Het lassen van heet gerolde stalen buizen vereist een strikte naleving van gespecialiseerde procedures om structurele integriteit en levensduur te waarborgen. De kwaliteit van gelaste gewrichten heeft aanzienlijk invloed op de algehele prestaties van deze hoogwaardige industriële componenten, met name in kritieke toepassingen zoals olie- en gastransport, drukvaten en structurele ondersteuning. Deze uitgebreide gids schetst de kritieke vereisten voor het bereiken van optimale lasresultaten met stalen buizen.
Voorbereidingsvereisten vooraf
Juiste voorbereiding is de basis van succesvolle lasbewerkingen voor stalen pijp. Voordat het lassen begint, moeten verschillende cruciale stappen worden gevolgd:
Oppervlakvoorbereiding en reiniging
Hotgerolde pijpoppervlakken moeten grondig worden gereinigd om alle verontreinigingen te verwijderen die de lasintegriteit in gevaar kunnen brengen. Dit omvat:
Mechanische reiniging met staalborstels of slijpmachines om het roest van het oppervlak te verwijderen
Chemische reiniging om oliën en vetten te elimineren
Verwijderen van molenschaal door zandstanders of bestelbare processen
Eliminatie van elk vocht dat waterstofverbreuk kan veroorzaken
Voorverwarmende protocollen
Voorverwarming is essentieel voor dikkere muurpijpen (meestal boven 19 mm) en voor legeringsstalen cijfers die een hoger koolstofgehalte bevatten. Dit proces:
Vermindert de thermische schok en voorkomt koud kraken
Verlaagt de koelsnelheid in de door warmte getroffen zone (HAZ)
Minimaliseert restspanningen die kunnen leiden tot vervorming
Maakt waterstofdiffusie mogelijk uit het lasgebied
Voorverwarmingstemperaturen variëren meestal van 100 ° C tot 300 ° C, afhankelijk van de materiaalspecificatie en wanddikte. API 5L X65 -materiaal vereist bijvoorbeeld in het algemeen voorverwarming tot 150 ° C voor wanddiktes van meer dan 25 mm.
Gezamenlijke ontwerpoverwegingen
Het juiste gewrichtsontwerp is van cruciaal belang voor het lassen van buizen. De configuratie moet rekening houden met:
Materiële dikte en kwaliteitsspecificaties
Passende groefhoeken (meestal 60-75 °)
Wortel gezicht afmetingen en wortelspleetmetingen
Toegankelijkheid voor lasapparatuur
Lasproces selectie
Het kiezen van de juiste lasmethode heeft rechtstreeks invloed op de kwaliteit en duurzaamheid van het uiteindelijke gewricht. Verschillende processen zijn geschikt voor warm gerolde pijp:
Gemeenschappelijke lasmethoden voor stalen buis
SMAW (afgeschermde metalen booglassen) : veelzijdig voor veldtoepassingen maar biedt lagere depositiesnelheden
GTAW/TIG (Gas Tungsten boog lassen) : biedt precisie voor wortelpassen en dunwandige pijpen
GMAW/MIG (gasmetaalbooglassen) : biedt hogere afzettingssnelheden voor dikkere materialen
FCAW (flux-cored boog lassen) : geschikt voor veldtoepassingen met hogere depositiesnelheden
Zaag (ondergedompeld booglassen) : Ideaal voor winkelfabricage van pijpen met een grotere diameter
Lasparameteroptimalisatie
Kritische parameters moeten nauwkeurig worden gecontroleerd volgens buisspecificaties:
Stroomsterkte: moet matchen van materiaaldikte en -positie (meestal 80-250A voor Smaw)
Spanning: beïnvloedt booglengte en penetratie (meestal 20-30V voor GMAW)
Reissnelheid: beïnvloedt warmte -invoer en lasprofiel
Interdpass-temperatuur: meestal gehandhaafd tussen 100-250 ° C
Vereisten na de lage warmtebehandeling
Warmtebehandeling na lassen is vaak verplicht, vooral voor hoge druktoepassingen die voldoen aan ASME-, API- of ISO-normen:
Stressverlichtingsprocedures
Post-lag warmtebehandeling (PWHT) voert verschillende kritieke functies uit:
Vermindert restspanningen die kunnen leiden tot stresscorrosiebraak
Tempers potentieel brosse microstructuren in de warmte-aangetaste zone
Verbetert de ductiliteit en taaiheid van het gelaste gewricht
Verbetert de dimensionale stabiliteit in service op hoge temperaturen
Voor koolstofstalen buizen (zoals ASTM A106 Grade B) variëren typische spanningsverlichtingstemperaturen van 550 ° C tot 650 ° C met houdtijden op basis van materiaaldikte (ongeveer 1 uur per 25 mm).
Verbruikbare selectie en compatibiliteit
Lasmaterialen moeten zorgvuldig worden gekoppeld aan de eigenschappen van het basismetaal:
Vulmetaalvereisten
Selectiecriteria zijn onder meer:
Chemische samenstelling compatibel met het stalen buismateriaal
Gelijke of grotere treksterkte vergeleken met het basismateriaal
Geschikte impacteigenschappen voor de servicetemperatuur
Corrosieweerstand matching of overschrijden van basismateriaal (met name voor zure servicetoepassingen per NACE MR0175)
Gemeenschappelijke vulmetalen voor koolstofstalen buizen omvatten E7018 voor SMAW en ER70S-6 voor GMAW-processen.
Selectie van het afscherming van gas
Voor processen die externe gasscherming vereisen:
Argon: biedt uitstekende boogstabiliteit voor GTAW
Argon/CO2 -mengsels (meestal 75%/25%): standaard voor GMAW van koolstofstaal
Helium/argonmengsels: voor gespecialiseerde toepassingen die een hogere warmte -input vereisen
Kwaliteitscontrole en inspectie
Rigoureuze testen zorgt ervoor dat gelaste gewrichten voldoen aan de industriële normen:
Niet-destructieve onderzoeksmethoden
Radiografische testen (RT) : vereist voor kritieke gewrichten per API 1104 of ASME B31.3
Ultrasone tests (UT) : voorkeur voor pijpen met dik muren
Magnetische deeltjesinspectie (MPI) : voor oppervlaktescheurdetectie
Liquid Penetrant Testing (PT) : voor het identificeren van oppervlaktedefecten in niet-magnetische materialen
Mechanische testvereisten
Verificatie van gezamenlijke integriteit omvat meestal:
Trekstesten om voldoende sterkte te bevestigen
Buigtesten om ductiliteit te verifiëren
Impacttesten voor toepassingen met lage temperatuurservice
Hardheidstests om ervoor te zorgen dat waarden binnen acceptabele bereiken blijven (meestal lager dan 250 HV voor koolstofstalen buis in zure service)
Vervormingscontrolestrategieën
Het minimaliseren van vervorming tijdens het lassen vereist zorgvuldige planning:
Strategische sequencing van laspassen (meestal met behulp van gebalanceerde laspatronen)
Toepassing van de juiste tools voor het vaststellen van en uitlijning
Intermitterende lastechnieken voor grote assemblages
Lasmethoden achterstappen om warmte-invoer gelijkmatiger te verdelen
Speciale overwegingen voor stalen pijpen van legering
Pijpen met hoge legering vereisen extra voorzorgsmaatregelen:
Stringente controle van voorverwarming en interpass -temperaturen
Selectie van lasprocessen met lage hydrogen
Meer precieze cycli na de lage warmtebehandeling
Verbeterde bescherming tegen atmosferische besmetting tijdens het lassen
Gespecialiseerde vulmetalen die overeenkomen met de exacte samenstelling van het basismateriaal
Conclusie
Het lassen van heet gerolde stalen buizen vereist zorgvuldige aandacht voor bereiding, processelectie, materiaalcompatibiliteit en behandeling na de lever. De naleving van deze vereisten zorgt voor gewrichten die de inherente voordelen van pijpconstructie handhaven en tegelijkertijd de vereiste sterkte, corrosieweerstand en levensduur van kritieke industriële toepassingen leveren. Raadpleeg altijd toepasselijke codes zoals API 1104, ASME B31.3 of ISO 15614 bij het ontwikkelen van lasprocedures voor specifieke pijplijntoepassingen.
