ข้อควรระวังในการเชื่อมท่อเหล็กเกลียว

การเชื่อมและการตัดเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ท่อเหล็กเกลียวโครงสร้างในการใช้งานท่อเหล็กเกลียว เนื่องจากคุณลักษณะของท่อเหล็กเกลียวเอง เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไป การเชื่อมและการตัดท่อเหล็กเกลียวจึงมีความเฉพาะตัว และง่ายต่อการเกิดข้อบกพร่องต่างๆ ในรอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ประสิทธิภาพการเชื่อมของท่อเหล็กเกลียวส่วนใหญ่แสดงให้เห็นในด้านต่อไปนี้ รอยแตกที่อุณหภูมิสูงที่กล่าวถึงในที่นี้หมายถึงรอยแตกที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อม รอยแตกที่อุณหภูมิสูงสามารถแบ่งออกได้คร่าวๆ เป็นรอยแตกจากการแข็งตัว รอยแตกขนาดเล็ก รอยแตกใน HAZ (บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน) และรอยแตกจากการให้ความร้อนซ้ำ

รอยแตกร้าวที่อุณหภูมิต่ำ บางครั้งอาจเกิดรอยแตกร้าวที่อุณหภูมิต่ำในท่อเหล็กเกลียว เนื่องจากสาเหตุหลักของการเกิดรอยแตกร้าวเหล่านี้คือการแพร่ของไฮโดรเจน ประกอบกับระดับความแข็งแรงของรอยเชื่อมและโครงสร้างที่แข็งตัว วิธีแก้ปัญหาหลักๆ จึงคือการลดการแพร่ของไฮโดรเจนในระหว่างการเชื่อม การอุ่นก่อนเชื่อมและการอบชุบหลังเชื่อมอย่างเหมาะสม และลดระดับความแข็งแรงของรอยเชื่อม

ความแข็งแรงของรอยเชื่อม เพื่อลดความเสี่ยงต่อการแตกร้าวที่อุณหภูมิสูงในท่อเหล็กเกลียว โดยทั่วไปจะคงปริมาณเฟอร์ไรต์ไว้ 5%-10% ในการออกแบบส่วนประกอบ อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของเฟอร์ไรต์เหล่านี้ส่งผลให้ความแข็งแรงที่อุณหภูมิต่ำลดลง

เมื่อทำการเชื่อมท่อเหล็กเกลียว ปริมาณออสเทนไนต์ในบริเวณรอยเชื่อมจะลดลง ซึ่งส่งผลต่อความเหนียว นอกจากนี้ เมื่อปริมาณเฟอร์ไรต์เพิ่มขึ้น ค่าความเหนียวก็มีแนวโน้มลดลงอย่างเห็นได้ชัด มีการพิสูจน์แล้วว่าความเหนียวของรอยเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ไรต์บริสุทธิ์สูงลดลงอย่างมากเนื่องจากการผสมของคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน

สิ่งเจือปนประเภทออกซิเจนเกิดขึ้นเมื่อปริมาณออกซิเจนในรอยเชื่อมของเหล็กบางชนิดเพิ่มขึ้น และสิ่งเจือปนเหล่านี้กลายเป็นแหล่งที่มาของรอยแตกหรือเป็นทางผ่านของการแพร่กระจายของรอยแตก ทำให้ความเหนียวลดลง ในเหล็กบางชนิด เนื่องจากมีการผสมอากาศเข้าไปในก๊าซป้องกัน ปริมาณไนโตรเจนในอากาศจะเพิ่มขึ้น ทำให้เกิด Cr2N ที่มีลักษณะคล้ายแผ่นบนพื้นผิวการแตก {100} ของเนื้อเหล็ก ส่งผลให้เนื้อเหล็กแข็งตัวขึ้นและความเหนียวลดลง

การเปราะเนื่องจากเฟสซิกมา: เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก และเหล็กกล้าดูเพล็กซ์ มีแนวโน้มที่จะเกิดการเปราะเนื่องจากเฟสซิกมา เนื่องจากมีการตกตะกอนของเฟสอัลฟาเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ในโครงสร้าง ทำให้ความเหนียวลดลง โดยทั่วไปแล้ว "เฟส" นี้จะตกตะกอนในช่วงอุณหภูมิ 600-900°C โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ประมาณ 75°C มาตรการป้องกัน "เฟส" นี้คือ ควรลดปริมาณเฟอร์ไรต์ในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

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