15CrMoG ialah gred paip keluli lancar kromium-molibdenum (Cr-Mo) yang dinyatakan dalam GB 5310 untuk perkhidmatan dandang tekanan tinggi dan penukar haba. Komposisi nominalnya kira-kira 0.15% karbon, 1.0% kromium dan 0.5% molibdenum memberikan kekuatan rayapan dan rintangan pengoksidaan yang baik pada suhu tinggi, tetapi ia juga merupakan keluli boleh keras yang memerlukan prosedur kimpalan yang berdisiplin untuk mengelakkan keretakan sejuk dan kerosakan zon terjejas haba (HAZ).
Proses Kimpalan yang Disyorkan
Kimpalan arka logam manual (SMAW) dan kimpalan arka tungsten gas (GTAW) adalah proses yang paling biasa digunakan untuk 15CrMoG. Kimpalan arka tenggelam (SAW) digunakan untuk jahitan membujur paip berdiameter besar di kilang. Untuk pas akar, GTAW memberikan kawalan terbaik terhadap penembusan dan profil dalaman; pas isian dan tutup kerap dilengkapkan dengan SMAW untuk produktiviti.
Bahan Habis Kimpalan
Bahan kimia yang boleh digunakan harus sepadan dengan logam asas. Pilihan biasa:
| Proses | Boleh guna | Standard |
|---|---|---|
| SMAW | E5515-B2 (cth kelas R307) elektrod hidrogen rendah | GB/T 5118 / AWS A5.5 E8018-B2 |
| GTAW | Wayar pengisi ER80S-B2 | AWS A5.28 |
| Sambungan tidak serupa dengan keluli tahan karat austenit | Logam pengisi asas nikel seperti ERNiCr-3 | AWS A5.14 |
Elektrod hendaklah jenis asas (hidrogen rendah) untuk mengekalkan hidrogen boleh meresap di bawah 5 mL/100 g logam termendap. Keringkan elektrod pada suhu 300-350 darjah selama satu jam sebelum digunakan dan simpannya dalam quiver yang dipanaskan di tapak. Apabila membeli bahan habis pakai, sahkan laporan tenaga kesan logam terdeposit, yang sepatutnya sekurang-kurangnya 47 J pada suhu bilik.
Prapemanasan dan Rawatan Haba Selepas Kimpalan
Panaskan:150-200 darjah untuk kebanyakan konfigurasi sendi; naikkannya untuk dinding tebal atau sendi yang sangat terkawal. Prapanas memperlahankan kadar penyejukan dan menghalang keretakan sejuk daripada transformasi martensit.
Suhu antara laluan:simpan di bawah 300 darjah.
Selepas haba untuk penyingkiran hidrogen:sejurus selepas kimpalan, tahan pada 350-400 darjah selama 2 jam sebelum sebarang penyejukan kepada ambien, untuk membolehkan hidrogen meresap keluar.
PWHT:biasanya 680±15 darjah dengan masa penahanan kira-kira 1 jam setiap 25 mm ketebalan dinding. Peletakan termokopel hendaklah mengekalkan kecerunan suhu dalam lingkungan 150 darjah per meter.
Kimpalan yang ditinggalkan tanpa PWHT boleh kehilangan lebih daripada 50% keliatannya dan mengekalkan tekanan sisa yang tinggi, jadi PWHT adalah wajib untuk kimpalan tekanan pada 15CrMoG dalam perkhidmatan dandang.
Kecacatan dan Pencegahan Biasa
| Kecacatan | Pencegahan |
|---|---|
| Sejuk retak | Kawal hidrogen boleh meresap di bawah 5 mL/100 g, sapukan prapanas, selesaikan selepas haba dengan segera |
| Kekurangan gabungan | Gunakan kekutuban terbalik DC, sudut obor yang betul dan kelajuan perjalanan |
| Kemasukan sanga | Bersihkan setiap manik kimpalan dengan teliti, gunakan ayunan kecil |
| Panas retak | Hadkan sulfur dan fosforus di bawah 0.015% dalam logam asas dan pengisi |
Sebarang kecacatan yang ditemui mesti disingkirkan sepenuhnya dengan mengisar dan kawasan itu dipanaskan semula kepada prapanas yang diperlukan sebelum pembaikan kimpalan.
Penilaian Prestasi Sambungan Kimpalan
Ujian tegangan:kekuatan sendi tidak kurang daripada logam induk.
Ujian bengkok:tiada keretakan selepas bengkok 180 darjah.
Kesan takuk V Charpy:sekurang-kurangnya 27 J pada -20 darjah .
Kekerasan:Kekerasan HAZ tidak melebihi 240 HV10.
Pemeriksaan metalografi:tiada martensit tidak terbaja atau kemasukan yang berlebihan.
Ujian radiografi (RT):100% RT diperlukan untuk kimpalan kritikal, serta tinjauan kekerasan.
Ketahanan suhu tinggi:prestasi jangka panjang boleh disahkan dengan ujian creep rupture, contohnya tegasan patah sekurang-kurangnya 80 MPa pada 550 darjah selama 100,000 jam.
Mengikut ASME Seksyen IX dan kod kelayakan yang setara, semua rekod kelayakan prosedur kimpalan dan keputusan ujian mesti didokumenkan dan diarkibkan.
Soalan Lazim
Mengapa mesti 15CrMoG dipanaskan sebelum dikimpal?
Pemanasan awal memperlahankan kadar penyejukan kimpalan dan HAZ, menghalang pembentukan martensit yang keras dan sensitif retak. Untuk ketebalan dinding melebihi 20 mm, prapanas yang tidak mencukupi menghasilkan kekerasan HAZ yang berlebihan dan risiko keretakan sejuk yang tinggi.
Apakah suhu prapanas yang betul untuk 15CrMoG?
Biasanya 150-200 darjah, diukur pada jarak yang ditentukan dari sambungan, dengan suhu interpass dikekalkan di bawah 300 darjah. Nilai khusus hendaklah disahkan dalam spesifikasi prosedur kimpalan.
Adakah rawatan haba selepas kimpalan sentiasa diperlukan?
Untuk kimpalan penahan tekanan dalam perkhidmatan dandang, ya. PWHT pada kira-kira 680±15 darjah melegakan tekanan sisa dan meredakan HAZ. Masa penahanan biasanya satu jam setiap 25 mm ketebalan dinding.
Elektrod yang manakah digunakan untuk mengimpal 15CrMoG?
Elektrod Cr-Mo hidrogen rendah kelas E5515-B2 (seperti R307) setiap GB/T 5118, bersamaan dengan E8018-B2 setiap AWS A5.5. GTAW menggunakan wayar ER80S-B2 yang sepadan.
Bagaimanakah anda mengimpal 15CrMoG kepada keluli tahan karat austenit?
Gunakan logam pengisi asas nikel seperti ERNiCr-3 setiap AWS A5.14. Ini mengelakkan penghijrahan karbon dan masalah ketidakpadanan pengembangan terma pada sambungan yang berbeza. Prosedur mesti memenuhi syarat sebelum kimpalan pengeluaran.
Apakah ujian yang diperlukan untuk melayakkan prosedur kimpalan 15CrMoG?
Ujian tegangan, bengkok, kesan Charpy, kekerasan dan metalografi, serta pemeriksaan radiografi untuk sambungan kritikal. Keputusan didokumenkan mengikut ASME Bahagian IX atau kod yang berkenaan dan disimpan bersama rekod projek.
