Schweißen und Schneiden sind unvermeidlich.SpiralstahlrohrStruktur bei der Anwendung von Spiralstahlrohren. Aufgrund der Eigenschaften des Materials selbst weisen das Schweißen und Schneiden von Spiralstahlrohren im Vergleich zu normalem Kohlenstoffstahl Besonderheiten auf. Es treten leichter verschiedene Fehler in den Schweißverbindungen und der Wärmeeinflusszone (WEZ) auf. Die Schweißleistung von Spiralstahlrohren zeigt sich hauptsächlich in folgenden Aspekten: Hochtemperaturrisse beziehen sich auf Risse, die im Zusammenhang mit dem Schweißen entstehen. Hochtemperaturrisse lassen sich grob in Erstarrungsrisse, Mikrorisse, WEZ-Risse und Wiedererwärmungsrisse unterteilen.
Niedertemperaturrisse können in spiralförmigen Stahlrohren auftreten. Da die Hauptursache für deren Entstehung die Wasserstoffdiffusion ist, beeinflusst durch den Grad der Verklebung der Schweißverbindungen und das darin enthaltene gehärtete Gefüge, besteht die Lösung hauptsächlich darin, die Wasserstoffdiffusion während des Schweißens zu reduzieren, eine ordnungsgemäße Vorwärmung und Nachwärmebehandlung durchzuführen und den Grad der Verklebung zu verringern.
Die Zähigkeit von Schweißverbindungen: Um die Anfälligkeit für Hochtemperaturrisse in spiralförmigen Stahlrohren zu verringern, werden üblicherweise 5–10 % Ferrit in die Materialzusammensetzung aufgenommen. Das Vorhandensein dieser Ferritanteile führt jedoch zu einer Verringerung der Tieftemperaturzähigkeit.
Beim Schweißen von spiralförmigen Stahlrohren verringert sich der Austenitanteil im Schweißnahtbereich, was die Zähigkeit beeinträchtigt. Zudem nimmt die Zähigkeit mit steigendem Ferritanteil deutlich ab. Es ist nachgewiesen, dass die Zähigkeit von Schweißverbindungen aus hochreinem ferritischem Edelstahl durch die Beimischung von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff signifikant reduziert wird.
Sauerstoffhaltige Einschlüsse entstehen, wenn der Sauerstoffgehalt in den Schweißverbindungen einiger Stähle ansteigt. Diese Einschlüsse können Risse verursachen oder deren Ausbreitung begünstigen und dadurch die Zähigkeit verringern. Bei manchen Stählen führt die Beimischung von Luft zum Schutzgas zu einem Anstieg des Stickstoffgehalts. Dies führt zur Bildung von lamellenförmigem Cr₂N auf der Spaltfläche {100} der Matrix, wodurch die Matrix aushärtet und die Zähigkeit abnimmt.
Sigma-Phasen-Versprödung: Austenitischer Edelstahl, ferritischer Edelstahl und Duplexstahl neigen zur Sigma-Phasen-Versprödung. Da sich einige Prozent der α-Phase im Gefüge ausscheiden, wird die Zähigkeit reduziert. Die Ausscheidung dieser Phase erfolgt im Allgemeinen im Temperaturbereich von 600–900 °C, insbesondere bei etwa 75 °C. Um die Bildung dieser Phase zu verhindern, sollte der Ferritgehalt im austenitischen Edelstahl so weit wie möglich reduziert werden.
Bei längerer Lagerung bei 475 °C (370–540 °C) zersetzt sich die Fe-Cr-Legierung in eine α-Mischkristallphase mit niedriger Chromkonzentration und eine α'-Mischkristallphase mit hoher Chromkonzentration. Übersteigt die Chromkonzentration in der α'-Mischkristallphase 75 %, ändert sich die Verformung von Gleitverformung zu Zwillingsverformung, was zur Versprödung bei 475 °C führt.
Veröffentlichungsdatum: 05. Mai 2023