พบได้ทั่วไปในสเตนเลสออสเทนนิติก)

กำเนิดจากเฟสยูเทคติกที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ซึ่งเกิดจากซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสเจือปน ภายใต้ความเครียดจากการเชื่อม พวกมันจะแตกตามขอบเขตของเกรนระหว่างการแข็งตัวของเม็ดบีด

การป้องกัน: จำกัดปริมาณ S-P ในฐานและวัสดุอินพุต ปรับอัตราส่วน Mn/S ให้เหมาะสม ควบคุมความร้อนเข้าและความแข็งของข้อต่อ

1.3 ความพรุน

ก๊าซที่ติดอยู่ภายในเม็ดบีดเมื่ออ่างหลอมเหลวแข็งตัว ต้นกำเนิด: สิ่งสกปรก สนิม ความชื้นในร่อง; อิเล็กโทรด/สายไฟเปียก การป้องกันก๊าซไม่เพียงพอหรือไม่บริสุทธิ์ พารามิเตอร์ที่ไม่เหมาะสม

การป้องกัน: การทำความสะอาดร่องล่วงหน้า การอบแห้งวัสดุสิ้นเปลือง รับประกันอัตราการไหลและความบริสุทธิ์ของก๊าซป้องกัน ปรับพารามิเตอร์การเชื่อม

1.4 การรวมตะกรัน

เศษตะกรันที่ติดอยู่ระหว่างรางหรือระหว่างเชือกกับโลหะสามัญ เกิดจากการทำความสะอาดระหว่างชั้นที่ไม่สมบูรณ์ กระแสไฟฟ้าไม่เพียงพอ หรือรูปทรงของช่องที่ไม่เหมาะสม

การป้องกัน: กำจัดตะกรันให้หมดระหว่างแต่ละรอบ ปรับแรงดันกระแส; ออกแบบช่องให้เหมาะสม

1.5 ขาดฟิวชันและขาดการเจาะ

ขาดฟิวชั่น:ไม่มีการรวมตัวของโลหะระหว่างโลหะฐานสายหรือระหว่างรอบที่ต่อเนื่องกัน

ขาดการเจาะ:รากของข้อต่อไม่ละลายหมด

เป็นข้อบกพร่องแบบแบนที่มีความเสี่ยงสูง อาจทำให้เกิดการรั่วไหลหรือแตกหักในภาชนะรับความดันภายใต้การรับน้ำหนักแบบวน สาเหตุ: กระแสไฟฟ้าไม่เพียงพอ, ความเร็วมากเกินไป, ระยะห่างไม่เพียงพอ, การกระจัดของคบเพลิง

การป้องกัน: รูปทรงร่องที่ถูกต้อง ความร้อนที่เพียงพอ เทคนิคการดำเนินการที่ถูกต้อง

1.6 อันเดอร์คัต (กัด)

ส่วนโค้งจะละลายขอบของวัสดุฐานโดยไม่เติมโลหะ ทำให้เกิดรอยเว้าที่ขอบของลูกปัด เน้นความเครียดและลดส่วนที่ต้านทาน สาเหตุ: กระแสไฟมากเกินไปหรือการเคลื่อนที่ของคบเพลิงที่ไม่เหมาะสม

การป้องกัน: ปรับพารามิเตอร์และเทคนิคการสวิง

1.7 การแพ้และการกัดกร่อนตามขอบเกรน (สเตนเลสออสเทนนิติก)

หากโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนยังคงอยู่ในช่วง 450-850 องศา โครเมียมคาร์ไบด์ Cr₂₃C₆ จะตกตะกอนที่ขอบเขตของเกรน ทำให้เกิดการสูญเสียโครเมียมและเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน

การป้องกัน: จำกัดอุณหภูมิระหว่างขั้นตอนและเร่งความเย็น เลือกเกรดคาร์บอนต่ำซีรีส์ L ใช้สารละลายหลอมเมื่อจำเป็น

1.8 การเสียรูปและความเค้นตกค้างเนื่องจากการเชื่อม

สร้างขึ้นโดยการทำความร้อน-ความเย็นในท้องถิ่นที่ไม่สม่ำเสมอ และความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดความไม่สมดุลของมิติและเพิ่มความเค้นตกค้างให้กับโหลดการบริการ ซึ่งทำให้เกิดรอยแตกร้าว

การป้องกัน: ลำดับการเชื่อมที่เหมาะสมที่สุด เครื่องมือยึด การรักษาบรรเทาความเครียดหลังการเชื่อม ถ้ามี

1.9 การเกิดออกซิเดชันของสายไฟอย่างรุนแรง

ขาดการป้องกันแก๊ส โดยเฉพาะที่ด้านหลังของสาย TIG มีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับไทเทเนียมและสแตนเลส สร้างความเปราะบางและสูญเสียความต้านทานการกัดกร่อน

การป้องกัน: การป้องกันที่ครอบคลุมด้วยอาร์กอนทั้งสองด้านในการเชื่อมไทเทเนียมและสแตนเลส

1.9 สรุปตามประเภทของวัสดุ

2. โหมดความล้มเหลวบ่อยครั้งในโครงการอุตสาหกรรม

ทำการเชื่อมโดยไม่มีคุณสมบัติ WPS‑PQR ช่างเชื่อมกระทำจากประสบการณ์โดยไม่มีการตรวจสอบกระบวนการ ขาดการเจาะหรือรอยแตกร้าวซึ่งทำให้เกิดการรั่วไหลในส่วนที่มีแรงดัน

การละเว้นการอุ่นเครื่อง หลังการให้ความร้อน หรือ PWHT ในเหล็กกล้าอัลลอยด์/มาร์เทนซิติกต่ำ รอยแตกเย็นล่าช้าที่ปรากฏในการให้บริการ

อุณหภูมิอินเตอร์พาสที่มากเกินไปในสเตนเลสออสเทนนิติก การแพ้และความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน

การตรวจสอบด้วยภาพ VT เท่านั้น ข้อบกพร่องภายใน เช่น รอยแตกและการขาดฟิวชันยังคงตรวจไม่พบ

ช่องสกปรก สนิมหรือวัสดุสิ้นเปลืองเปียก มีรูพรุนและมีตะกรันรวมอยู่ด้วย

โดยทั่วไปให้ระบุ "ส่วนที่เชื่อม" โดยไม่ต้องกำหนดข้อกำหนดของกระบวนการ การอบชุบ หรือระดับการยอมรับ NDT

อาศัยการวิเคราะห์ PMI-XRF โดยเฉพาะสำหรับการยอมรับการเชื่อม ตรวจสอบเฉพาะองค์ประกอบของโลหะฐานเท่านั้น โดยตรวจไม่พบข้อบกพร่องภายใน ไฮโดรเจน หรือการเปลี่ยนแปลงทางโลหะวิทยาในบริเวณที่ได้รับความร้อน

3. คำแนะนำทางเทคนิคเสริม

สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างที่สำคัญและภาชนะรับความดัน จำเป็นต้องมีWPS (ขั้นตอนการเชื่อม) + PQR (บันทึกคุณสมบัติขั้นตอน)และช่างเชื่อมที่มีคุณสมบัติเหมาะสม คุณไม่ควรเชื่อมด้วยประสบการณ์เพียงอย่างเดียว

กำหนดการอุ่นเครื่อง อุณหภูมิสูงสุดระหว่างขั้นตอนและรอบหลังการให้ความร้อนอย่างชัดเจน / PWHT ตามประเภทของวัสดุ

การตรวจสอบด้วยภาพ VT จะตรวจพบเฉพาะข้อบกพร่องผิวเผินเท่านั้น ในการประเมินข้อบกพร่องภายใน จำเป็นต้องมีการทดสอบแบบไม่ทำลาย: การถ่ายภาพรังสี RT, อัลตราซาวนด์ UT, อนุภาคแม่เหล็ก MT, การเจาะ PT โดยมีระดับการยอมรับที่กำหนดไว้

การวิเคราะห์ PMI-XRF ใช้สำหรับการตรวจสอบเสริมองค์ประกอบของวัสดุฐานเท่านั้น การยอมรับการเชื่อมขั้นสุดท้ายได้รับการสนับสนุนโดย WPS‑PQR บันทึกการดำเนินการ และการทดสอบแบบไม่ทำลาย

การปรับเปลี่ยนขั้นตอนการเชื่อมหรือการบำบัดความร้อนต้องได้รับอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรจากฝ่ายวิศวกรรมโครงการ

4. ความเสี่ยงโครงการโลหะและอุตสาหกรรม

การเชื่อมที่ไม่มีคุณสมบัติ WPS‑PQR ข้อบกพร่องภายในที่ไม่สามารถควบคุมได้

การละเว้นการทำความร้อนล่วงหน้า หลังการให้ความร้อน หรือ PWHT การปรากฏตัวของรอยแตกเย็นล่าช้า

อุณหภูมิอินเตอร์พาสที่มากเกินไปในสแตนเลส การแพ้และการกัดกร่อนตามขอบเกรน

การตรวจด้วยสายตาเท่านั้น ข้อบกพร่องภายในที่เป็นอันตรายยังคงซ่อนอยู่

การเตรียมช่องหรือวัสดุสิ้นเปลืองที่เปียกไม่ดี ความพรุนและการรวมตัวขนาดใหญ่

คำสั่งซื้อทั่วไปที่ไม่มีข้อกำหนดด้านกระบวนการและการทดสอบแบบไม่ทำลาย

พยายามยอมรับการเชื่อมโดยใช้ PMI-XRF เท่านั้น ตรวจไม่พบข้อบกพร่องภายในหรือการเปลี่ยนแปลงทางโลหะวิทยาใน ZAC

การปรับเปลี่ยนขั้นตอนการเชื่อมโดยไม่ได้รับการอนุมัติทางวิศวกรรมเป็นลายลักษณ์อักษร

5. รายการตรวจสอบคำสั่งซื้อ

ต้องการ WPS‑PQR ที่ผ่านการรับรองและช่างเชื่อมที่ได้รับการรับรอง กำหนดวิธีการเชื่อม

กำหนดข้อกำหนดของกระบวนการ: อุณหภูมิอุ่น อุณหภูมิสูงสุดระหว่างขั้นตอนต่างๆ ระบุการทำความร้อนภายหลังหรือ PWHT ขึ้นอยู่กับวัสดุ

กำหนดแผนการทดสอบแบบไม่ทำลาย: การตรวจสอบด้วยภาพ VT และหากมี RT / UT / MT / PT พร้อมระดับการยอมรับ

ระบุประเภทของการมีส่วนร่วมในการเชื่อม ข้อกำหนดในการทำความสะอาดร่องก่อน

ขอแพ็คเกจสารคดีฉบับสมบูรณ์: วัสดุฐาน MTC, WPS‑PQR, บันทึกการเชื่อม, รายงานการทดสอบแบบไม่ทำลาย

การตรวจสอบแผนกต้อนรับ: PMI-XRF เป็นการตรวจสอบองค์ประกอบฐานเสริมเท่านั้นการยอมรับการเชื่อมขึ้นอยู่กับเอกสารประกอบและการทดสอบ NDT

การเปลี่ยนแปลงขั้นตอนการเชื่อมหรือการบำบัดความร้อนจะต้องได้รับการอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรจากฝ่ายวิศวกรรมโครงการ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: การเชื่อมรอยแตกเย็นคืออะไร และสาเหตุหลักมาจากอะไร?

ตอบ: หรือที่เรียกว่ารอยแตกของไฮโดรเจน ซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่เกิดความล่าช้า ผลิตโดยการรวมกันของปัจจัยสามประการ: โครงสร้างจุลภาคที่แข็งตัว ไฮโดรเจนที่แพร่กระจายได้ และความเค้นตกค้าง เป็นเรื่องปกติในเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำและเหล็กกล้ามาร์เทนซิติก ป้องกันโดยการอุ่น วัสดุสิ้นเปลืองที่มีไฮโดรเจนต่ำ การทำความร้อนหลังการให้ความร้อน และ PWHT

ถาม: การข้าม WPS‑PQR และเชื่อมตามประสบการณ์ของช่างเชื่อมเท่านั้นจะเป็นประโยชน์หรือไม่

ตอบ: ไม่ใช่สำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญ ภาชนะรับความดัน และโครงสร้างที่สำคัญ WPS คือขั้นตอนการเชื่อม PQR คือรายงานคุณสมบัติของคุณ ตรวจสอบว่ากระบวนการจะสร้างข้อต่อที่สอดคล้อง ไม่ควรแจกจ่ายด้วย

ถาม: การแพ้เกิดขึ้นได้อย่างไรในสเตนเลสออสเทนนิติก

ตอบ: หากโซนที่ได้รับความร้อนยังคงอยู่ในช่วง 450-850 องศา คาร์ไบด์ Cr₂₃C₆ จะตกตะกอนที่ขอบเขตของเกรน ทำให้เกิดการสูญเสียโครเมียมและมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน หลีกเลี่ยงได้โดยการควบคุมอุณหภูมิระหว่างขั้นตอนต่างๆ โดยใช้เกรด L คาร์บอนต่ำ หรือการหลอมสารละลาย

ถาม: การขาดฟิวชันและขาดการเจาะเป็นอันตรายหรือไม่?

ตอบ: ใช่ เป็นข้อบกพร่องแบบเรียบที่มีความเสี่ยงสูง ภายใต้แรงกดดันหรือโหลดแบบเป็นรอบ สารเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นต้นตอของการเกิดรอยแตกร้าว ซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกหักหรือรั่วไหลในอุปกรณ์ที่มีแรงดัน ต้องการการตรวจจับและซ่อมแซม RT หรือ UT

ถาม: การตรวจสอบด้วยภาพด้วย VT เพียงอย่างเดียวเพียงพอที่จะตรวจสอบรอยเชื่อมหรือไม่

ตอบ: ไม่ได้ การตรวจสอบด้วยสายตาจะตรวจพบเฉพาะข้อบกพร่องเพียงผิวเผินเท่านั้น ข้อบกพร่องภายใน เช่น รอยแตกภายในและการขาดฟิวชัน จำเป็นต้องมีการทดสอบแบบไม่ทำลายด้วย RT-UT-MT-PT

ถาม: การวิเคราะห์ PMI-XRF ตรวจพบข้อบกพร่องในการเชื่อมภายในหรือไม่

ตอบ: ตรวจสอบเฉพาะองค์ประกอบทางเคมีของโลหะฐานเท่านั้น โดยตรวจไม่พบรูขุมขน รอยแตกภายใน ปริมาณไฮโดรเจน หรือการเปลี่ยนแปลงทางโลหะวิทยาในบริเวณที่ได้รับความร้อน การยอมรับการเชื่อมต้องใช้ WPS‑PQR และบันทึกการทดสอบแบบไม่ทำลาย