1. תקציר רקע
הדרישות לייצור טרומי של צנרת בתעשיות ההנדסה הימית והפטרוכימיה גבוהות יחסית וכמות העבודה גדולה יחסית. נעשה שימוש בבסיס הידני המסורתי של ריתוך TIG ומילוי וכיסוי ריתוך MIG, אך האיכות והיעילות אינן אידיאליות. מאמר זה מאמץ תהליך ריתוך חדש - ריתוך תיל חם ביעילות גבוהה, כדי להשיג ריתוך TIG בסיס, ריתוך מילוי וריתוך כיסוי, ומשיג שיטת ריתוך ריתוך MIG ביעילות גבוהה כדי להחליף את השיטה המסורתית. באמצעות ניסוי זה, המאפיינים המכניים של המחקר הוכחו כיעילים ונעשה בהם שימוש מוצלח בתעשייה.
מטרת מחקר
כיום, תהליך הריתוך המסורתי משתמש בריתוך TIG ידני לריתוך בסיס, ידני או ריתוך MIG, ריתוך קשת שקוע ושיטות ריבוי תהליכים אחרות למילוי וכיסוי כדי לשפר את יעילות הריתוך. עם זאת, שיטות מילוי וכיסוי אלו אינן קלות להשגת ריתוך אוטומטי, אינן מתאימות לקטרים שונים של צינורות, קלות יחסית לייצר פגמי ריתוך, וקצב המעבר באיכות הריתוך מוגבל על ידי רמת הפעולה של העובדים.
בהשוואה לריתוך TIG רגיל, ריתוך TIG חוט חם מוסיף ספק כוח נפרד של חוט חם לחימום מראש של חוט הריתוך על בסיס חוט קר מסורתי, ומגביר את מהירות ההיתוך של חוט הריתוך מבלי לשנות את אנרגיית קו הריתוך. בדרך זו, קשת הריתוך שסופקה צריכה להשקיע רק כמות קטנה של אנרגיה כדי להמיס את חוט הריתוך, ובכך לשפר את יעילות ייצור הריתוך.
TIG חוט חם ביעילות גבוהה הוא יותר מפי 5 יותר יעיל מ-TIG רגיל, דומה למהירות ריתוך MIG, וקצב התצהיר גדל מ-0.3~0.5 ק"ג לשעה ל-2~4 ק"ג לשעה. טכנולוגיית TIG חוט חם ביתי נמצאת בשלב סטגנציה ורחוקה מלהשיג ריתוך יעיל ואיכותי. היעילות של תהליך ריתוך TIG חוט חם לא שופרה משמעותית ואינה יכולה להגיע ליעילות של ריתוך MIG. לכן, דחוף וחשוב במיוחד לפתח תהליך ריתוך TIG חוט חם יעיל.
3.1 חומרים ניסיוניים
חומר האם של צינור הניסוי הוא פלדה Q235-A, בעובי של 12 מ"מ ובקוטר חיצוני של 108 מ"מ. ההרכב הכימי מוצג בטבלה 1. חוזק המתיחה של פלדת Q235-A הוא σb=482MPa, חוזק התפוקה הוא σs=235MPa, וההתארכות היא δ=26%. נעשה שימוש בחוט ריתוך H08Mn2Si בקוטר של 1.2 מ"מ. ההרכב הכימי מוצג בטבלה 1. חוזק המתיחה של חוט ריתוך H08Mn2Si הוא σb≥500 MPa, חוזק התפוקה הוא σs≥420MPa, וההתארכות היא δ≥22%.
לציוד ריתוך Xinfa יש את המאפיינים של איכות גבוהה ומחיר נמוך. לפרטים, אנא בקר:יצרני ריתוך וחיתוך - מפעל וספקי ריתוך וחיתוך בסין (xinfatools.com)
3.2 שיטה נסיונית
הבדיקה השתמשה במערכת ריתוך TIG עם חוטים חמים ביעילות גבוהה מסוג מהדק צינור מסוג KB370 פתוח, במקור כוח הריתוך הרב-תכליתי של PHOENIX-521 ובמקור המתח החד arc-200 חוט חם. נעשה שימוש בתהליך ריתוך TIG עם חוט חם, והתרשים הסכמטי המשותף מוצג באיור 2.
איור 1 סוג מהדק צינור KB370 מערכת ריתוך תיל חם ביעילות גבוהה
איור 2 תרשים סכמטי של המפרק
לפני הריתוך, החלק הפנימי והחיצוני של החריץ של חתיכת הבדיקה של הצינור נטחנים ומוסרים חלודה, עם טווח של כ-25 מ"מ. לפני ריתוך הבדיקה, חתיכת בדיקת הצינור מקובעת על ידי ריתוך נקודתי. ריתוך נקודתי של שלוש נקודות מספיק. חוסר היישור נשלט בתוך 1.5 מ"מ ואין פער.
3.3 תוצאות ניסוי
לאחר ריתוך דגימות הצינור, הם עברו תחילה זיהוי פגמים בקרני רנטגן, וכולם עברו את רמת ה-I. ניסויים אחרים השתמשו בבדיקות מטאלוגרפיות מקרוסקופיות, מיקרוסקופיות מטאלוגרפיות ומכאניות, כפי שמוצג באיורים 3, 4, 5, 6 וטבלה 3, בהתאמה. איורים 3 ו-4 מציגים בבירור את מורפולוגיית הריתוך התלת-שכבתי, את השינויים במבנה הארגוני, את האזור הקטן המושפע מחום של הריתוך, וללא נקבוביות או סדקים. טבלה 3 מראה שהריתוכים נשברו כולם באזור חומר האב, והעיקול החיובי והעיקול האחורי עמדו בדרישות של תקן GB/T14452-93. כפי שניתן לראות מטבלה 4, מסקנות המסקנות הבאות:
איור 3 מבנה מיקרו של מתכת בסיסית, אזור מושפע חום וחתך ריתוך
איור 4 מבנה מטאלוגרפי מאקרוסקופי של חתך ריתוך
איור 5 בדיקת מתיחה
(א) כיפוף חיובי
(ב) כפיפה לאחור
TIG חוט חם ביעילות גבוהה יכול להשיג איכות ריתוך TIG ומהירות ריתוך MAG, אך לריתוך MAG יש חסרונות כגון ניתזים גדולים, קשת חזקה, נקבוביות גדולה, אנרגיית קו גדולה וכמות שחיקה גדולה. למרות שיעילות השקיעה שלו גבוהה, ברור שהוא אינו יציב ואמין כמו ריתוך TIG תחת דרישות איכות גבוהות. היעילות המקיפה של ריתוך TIG חוט חם ביעילות גבוהה שווה לריתוך MAG או מעט יותר ממנה;
לריתוך TIG חוט חם ביעילות גבוהה ולריתוך TIG תיל קר מסורתי יש שיפור יעילות כולל של פי 5 עד 10.
4. מסקנה נסיונית
4.1 ריתוך TIG חוט חם יכול להשיג ריתוך עם משטח נטול פגמים והיווצרות טובה;
4.2 מהירות הזנת החוט של ריתוך TIG חוט חם מגיעה ל-5 מ'/דקה, עד 6.5 מ'/דקה, וקצב ההיתוך יכול להגיע ל-3.5 ק"ג לשעה, מה שמשפר מאוד את יעילות הייצור;
4.3 שבר המתיחה של ריתוך TIG חוט חם מתרחש בחומר האב, מה שמשפר את ביצועי המפרק;
4.4 ריתוך TIG חוט חם ביעילות גבוהה משיג באמת את איכות הריתוך של ריתוך TIG ואת מהירות הריתוך של ריתוך MIG.
5. שוק יישומים וסיכויים בוגרים
לאחר כמעט שנתיים של קידום ויישום בשוק, אנו נמצאים כיום בשימוש נרחב בהנדסה ימית, גז, מכשור, פטרוכימיה ומכולות.
תהליך ריתוך TIG חוט חם ביעילות גבוהה לא מתאים רק לפלדת פחמן, אלא גם לפלדת סגסוגת, נירוסטה, פלדת דופלקס, סגסוגות על בסיס ניקל וחומרים אחרים (ניסויים על חומרים שונים הראו שבמיוחד בפלדה הדופלקסית תהליך ריתוך בהנדסה ימית ובתעשיות אחרות, לריתוך TIG חוט חם ביעילות גבוהה יש יתרונות שאין דומה להם). הוא שבר את המונופול של ריתוך TIG חוט חם זר בסין, והיעילות שלו גבוהה פי 1.5 עד 2 מזו של חוטים חמים זרים בהשוואה למותגים זרים.
טכנולוגיה זו ממלאת את החסר בריתוך טרומי של צנרת, היא מוצר טכנולוגי תהליכי חדשני המתאים לתנאים הלאומיים של סין, ומהווה חידוש משבש בתעשיית הבנייה הטרומית של צינורות. זה יכול להחליף לחלוטין את התהליך המסורתי הקיים של TIG primer + MAG מילוי וכיסוי תהליך מרוכב כפול, למנוע ממשתמשים לרכוש שוב ושוב ציוד, והוא באמת רב תפקודי ורב תכליתי לריתוך צינורות. מערכת הריתוך עם טכנולוגיה זו כתהליך הליבה מיושמת כיום גם על מערכת הבנייה הטרומית של צינורות חכמה, וסיכויי השוק רחבים.
זמן פרסום: 27 באוגוסט 2024
