Pengelasan pipa baja yang digulung panas membutuhkan kepatuhan yang ketat terhadap prosedur khusus untuk memastikan integritas struktural dan umur panjang. Kualitas sambungan yang dilas secara signifikan berdampak pada kinerja keseluruhan komponen industri bernilai tinggi ini, terutama dalam aplikasi penting seperti transportasi minyak dan gas, pembuluh tekanan, dan dukungan struktural. Panduan komprehensif ini menguraikan persyaratan kritis untuk mencapai hasil pengelasan yang optimal dengan pipa baja.
Persyaratan persiapan pra-welding
Persiapan yang tepat adalah dasar dari operasi pengelasan yang berhasil untuk pipa baja. Sebelum pengelasan dimulai, beberapa langkah penting harus diikuti:
Persiapan dan pembersihan permukaan
Permukaan pipa yang lanjai panas harus dibersihkan secara menyeluruh untuk menghilangkan semua kontaminan yang dapat membahayakan integritas las. Ini termasuk:
Pembersihan mekanis menggunakan kuas kawat atau penggiling untuk menghilangkan karat permukaan
Pembersihan kimia untuk menghilangkan minyak dan minyak
Penghapusan skala pabrik melalui proses sandblasting atau acar
Penghapusan kelembaban apa pun yang dapat menyebabkan embrittlement hidrogen
Protokol pemanasan awal
Panaskan sangat penting untuk pipa berdinding tebal (biasanya di atas 19mm) dan untuk nilai baja paduan yang mengandung kandungan karbon yang lebih tinggi. Proses ini:
Mengurangi guncangan termal dan mencegah keretakan dingin
Mengurangi laju pendinginan di zona yang terkena dampak panas (HAZ)
Meminimalkan tekanan residual yang dapat menyebabkan deformasi
Memungkinkan difusi hidrogen dari area las
Suhu pemanasan sebelumnya biasanya berkisar dari 100 ° C hingga 300 ° C, tergantung pada spesifikasi material dan ketebalan dinding. Misalnya, bahan API 5L x65 umumnya membutuhkan pemanasan awal hingga 150 ° C untuk ketebalan dinding yang melebihi 25mm.
Pertimbangan Desain Bersama
Desain sambungan yang tepat sangat penting untuk operasi pengelasan pipa. Konfigurasi harus menjelaskan:
Ketebalan material dan spesifikasi grade
Sudut alur yang tepat (biasanya 60-75 °)
Dimensi wajah root dan pengukuran celah akar
Aksesibilitas untuk peralatan pengelasan
Pemilihan proses pengelasan
Memilih metode pengelasan yang sesuai secara langsung memengaruhi kualitas dan daya tahan sambungan akhir. Beberapa proses cocok untuk pipa panas:
Metode pengelasan umum untuk pipa baja
Smaw (pengelasan busur logam terlindung) : serbaguna untuk aplikasi lapangan tetapi menawarkan tingkat deposisi yang lebih rendah
GTAW/TIG (pengelasan busur tungsten gas) : Memberikan presisi untuk lintasan akar dan pipa berdinding tipis
GMAW/MIG (Pengelasan Lengkungan Logam Gas) : Menawarkan laju deposisi yang lebih tinggi untuk bahan yang lebih tebal
FCAW (pengelasan busur fluks) : Cocok untuk aplikasi lapangan dengan tingkat deposisi yang lebih tinggi
SAW (las busur terendam) : Ideal untuk pembuatan toko pipa berdiameter lebih besar
Optimasi parameter pengelasan
Parameter kritis harus dikontrol secara tepat sesuai dengan spesifikasi pipa:
Amperage: Harus mencocokkan ketebalan dan posisi material (biasanya 80-250a untuk SMAW)
Tegangan: mempengaruhi panjang busur dan penetrasi (biasanya 20-30V untuk GMAW)
Kecepatan perjalanan: mempengaruhi input panas dan profil las
Suhu interpass: biasanya dipertahankan antara 100-250 ° C
Persyaratan perlakuan panas pasca-weld
Perlakuan panas setelah pengelasan seringkali wajib, terutama untuk aplikasi bertekanan tinggi yang sesuai dengan ASME, API, atau standar ISO:
Prosedur pelepasan stres
Perlakuan Panas Pasca-Weld (PWHT) melakukan beberapa fungsi kritis:
Mengurangi tegangan residual yang dapat menyebabkan retak korosi stres
Temppers berpotensi mikrostruktur rapuh di zona yang terkena dampak panas
Meningkatkan keuletan dan ketangguhan sendi yang dilas
Meningkatkan stabilitas dimensi dalam layanan suhu tinggi
Untuk pipa baja karbon (seperti ASTM A106 grade B), suhu penghilang tegangan khas berkisar dari 550 ° C hingga 650 ° C dengan waktu penahanan berdasarkan ketebalan material (sekitar 1 jam per 25mm).
Seleksi dan kompatibilitas yang dapat dikonsumsi
Bahan pengelasan harus dicocokkan dengan hati -hati dengan sifat logam dasar:
Persyaratan logam pengisi
Kriteria seleksi meliputi:
Komposisi Kimia Kompatibel dengan bahan pipa baja
Kekuatan tarik yang sama atau lebih besar dibandingkan dengan bahan dasar
Properti dampak yang sesuai untuk suhu layanan
Pencocokan resistensi korosi atau melampaui bahan dasar (terutama untuk aplikasi layanan asam per NACE MR0175)
Logam pengisi umum untuk pipa baja karbon termasuk E7018 untuk SMAW dan ER70S-6 untuk proses GMAW.
Pemilihan gas perisai
Untuk proses yang membutuhkan pelindung gas eksternal:
Argon: Memberikan stabilitas busur yang sangat baik untuk GTAW
Campuran Argon/CO2 (biasanya 75%/25%): Standar untuk GMAW baja karbon
Campuran helium/argon: Untuk aplikasi khusus yang membutuhkan input panas yang lebih tinggi
Kontrol dan inspeksi kualitas
Pengujian yang ketat memastikan sambungan yang dilas memenuhi standar industri:
Metode pemeriksaan non-destruktif
Pengujian Radiografi (RT) : Diperlukan untuk sambungan kritis per API 1104 atau ASME B31.3
Ultrasonic Testing (UT) : Lebih disukai untuk pipa berdinding tebal
Inspeksi Partikel Magnetik (MPI) : Untuk deteksi retak permukaan
Pengujian Penetran Cair (PT) : Untuk mengidentifikasi cacat permukaan pada bahan non-magnetik
Persyaratan pengujian mekanis
Verifikasi integritas gabungan biasanya meliputi:
Pengujian tarik untuk mengkonfirmasi kekuatan yang memadai
Tekuk tes untuk memverifikasi keuletan
Pengujian dampak untuk aplikasi dengan layanan suhu rendah
Pengujian kekerasan untuk memastikan nilai tetap dalam rentang yang dapat diterima (biasanya di bawah 250 HV untuk pipa baja karbon dalam layanan asam)
Strategi kontrol deformasi
Meminimalkan distorsi selama pengelasan membutuhkan perencanaan yang cermat:
Urutan strategis lasan las (biasanya menggunakan pola pengelasan seimbang)
Penerapan alat fixturing dan penyelarasan yang tepat
Teknik pengelasan intermiten untuk rakitan besar
Metode pengelasan langkah-langkah untuk mendistribusikan input panas lebih merata
Pertimbangan khusus untuk pipa baja paduan
Pipa paduan tinggi membutuhkan tindakan pencegahan tambahan:
Kontrol ketat suhu pemanasan awal dan interpass
Pemilihan proses pengelasan hidrogen rendah
Siklus perlakuan panas pasca-weld yang lebih tepat
Peningkatan perlindungan terhadap kontaminasi atmosfer selama pengelasan
Logam pengisi khusus yang cocok dengan komposisi yang tepat dari bahan dasar
Kesimpulan
Pengelasan pipa baja linting panas menuntut perhatian yang cermat terhadap persiapan, pemilihan proses, kompatibilitas material, dan perawatan pasca-keluhan. Kepatuhan terhadap persyaratan ini memastikan sambungan yang mempertahankan keunggulan yang melekat dari konstruksi pipa sambil memberikan kekuatan yang diperlukan, resistensi korosi, dan masa pakai untuk aplikasi industri yang kritis. Selalu berkonsultasi dengan kode yang berlaku seperti API 1104, ASME B31.3, atau ISO 15614 saat mengembangkan prosedur pengelasan untuk aplikasi pipa tertentu.
