1. Giới thiệu hydro trong quá trình hàn
1.1 Kiểm soát thông lượng hàn và độ ẩm
Quá trình hàn hồ quang chìm được sử dụng để tạo thành các ống hàn LSAW dựa vào độ bao phủ từ thông để che chắn và ổn định bể hàn. Nếu chất trợ dung hoặc điện cực hàn hấp thụ độ ẩm xung quanh -, đặc biệt là tại các bộ phận lưu trữ không được che phủ, - hydro sẽ hình thành trong bể tan chảy và trở thành hydro khuếch tán bên trong mối hàn và HAZ. Việc kiểm soát độ ẩm phải bắt đầu từ lâu trước khi hình thành đường ống. Làm khô chất trợ dung trước khi hàn và che chắn rãnh hàn khỏi các chất gây ô nhiễm công nghiệp là một trong những biến số quy trình đầu tiên có liên quan đến hư hỏng HIC.
1.2 Nguồn ô nhiễm: Dầu, nước và chất thải xử lý
Ô nhiễm bên ngoài - chẳng hạn như dầu còn sót lại trong cần trục, độ ẩm xử lý tấm hoặc màng bề mặt rãnh hở - là nguồn hydro gián tiếp phổ biến trong quá trình hàn. Những nguồn hydro này sau đó sẽ khuếch tán vào các mối hàn dọc.
1.3 Trình tự nhiệt trước-gia nhiệt và liên-truyền nhiệt
Làm nóng trước các tấm thép có thành dày hơn trước khi sản xuất LSAW đóng vai trò kép: giảm tốc độ làm mát để tránh làm nguội các cấu trúc HAZ đã cứng và cho phép hydro khuếch tán ra ngoài trong quá trình hàn thay vì khóa bên trong gốc mối hàn. Trình tự nhiệt-liên tục đảm bảo nhiệt được giữ lại đồng đều, giảm chênh lệch nồng độ hydro theo hướng hàn.
Bảng 1: Biến hàn và đóng góp hydro
| Hàn biến | Mức đóng góp hydro | Tăng rủi ro nứt | Phương pháp kiểm soát |
|---|---|---|---|
| Thông lượng chưa khô | Cao | Rất cao | Nướng trong lò 300–350 độ |
| Phim dầu rãnh | Trung bình | Cao | Làm sạch dung môi công nghiệp |
| Nhiệt-trước thấp | Trung bình | Cao | làm nóng trước-150–250 độ |
| Làm mát nhanh | gián tiếp | Rất cao | Kiểm soát làm mát cách nhiệt |
Bảng 2: Thông số sấy thông lượng được khuyến nghị
| Tình trạng thông lượng | Nhiệt độ sấy | Thời gian khô | Mức giảm hydro dự kiến |
|---|---|---|---|
| Thông lượng ẩm xung quanh | 300 độ | 2–4 h | Giảm 80–90% |
| Thông lượng lưu trữ mùa đông lạnh | 350 độ | 4–6 h | 90% trở lên |
2. Hiệu ứng hình học nhiệt và hạt
2.1 Độ xuyên thấu của mối hàn và hình dạng gốc
2.1.1 Thâm nhập sâu so với hydro{1}}Kênh áp suất
Rễ mối hàn là vị trí tích tụ hydro ưa thích trong hình dạng hạt LSAW dọc. Sự thâm nhập quá sâu có thể đẩy hydro lên các đường nhiệt hạch phía trên, trong khi sự thâm nhập không đủ sẽ tạo thành các khoảng trống tập trung ứng suất ở rễ. Hình thái rễ phải cân bằng giữa độ xuyên thấu và độ mịn khi chuyển tiếp ứng suất.
2.1.2 Hiệu ứng Notch gốc
Nếu hình dạng gốc hiển thị các cạnh khía nhọn hoặc các vùng sụp đổ của hạt, thì nồng độ ứng suất-sẽ đẩy nhanh quá trình tạo mầm giòn do hydro-gây ra. Lỗi HIC trong các mẫu công nghiệp thường hiển thị phần mở rộng của vết nứt gốc hơn là nguồn gốc vết nứt ở giữa-.
2.2 Độ dốc làm mát và chênh lệch nhiệt
Độ khuếch tán hydro nhạy cảm với nhiệt độ. Độ dốc làm mát ở đường kính lớnỐng LSAWbẫy hydro sớm hơn ở các đường nối lạnh hơn. Quản lý cách nhiệt đường hàn-lớn giúp duy trì khả năng khuếch tán hydro đều trước khi hóa rắn lần cuối.
3. Đóng góp căng thẳng từ quá trình hàn
3.1 Ứng suất dư do hàn dọc
3.1.1 Ứng suất kéo dọc theo hướng đường may
Mối hàn dài chạy trên ống LSAW tạo ra ứng suất dư kéo có hướng thẳng hàng với các đường nối dọc. Chỉ riêng ứng suất dư có thể đủ để kích hoạt HIC nếu đạt đến ngưỡng hydro khuếch tán.
3.1.2 Căng thẳng tích lũy nhiều{1}}đạt
Ống LSAW thường yêu cầu hàn nhiều-lượt chuyền - mỗi lượt có thể tích tụ ứng suất và bẫy nhiều hydro dễ khuếch tán hơn nếu trình tự nhiệt, sấy khô bằng chất trợ dung hoặc kiểm soát làm mát giữa các lượt-không được quản lý chặt chẽ.
3.2 Ứng suất hình thành được thêm vào ứng suất hàn
Ứng suất tạo hình thép do uốn tấm cộng với ứng suất dư mối hàn dọc thường cùng nhau tạo ra các vùng ứng suất kéo cực đại tại các đường nối - điểm khởi đầu chung cho HIC trong chuỗi LSAW.
4. Khuyến nghị về quy trình công nghiệp
4.1 Loại bỏ hydro sau hàn
Quá trình-nung hydro bằng nhiệt hoặc "khử{1}}nung hydro" sau quá trình hàn cuối cùng là một-bước giảm nhẹ công nghiệp được ghi chép rõ ràng đối với đường ống hydro LSAW -, đặc biệt khi độ dày thành lớn dẫn đến độ trễ khuếch tán hydro dài hơn.
4.2 Danh sách kiểm tra kiểm soát quy trình cho các lần chạy mối hàn LSAW
Danh sách kiểm tra quy trình công nghiệp cơ bản bao gồm: xác nhận độ khô thông lượng → làm sạch rãnh → xác minh trước{0}}nhiệt → cách nhiệt giữa các đường truyền → tuân thủ hình học chân răng → nung hydro sau-hàn → bản đồ gradient độ cứng → quét hình ảnh mối hàn cuối cùng.
4.3 Kết quả thực tế từ việc điều chỉnh quy trình
Trong nhiều dây chuyền sản xuất công nghiệp, sau khi khắc phục được tình trạng khô chất trợ dung, -ô nhiễm màng dầu và hình dạng rãnh hàn-, các khuyết tật nứt do hydro tương tự sẽ giảm đáng kể trong quá trình đánh giá đường ống cuối cùng.
