Isıya dayanıklı çelik, yüksek sıcaklık koşullarında hem termal kararlılığa hem de termal mukavemete sahip çeliği ifade eder. Termal kararlılık, çeliğin yüksek sıcaklık koşullarında kimyasal kararlılığını (korozyon direnci, oksidasyonsuzluk) koruyabileceği anlamına gelir. Termal dayanıklılık, çeliğin yüksek sıcaklık koşullarında yeterli mukavemete sahip olduğu anlamına gelir. Bunlar arasında, ısı direnci esas olarak krom, molibden, vanadyum, titanyum ve niyobyum gibi alaşım elementleri tarafından garanti edilir. Bu nedenle, kaynak malzemelerinin seçimi, baz metalin alaşım elementi içeriğine göre belirlenmelidir. Isıya dayanıklı çelik, petrol ve petrokimya endüstriyel tesislerinin inşasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıklıkla karşılaşabileceğimiz perlitik ısıya dayanıklı çeliklerin çoğu, 15CrMo, 1Cr5Mo vb. gibi düşük alaşım içeriğine sahip perlitik ısıya dayanıklı çeliklerdir.
1 Krom molibden ısıya dayanıklı çeliğin kaynaklanabilirliği
Krom ve molibden, perlitik ısıya dayanıklı çeliğin ana alaşım elementleridir ve metalin yüksek sıcaklık mukavemetini ve yüksek sıcaklık oksidasyon direncini önemli ölçüde artırabilir, ancak metalin kaynaklanabilirliğini kötüleştirir ve kaynak ve ısıdan etkilenen bölgede gerilimi söndürme eğilimindedir. Havada soğutma, yalnızca kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerini etkilemekle kalmayıp aynı zamanda büyük iç gerilim üreten ve soğuk çatlama eğilimine neden olan sert ve kırılgan martensit yapısı üretmeyi kolaylaştırır.
Bu nedenle ısıya dayanıklı çeliklerin kaynaklanmasında karşılaşılan temel sorun çatlaklardır ve çatlakları oluşturan üç unsur; kaynaktaki yapı, gerilim ve hidrojen içeriğidir, dolayısıyla makul bir kaynak prosesi formüle etmek özellikle önemlidir.
2. Perlitik ısıya dayanıklı çeliğin kaynak işlemi
2.1 Eğim
Oluk genellikle alev veya plazma kesme işlemiyle işlenir. Gerekirse, kesme işlemi önceden ısıtılmalıdır. Taşlamadan sonra, oluktaki çatlakları gidermek için PT muayenesi yapılır. Genellikle V şeklinde oluk seçilir ve oluk açısı 60 derecedir. Çatlakları önleme perspektifinden, daha büyük bir oluk açısına sahip olmak faydalıdır, ancak kaynak miktarını artırır. Aynı zamanda, oluk ve iç parçanın her iki tarafı, yağ ve pası gidermek için cilalanır. ve nem ve diğer kirleticiler (dehidrojenasyon, stomaların önlenmesi).
2.2 Grup çiftleri
İç gerilimin oluşmasını önlemek için hizalamanın zorlanamaması gerekir. Krom molibden ısıya dayanıklı çelik büyük bir çatlak eğilimine sahip olduğundan, kaynak sırasında kaynağın kısıtlanması çok büyük olmamalı, böylece özellikle kalın levhaların kaynaklanması sırasında aşırı sertliğe neden olmamalı ve kaynak dikişinin serbest büzülmesine neden olmamalıdır. Bağlantı çubuklarının, fikstürlerin ve kaynağın serbest büzülmesine sahip fikstürlerin kullanımı mümkün olduğunca önlenmelidir.
2.3 Kaynak yönteminin seçimi
Şu anda petrol ve petrokimya tesislerimizde boru hattı kaynaklarında yaygın olarak kullanılan kaynak yöntemleri dip kaynak için argon tungsten ark kaynağı, dolgu kapağı için elektrot ark kaynağı olup diğer kaynak yöntemleri arasında MIG kaynağı, CO2 gazı korumalı kaynak, elektroslag kaynağı ve otomatik tozaltı kaynağı vb. yer almaktadır.
2.4 Kaynak malzemelerinin seçimi
Kaynak malzemelerinin, alaşım bileşiminin ve kaynak metalinin mukavemet özelliklerinin eşleşmesi ilkesi temel olarak baz metalin karşılık gelen göstergeleriyle tutarlı olmalı veya ürün teknik koşullarında önerilen minimum performans göstergelerine ulaşmalıdır. Ayrıca, hidrojen içeriğini azaltmak için önce düşük hidrojen alkali elektrotlar kullanılmalıdır. Elektrotlar veya akılar öngörülen işleme göre kurutulmalı ve gerektiğinde alınmalıdır. Elektrot izolasyon kovasına yerleştirilmeli ve gerektiğinde alınmalıdır. Elektrot izolasyon kovasındaki elektrot sayısı 4 saati geçmemelidir, aksi takdirde yeniden kurutulmalı ve kurutma süreleri sayısı belirli yapı sürecinde belirtilen üç katı geçmemelidir. Krom-molibden ısıya dayanıklı çeliğin manuel ark kaynağında, A307 elektrotları gibi östenitik paslanmaz çelik elektrotlar da kullanılabilir, ancak kaynak yapmadan önce yine de ön ısıtma gerekir. Bu yöntem, kaynak işleminin kaynaktan sonra ısıl işlemden geçirilemediği durumlar için uygundur.
Isıya dayanıklı çelik kaynak sarf malzemelerinin seçim tablosu aşağıdaki gibidir:
2.5 Ön ısıtma
Ön ısıtma, soğuk çatlakların kaynaklanması ve perlitik ısıya dayanıklı çeliğin gerilim gidermesi için önemli bir işlem ölçüsüdür. Kaynak kalitesinin sağlanması için, ister nokta kaynağı ister kaynak işlemi olsun, önceden ısıtılmalı ve belirli bir sıcaklık aralığında tutulmalıdır.
2.6 Kaynaktan sonra yavaş soğuma
Kaynaktan sonra yavaş soğutma, krom-molibden ısıya dayanıklı çeliği kaynak yaparken kesinlikle uyulması gereken bir prensiptir. Bu, sıcak yaz aylarında bile yapılmalıdır. Genellikle, kaynak dikişini ve kaynak dikişine yakın alanı kaynaktan hemen sonra örtmek için asbest bezi kullanılır. Küçük kaynaklar, asbest bezinde yavaşça soğutulabilir.
2.7 Kaynak sonrası ısıl işlem
Isıl işlem, kaynaktan hemen sonra yapılmalıdır, amacı gecikmiş çatlakların oluşmasını önlemek, stresi azaltmak ve yapıyı iyileştirmektir. Isıya dayanıklı çeliğin kaynak öncesi ön ısıtma sıcaklığı ve kaynak sonrası ısıl işleminin sıcaklık tablosu aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
3 Kaynak önlemleri
(1) Bu tür çeliklerin kaynaklanması sırasında ön ısıtma ve kaynak sonrası yavaş soğutma gibi önlemlerin alınması zorunludur, ancak ön ısıtma sıcaklığı ne kadar yüksek olursa o kadar iyi olur ve kaynak işlemi gerekliliklerine kesinlikle uyulmalıdır.
(2) Kalın levhalar için çok katmanlı kaynak yapılmalı ve katmanlar arası sıcaklık ön ısıtma sıcaklığından düşük olmamalıdır. Kaynak işlemi tek seferde, tercihen kesintisiz olarak tamamlanmalıdır. Katmanlar arası süspansiyon gerekiyorsa, ısı yalıtımı ve yavaş soğutma önlemleri alınmalı ve yeniden kaynak yapmadan önce aynı ön ısıtma önlemleri alınmalıdır.
(3) Kaynak işlemi sırasında kraterin doldurulmasına, eklemin taşlanmasına ve krater çatlağının (sıcak çatlak) giderilmesine dikkat edilmelidir. Ayrıca, akım ne kadar büyükse ark krateri o kadar derin olur, bu nedenle kaynak parametreleri ve uygun kaynak hattı enerjisi kaynak işlemi talimatlarına göre kesinlikle uygulanmalıdır.
(4) İnşaat organizasyonu da kaynak kalitesinin önemli bir parçasıdır. Çeşitli iş türlerinin işbirliği, tüm kaynağın kalitesini birbirine bağlamak için bir sonraki sürecin başarısızlığını önlemek için özellikle önemlidir.
(5) Hava ve çevrenin etkisine de dikkat edilmelidir. Ortam sıcaklığı düşük olduğunda, sıcaklığın çok hızlı düşmesini önlemek için ön ısıtma sıcaklığı uygun şekilde artırılabilir ve aynı anda rüzgar ve yağmur koruması gibi acil önlemler alınabilir.
4. Özet
Ön ısıtma, ısı koruma, kaynak sonrası ısıl işlem ve diğer işlemler, krom-molibden ısıya dayanıklı çeliğin kaynaklanması için gerekli işlem önlemleridir. Üçü de eşit derecede önemlidir ve göz ardı edilemez. Herhangi bir bağlantının ihmal edilmesinin ciddi sonuçları vardır. Kaynakçılar kaynak işlemini sıkı bir şekilde uygulamalı ve kaynakçının sorumluluk duygusunun rehberliğini güçlendirmelidir. Risk almayın ve kaynakçıları işlemin ciddiyetini ve gerekliliğini uygulamaya yönlendirin. İnşaat süreci boyunca kaynak işlemini sıkı bir şekilde uyguladığımız, çeşitli iş türleri arasında iyi bir şekilde işbirliği yaptığımız ve işlemleri makul bir şekilde düzenlediğimiz sürece, kaynak kalitesi ve teknik gereksinimler garanti edilebilir.
