Khoa học phổ biến về công nghệ hàn Hastelloy C276
Hiện nay, Hastelloy đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như dầu khí, công nghiệp hóa chất và bảo vệ môi trường ở nước ngoài. Nó cũng đã được sử dụng với số lượng nhỏ ở Trung Quốc. Tuy nhiên, trong lĩnh vực điện hạt nhân, chỉ có Hoa Kỳ và các nước khác được sử dụng trong sản xuất điện hạt nhân. Nó vẫn còn trống ở Trung Quốc. Vấn đề chính hiện nay là nguyên liệu mẹ còn lại phải nhập khẩu, nguyên liệu chính bị các đơn vị nghiên cứu khoa học làm nhái. Hiệu suất của chúng không đặc biệt rõ ràng, đặc biệt là khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao. Hướng chính của nghiên cứu này là chọn vật liệu C276 có thể mua từ Hastelloy làm vật liệu. Đối với giai đoạn đầu của dự án, bằng cách lựa chọn vật liệu và quy trình hàn phù hợp, chúng tôi có thể tìm ra các thông số kỹ thuật hàn đáp ứng yêu cầu của sản phẩm để chúng có giá trị vận hành.
Bản thân Hastelloy là một hợp kim gốc niken, nhưng nó khác với niken nguyên chất thông thường (Ni200) và Monel. Nó sử dụng crom và molypden làm nguyên tố hợp kim chính, nhằm cải thiện khả năng thích ứng với các môi trường và nhiệt độ khác nhau, đồng thời được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Tối ưu hóa đặc biệt đã được thực hiện. Hiện nay, ngành công nghiệp hóa chất thường theo đuổi năng suất cao và không ngừng cải tiến các quy trình nhằm tăng nhiệt độ và áp suất nhằm tăng tốc độ phản ứng. Bằng cách này, quá trình sản xuất dễ xảy ra những tình huống bất ngờ, dẫn đến việc phải bảo trì ngoài kế hoạch. Hastelloy chính xác nhắm đến nhu cầu như vậy, thích ứng với nhiều môi trường khắc nghiệt khó lường khác nhau và giảm thiểu việc bảo trì ngoài kế hoạch. Đồng thời, nó cũng có hiệu suất xử lý và hàn tốt và tạo điều kiện cho việc bảo trì tại chỗ.
Hợp kim dòng C là hợp kim molypden niken-crom. Bởi vì crom có thể tạo thành một màng oxit dày đặc (thụ động) trên bề mặt hợp kim, nó cung cấp khả năng chống lại môi trường oxy hóa, trong khi crom chủ yếu cung cấp khả năng chống lại môi trường khử. Do đó, hợp kim dòng C có thể được sử dụng trong môi trường có cả môi trường oxy hóa và khử. Hợp kim dòng C là hợp kim được sử dụng rộng rãi nhất, đặc biệt là hợp kim C{1}}. Kể từ khi được phát minh vào những năm 1960, nó vẫn thể hiện sức sống mạnh mẽ sau hơn 40 năm thử nghiệm. Hiện nay, hợp kim dòng C đã được sử dụng trong khá nhiều ngành công nghiệp ở Trung Quốc. Hợp kim hàng loạt.
Dự án nghiên cứu này sử dụng hợp kim C276 trong nước, chọn hai thông số kỹ thuật về độ dày tấm là 2 mm và 6 mm, xác định quy trình hàn tương ứng và xác định
Xác định xem mẫu thử hàn trong điều kiện quy trình hàn có đáp ứng các yêu cầu về ăn mòn vi mô ở trạng thái nhiệt độ cao của năng lượng hạt nhân hay không, xây dựng các thông số kỹ thuật của quy trình hàn và hoàn thành báo cáo đánh giá quy trình hàn về các thông số kỹ thuật và độ dày tương ứng, đồng thời xây dựng các quy định về quy trình hàn phù hợp với yêu cầu điện hạt nhân để hướng dẫn thi công dự án.
2. Phân tích và biện pháp khắc phục khó khăn kỹ thuật trong quá trình hàn
Hợp kim C276 (UNSN10276) là hợp kim niken-molypden-ferrochromium-vonfram, hiện là hợp kim chống ăn mòn tốt nhất. Hợp kim C276 đã được sử dụng trong nhiều năm trong kỹ thuật xây dựng liên quan đến bình và van áp suất theo Tiêu chuẩn ASME. Hợp kim xuất hiện ở nhiều dạng sản phẩm khác nhau trong Phần 1 và 8 của Quy định Tiêu chuẩn ASME. Phần hai.
Mặc dù hợp kim C276 cuối cùng sẽ trở nên giòn dưới nhiệt độ cao và tạo thành kết tủa, nhưng nó cũng có độ bền nhiệt độ cao tốt và khả năng chống oxy hóa vừa phải. Hàm lượng molypden cao giúp hợp kim có khả năng chống ăn mòn cục bộ. Hàm lượng nhiệt thấp của hợp kim giúp giảm thiểu sự kết tủa của cacbua trong quá trình hàn. Để duy trì khả năng chống ăn mòn giữa các sản phẩm của các bộ phận bị hư hỏng do nhiệt ở bề mặt hàn.
(1) Phân tích khả năng hàn: Độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt của Hastelloy thấp hơn nhiều so với thép cacbon thấp, trong khi điện trở suất và tốc độ giãn nở cao hơn nhiều so với thép cacbon thấp. Bể nóng chảy có tính lưu động kém, độ ẩm kém và khả năng xuyên thấu Lực nhỏ và độ sâu nóng chảy nông. Do đó, dễ xảy ra các khuyết tật như lỗ chân lông, vết nứt nóng, mối hàn không hoàn chỉnh và phản ứng tổng hợp không hoàn toàn.
Nguyên nhân gây ra lỗ chân lông: Việc xử lý vát của hợp kim Hastelloy trước khi hàn không sạch, thời tiết ẩm ướt, bể nóng chảy không được bảo vệ tốt trong quá trình hàn, hydro, nitơ và các khí khác dễ dàng xâm nhập vào bể nóng chảy. Do chênh lệch nhiệt độ nhỏ giữa pha rắn và pha lỏng của hợp kim và tính lưu động thấp, khí không hòa tan không có thời gian thoát ra ngoài trong quá trình đông đặc và tồn tại trong mối hàn tạo thành lỗ rỗng.
vết nứt nóng; màng chất lỏng giữa các hạt thân thấp được hình thành bởi các tạp chất như phốt pho và ứng suất kéo khi hàn là những yếu tố luyện kim gây ra vết nứt nóng khi hàn. Do mối hàn hợp kim có cấu trúc đuôi gai, nên một số vàng eutectic có điểm nóng chảy thấp và điểm nóng chảy thấp tập trung ở ranh giới của các hạt thô.
chi, đặc biệt là Ni-S eutectic (nhiệt độ nóng chảy là 645 độ) và Ni-P eutectic (nhiệt độ nóng chảy là 880 độ). Chúng phân bố thành một màng mỏng giữa các ranh giới hạt và dễ bị nứt dưới tác động của ứng suất hàn.
Độ sạch là một trong những khía cạnh quan trọng nhất của hợp kim gốc niken chống ăn mòn khi hàn. Các chất gây ô nhiễm từ dầu mỡ, các sản phẩm ăn mòn, chì, lưu huỳnh và các nguyên tố khác có nhiệt độ nung thấp có thể gây ra các vấn đề nứt nghiêm trọng. Để đảm bảo chất lượng mối hàn, vùng bảo vệ hàn và dây hàn của vật hàn phải được làm sạch nghiêm ngặt và cẩn thận trước khi hàn.
Nó dễ bị oxy hóa và các nguyên tử Ni và Cr trong hợp kim hoạt động rất mạnh. Đường hàn dễ bị oxy hóa khi hàn hợp kim. Trong trường hợp nghiêm trọng, nó trở nên giống như đậu phụ, khiến khả năng chống ăn mòn của kim loại giảm mạnh. Đây cũng là nguyên nhân chính gây ra vết nứt. Vì vậy, cần tăng cường bảo vệ clo trong quá trình hàn. Đồng thời, dây hàn nói chung phải càng mỏng càng tốt (1,2 ~ 2,4mm). Các thông số hàn nhỏ rất hữu ích để bù đắp cho sự mất mát do đốt cháy của một số nguyên tố trong quá trình hàn và hư hỏng các vết nứt và lỗ rỗng khi hàn. điều khiển.
Làm sạch bụi bẩn bề mặt; mọi chất bẩn còn sót lại như mảnh vụn kim loại, bụi mài mòn, bụi bẩn, v.v. trên bề mặt gỗ trong phạm vi 40mm của mối hàn hợp kim C276 tính từ rãnh phải được loại bỏ bằng bàn chải dây thép không gỉ austenit và làm sạch sợi bông mới. Xóa nó sạch sẽ. Các công cụ được sử dụng phải là loại đặc biệt và không được phép sử dụng giấy nhám và bàn chải dây carbon.
(2) Khó khăn về mặt kỹ thuật bao gồm kiểm soát biến dạng hàn, bảo vệ mặt sau mối hàn và nghiên cứu khả năng chống ăn mòn của mẫu hàn.
làm sạch bằng Acetone (hoặc cồn); sử dụng axeton hoặc cồn để làm sạch bề mặt rãnh trước khi hàn để loại bỏ dầu bề mặt và các tạp chất khác, đồng thời cần thực hiện các biện pháp để ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp.
(3) Các biện pháp kỹ thuật Để ngăn chặn sự phát triển của hạt và kết tủa photphua trong mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, nói chung nên sử dụng nhiệt lượng hàn thấp. Tuy nhiên, kim loại bể nóng chảy hợp kim niken có tính lưu động kém và độ xuyên thấu nông, dễ gây ra các mối nối không hàn. Nhiệt đầu vào của hàn phân tán không thể quá nhỏ. Giải pháp là sử dụng dòng hàn trung bình, tốc độ hàn cao và kiểm soát nhiệt đầu vào hàn bằng cách giảm thời gian lưu ở nhiệt độ cao.
(4) Lựa chọn thông số hàn: thông số tấm thử: 2 mm, 6 mm; mô hình dây hàn và thông số kỹ thuật; ERNiCrMo-4, φ2,4mm; dạng rãnh; dạng rãnh của mối hàn được thể hiện trên Hình 1.
Để nâng cao khả năng chống nứt và chống ăn mòn của mối hàn, cần đặc biệt chú ý đến việc vệ sinh khu vực hàn trong quá trình hàn để tránh các tạp chất có hại tan chảy vào mối hàn.
Nói chung không cần làm nóng trước khi hàn. Để ngăn chặn sự phát triển của hạt và kết tủa cacbua trong mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, nhiệt độ giữa các lớp phải được kiểm soát ở mức thấp. Nói chung không quá 100 độ
