Analiza vrsta i osnovnih karakteristika zavarenih pukotina u limovima otpornim na habanje
S razvojem industrija kao što su čelična, petrokemijska, brodska i elektroenergetska, konstrukcije za zavarivanje imaju tendenciju razvoja u smjeru velikih razmjera, velikog kapaciteta i visokih parametara, a neke također rade u niskim temperaturama, kriogenim, korozivnim medijima i drugim okruženjima .
Stoga se sve više koriste različiti niskolegirani čelici visoke čvrstoće, srednje i visokolegirani čelici, superčelici i razni legirani materijali. Međutim, s primjenom ovih vrsta čelika i legura, donijelo je mnogo novih problema u proizvodnji zavarivanja, među kojima su češći i ozbiljniji zavarivačke pukotine. Pukotine se ponekad pojavljuju u procesu zavarivanja, ali ponekad iu procesu postavljanja ili rada, te takozvane odgođene pukotine. Budući da se takve pukotine ne mogu otkriti u proizvodnji, šteta od takvih pukotina je ozbiljnija. Postoji niz pukotina koje nastaju u procesu zavarivanja, a prema prirodi pukotine, pukotine od zavarivanja čeličnih ploča otpornih na habanje mogu se općenito podijeliti u sljedećih pet kategorija:
Prvo, vrući crack
Vruće pukotine nastaju pri visokim temperaturama tijekom zavarivanja, pa se nazivaju vruće pukotine. Prema sastavu čelične ploče otporne na habanje, oblik, temperaturna zona i glavni uzroci vrućih pukotina su različiti, tako da su vruće pukotine podijeljene u tri kategorije: kristalizacijske pukotine, pukotine likvefakcije i polilateralizacijske pukotine.
1. Kristalna pukotina
U kasnijoj fazi kristalizacije, tekući film formiran eutektikom malog volumena slabi vezu između zrna i puca pod djelovanjem vlačnog naprezanja.
Uglavnom se proizvodi od ugljičnog čelika, niskolegiranih čeličnih zavara s više nečistoća (koji sadrže sumpor, fosfor, željezo, ugljik, silicij) i jednofaznog austenitnog čelika, legura na bazi nikla i nekih aluminijskih legura. U nekim slučajevima, kristalizacijske pukotine se također mogu pojaviti u zoni utjecaja topline.
2, pukotina ukapljivanja na visokoj temperaturi
Pod djelovanjem vršne temperature toplinskog ciklusa zavarivanja dolazi do ponovnog taljenja između zone utjecaja topline i slojeva višeslojnog zavarivanja, a pukotine se generiraju pod djelovanjem naprezanja.
Uglavnom se javlja u zoni blizu šava ili kod višeslojnog zavarivanja između čelika visoke čvrstoće koji sadrže krom nikal, austenitnih čelika i nekih legura na bazi nikla. Kada su sumpor, fosfor i silicijev ugljik u osnovnom materijalu i žici za zavarivanje visoki, tendencija pukotine uslijed ukapljivanja značajno će se povećati.
Visokotemperaturna likvefakcijska pukotina
3. Multilateralizacijska pukotina
U očvrsnutom kristalnom frontu, pod djelovanjem visoke temperature i naprezanja, defekti rešetke se pomiču i agregiraju kako bi formirali sekundarnu granicu, koja je u stanju niske plastičnosti na visokoj temperaturi, a pukotine se stvaraju pod djelovanjem naprezanja. Poligonalne pukotine nastaju uglavnom u zoni zavara ili blizu šava čistog metala ili jednofaznih austenitnih legura, što pripada vrsti vrućih pukotina.
Drugo, ponovno zagrijte crack
U procesu toplinske obrade za ublažavanje naprezanja ili rada na određenoj temperaturi, pukotine u grubo kristalnom dijelu zone utjecaja topline zavarivanja nazivaju se pukotine ponovnog zagrijavanja. Pukotine od zagrijavanja uglavnom se javljaju u krupnozrnatim dijelovima zone utjecaja topline zavarivanja (HAZ) niskolegiranih čelika visoke čvrstoće, perlitnih čelika otpornih na toplinu, austenitnih nehrđajućih čelika i nekih legura na bazi nikla.
Tri, hladni krek
Hladna pukotina je uobičajena pukotina nastala zavarivanjem, koja nastaje na niskoj temperaturi nakon zavarivanja. Hladne pukotine uglavnom se javljaju u zoni utjecaja topline zavarivanja niskolegiranog čelika, srednjelegiranog čelika, srednjeg i visokougljičnog čelika. U nekim slučajevima, kao što je zavarivanje čelika ultravisoke čvrstoće ili određenih legura titana, hladne pukotine također se pojavljuju na metalu zavara.
Hladna pukotina
Prema različitim vrstama i strukturama zavarenog čelika, hladne pukotine također imaju različite kategorije, koje se mogu grubo podijeliti u sljedeće tri kategorije:
1. Odgođena pukotina
To je čest oblik hladne pukotine, a njezino glavno obilježje je da se ne pojavljuje odmah nakon zavarivanja, već ima opći period inkubacije, te ima odgođenu pukotinu koja nastaje pod zajedničkim djelovanjem očvrsle strukture, vodika i steznog naprezanja.
2, pukotina u gašenju
Ova pukotina u osnovi nije fenomen kašnjenja, nalazi se odmah nakon zavarivanja, ponekad u zavaru, ponekad u zoni utjecaja topline. To je uglavnom pukotina koju stvara struktura otvrdnuća pod djelovanjem naprezanja zavarivanja.
3. Pukotina niske plastične krtosti
Za neke materijale niske plastičnosti, kada je hladno do niske temperature, naprezanje uzrokovano silom skupljanja premašuje plastičnu rezervu samog materijala ili pukotinu uzrokovanu krhkošću materijala. Budući da nastaje na nižoj temperaturi, također je još jedan oblik hladnog pukotina, ali nema fenomena kašnjenja.
4. Lamelarna suza
U proizvodnom procesu velike platforme za proizvodnju nafte i tlačne posude s debelim stijenkama, ponekad postoje stepenaste pukotine paralelne sa smjerom kotrljanja, takozvano laminarno kidanje.
Uglavnom zbog postojanja slojevitih inkluzija unutar čelične ploče (duž smjera kotrljanja), naprezanje koje nastaje tijekom zavarivanja je okomito na smjer kotrljanja, što rezultira "stepenastim" lamelarnim pucanjem u zoni utjecaja topline malo dalje od vatre .
5. Pukotine od naponske korozije
Odgođeno pucanje u nekim zavarenim konstrukcijama (kao što su spremnici i cijevi) uzrokovano kombiniranim djelovanjem korozivnog medija i stresa. Čimbenici koji utječu na pukotinu od naponske korozije su materijal konstrukcije, vrsta korozivnog medija, oblik konstrukcije, postupak proizvodnje i zavarivanja, materijal za zavarivanje i stupanj rasterećenja naprezanja. Tijekom rada dolazi do naponske korozije.
