Varför HF-svetsdefekter är viktiga
Hög-frekvenssvetsning (HF) är det snabbaste och mest ekonomiska sättet att göra längsgående sömrör, men svetsen görs på millisekunder och dess kvalitet beror på den exakta balansen mellan formgeometri, värmetillförsel, klämtryck och kylning. När balansen är fel kan sömmen innehålla defekter som försvagar röret under tryck eller vid tillplattning. Vissa av dessa defekter är osynliga för ultraljuds- och virvelströmstestning-, vilket är anledningen till att industrin förlitar sig på en kombination av processkontroll, inline-inspektion och destruktiv testning. Att förstå de defekta familjerna är det första steget för att förhindra dem.
De åtta vanliga defektfamiljerna
| Defekt | Vanligt namn | Natur |
|---|---|---|
| Inkludering | Svart överbränd oxid | Oxid fångad på smältytan, inte utpressad med den smälta metallen |
| Pre-båge | Vit överbränd oxid | Överhettning före V-punkten och bildar oxid på kanten |
| Otillräcklig fusion | Öppen söm | Kanter uppvärmda men inte smälta; sömmen öppnas efter att klämningen rullar |
| Otillräcklig kantfusion | Kantvåg | Fusion saknas vid den yttre eller inre kanten av remsan |
| Otillräcklig mellanfusion | Mellan kall svetsning | Fusionsfel i mitten av väggen |
| Sticksvets | Kallsvetsning | Kanter sammanfogade av tryck utan sann sammansmältning; oupptäckbar av de flesta NDT |
| Gjutsvets | Skör svetsning | Smält metall inte helt ut, vilket lämnar gjuten metall med oxider i sömmen |
| Porositet | Pinhole | Gasfickor på fusionsytan från överhettning med otillräcklig urladdning |
Inklusioner och deras förebyggande
Inneslutningar är metalloxider som bildas vid V--punkten som inte stöts ut med den smälta metallen och som kläms fast i smältytan. De uppstår när kanten närmande hastigheten är lägre än smälthastigheten och den smälta metallen är ofullständig. Brottningen av en inneslutning är platt och saknar det fibrösa utseendet av en sund svets. Risken ökar när V-vinkeln är mindre än cirka 4 grader eller när förhållandet mellan mangan-till-kisel i remsan är under cirka 8 till 1. Förebyggande åtgärder fokuserar på att kontrollera V-vinkeln, värmetillförseln och remsans kemi så att oxiden bildas och stöts ut rent.
Brist på fusion och kallsvetsning
Otillräcklig smältning, eller öppen söm, är det direkta resultatet av otillräcklig svetsvärme: kanterna värms upp och tillplattas men smälter aldrig samman, och sömmen öppnas efter att ha passerat pressvalsarna. Bidragande faktorer inkluderar värmetillförseln, V-vinkeln och V-längden, den magnetiska-stavens position, kylningsförhållandena och induktionsspolens-storlek. Förebyggande listan inkluderar att matcha värmetillförseln till materialet och hastigheten, placera den magnetiska staven bortom mitten av pressvalsarna med cirka 3 mm, hålla V-längden inom rörets-diameterintervall, begränsa V-vinkeln till cirka 7 grader och hålla spolen -under röret till cirka 6.{1}mm. Sticksvetsning, eller kallsvetsning, är den farligaste defekten eftersom fogen inte har något mellanrum, sänder ut ultraljudssignaler och undkommer elektromagnetisk detektering, men den spricker platt och spröd under tillplattning. Det förhindras genom tillräcklig svetskraft och genom att öka klämningen och bandbredden.
Gjutsvetsning och porositet
Gjutsvetsning, eller sprödsvetsning, lämnar gjuten metall som innehåller oxider på smältytan eftersom den smälta metallen inte är helt urladdad; frakturen är platt och skör och den klarar inte tillplattningstestet. Det förhindras genom att öka svetsavloppet och bandbredden. Porositet, eller nålhål, uppträder som sfäriska ljusa vita fläckar på en fibrös fraktur, orsakad av hög-temperatursvetsning med otillräcklig urladdning; små porer är synliga på fusionslinjen efter att den yttre graden har tagits bort. Båda defektfamiljerna indikerar att värmen-att-pressa balansen i linjen är felaktig och måste korrigeras innan produktionen fortsätter.
Detektion och kvalitetskontroll
HF-sömmar undersöks inline med ultraljuds- och -virvelströmmetoder, och linjeproverna plattas till och inspekteras metallografiskt. Eftersom sticksvetsar undkommer standardmetoderna, kontrollerar kvarnar också processparametrarna, övervakar svetstemperaturen och testar destruktivt prover med definierade intervall. En svets som klarar tillplattningstestet och visar en fullständig fibrös fraktur med en synlig vit smältlinje är målet. Brukets testcertifikat rapporterar NDT-resultaten och köpare bör bekräfta testprogrammet vid beställning av HF-rör för tryckservice.
Vanliga frågor
F: Vilken är den farligaste HF-svetsdefekten?
Sticksvetsning, eller kallsvetsning, eftersom fogen sänder ultraljudssignaler och slipper elektromagnetisk detektering, men spricker ändå spröda under tillplattning. Det förhindras av tillräcklig kraft och squeeze.
F: Vad orsakar en öppen söm?
Otillräcklig svetsvärme: kanterna är smälta men inte smälta, och sömfjädrarna öppnas efter att klämningen rullar. V-vinkel, värmetillförsel, magnetisk-stavposition och spolspel är de styrande faktorerna.
F: Vad är en gjutsvets?
Gjuten metall med oxider kvar på smältytan eftersom den smälta metallen inte var helt utdriven. Frakturen är platt och spröd och klarar inte tillplattningstestet.
F: Hur inspekteras HF-sömmar?
Genom inline ultraljuds- och virvelströmstestning- plus utplattande och metallografiska tester på prover. Processkontroll är väsentlig eftersom vissa defekter undviker NDT.
F: Vad är en inkludering i HF-svetsning?
Metalloxid instängd i smältytan eftersom den smälta metallen inte drevs ut helt. Risken ökar vid smala V-vinklar och låga förhållanden mellan mangan-till-kisel.
F: Hur bildas porositet?
Genom hög-temperatursvetsning med otillräcklig urladdning, lämnar gasfickor som visas som ljusa fläckar på frakturen. Korrigera värmen-för att-pressa balansen förhindrar det.
