ข้อควรระวังที่ต้องคำนึงถึงเมื่อทำการเชื่อมท่อเหล็กเกลียว

การเชื่อมและการตัดโครงสร้างท่อเหล็กเกลียวเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการใช้งานท่อเหล็กเกลียวเนื่องจากลักษณะเฉพาะของท่อเหล็กเกลียว เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไป การเชื่อมและการตัดท่อเหล็กเกลียวจึงมีความพิเศษ และง่ายต่อการเกิดข้อบกพร่องต่างๆ ในรอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ประสิทธิภาพการเชื่อมของท่อเหล็กเกลียวส่วนใหญ่แสดงให้เห็นในด้านต่อไปนี้ รอยแตกที่อุณหภูมิสูง รอยแตกที่อุณหภูมิสูงที่กล่าวถึงในที่นี้หมายถึงรอยแตกที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อม รอยแตกที่อุณหภูมิสูงสามารถแบ่งออกได้คร่าวๆ เป็นรอยแตกจากการแข็งตัว รอยแตกขนาดเล็ก รอยแตกในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) และรอยแตกจากการให้ความร้อนซ้ำ

รอยแตกร้าวที่อุณหภูมิต่ำอาจเกิดขึ้นได้ในท่อเหล็กเกลียว เนื่องจากสาเหตุหลักของการเกิดรอยแตกร้าวคือการแพร่ของไฮโดรเจน ซึ่งเกี่ยวข้องกับระดับความแข็งแรงของรอยเชื่อมและโครงสร้างที่แข็งตัว ดังนั้นวิธีแก้ไขหลักจึงเน้นการลดการแพร่ของไฮโดรเจนในระหว่างกระบวนการเชื่อม การให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อมอย่างเหมาะสม และลดระดับความแข็งแรงของรอยเชื่อม

เพื่อลดความไวต่อการแตกร้าวที่อุณหภูมิสูงในท่อเหล็กเกลียว ความเหนียวของรอยเชื่อมมักถูกออกแบบให้มีเฟอร์ไรต์เหลืออยู่ 5%-10% แต่การมีอยู่ของเฟอร์ไรต์เหล่านี้ทำให้ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำลดลง

เมื่อทำการเชื่อมท่อเหล็กเกลียว ปริมาณออสเทนไนต์ในบริเวณรอยเชื่อมจะลดลง ซึ่งส่งผลต่อความเหนียว นอกจากนี้ เมื่อปริมาณเฟอร์ไรต์เพิ่มขึ้น ค่าความเหนียวจะมีแนวโน้มลดลงอย่างเห็นได้ชัด มีการพิสูจน์แล้วว่าสาเหตุที่ความเหนียวของรอยเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ไรต์บริสุทธิ์สูงลดลงอย่างมากนั้นเกิดจากการผสมของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน

ปริมาณออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นในรอยเชื่อมของเหล็กบางชนิดส่งผลให้เกิดการก่อตัวของสารเจือปนประเภทออกไซด์ ซึ่งกลายเป็นแหล่งที่มาของรอยแตกหรือทางเดินสำหรับการแพร่กระจายของรอยแตก และลดความเหนียวลง สำหรับเหล็กบางชนิด การเพิ่มปริมาณไนโตรเจนในก๊าซป้องกันส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ Cr2N ที่มีลักษณะคล้ายแผ่นบนพื้นผิว {100} ของระนาบการแตกตัวของเมทริกซ์ ทำให้เมทริกซ์แข็งขึ้นและความเหนียวลดลง

การเปราะเนื่องจากเฟส σ: เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก และเหล็กกล้าสองเฟส มีแนวโน้มที่จะเกิดการเปราะเนื่องจากเฟส σ เนื่องจากการตกตะกอนของเฟส α เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ในโครงสร้าง ทำให้ความเหนียวลดลงอย่างมาก เฟส σ มักตกตะกอนในช่วงอุณหภูมิ 600-900 °C โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ประมาณ 75 °C ซึ่งมีโอกาสตกตะกอนมากที่สุด มาตรการป้องกันการตกตะกอนของเฟส σ คือควรลดปริมาณเฟอร์ไรต์ในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกให้น้อยที่สุด

การเปราะแตกที่อุณหภูมิ 475 °C เมื่อคงอุณหภูมิไว้ที่ 475 °C เป็นเวลานาน (370-540 °C) โลหะผสมเหล็ก-โครเมียมจะสลายตัวเป็นสารละลายของแข็ง α ที่มีความเข้มข้นของโครเมียมต่ำ และสารละลายของแข็ง α' ที่มีความเข้มข้นของโครเมียมสูง เมื่อความเข้มข้นของโครเมียมในสารละลายของแข็ง α' มากกว่า 75% การเสียรูปจะเปลี่ยนจากการเสียรูปแบบเลื่อนไปเป็นการเสียรูปแบบแฝด ส่งผลให้เกิดการเปราะแตกที่อุณหภูมิ 475 °C