Analiza vrst in osnovnih značilnosti varilnih razpok v obrabno odpornih jeklenih ploščah
Z razvojem industrij, kot so jeklarska, petrokemična, ladijska in elektroenergetika, se varilne konstrukcije razvijajo v smeri velikega obsega, velike zmogljivosti in visokih parametrov, nekatere pa delujejo tudi v nizkotemperaturnih, kriogenih, korozivnih medijih in drugih okoljih. .
Zato se vse pogosteje uporabljajo različna nizkolegirana jekla visoke trdnosti, srednje in visoko legirano jeklo, super jeklo in različni legirani materiali. Vendar pa je uporaba teh vrst jekel in zlitin prinesla številne nove težave v varilni proizvodnji, med katerimi so pogostejše in resnejše varilne razpoke. Razpoke se včasih pojavijo med varjenjem, včasih pa tudi med polaganjem ali obratovanjem in tako imenovane zapoznele razpoke. Ker takšnih razpok ni mogoče odkriti v proizvodnji, je škoda zaradi takšnih razpok resnejša. V procesu varjenja nastanejo različne razpoke, glede na naravo razpoke lahko varilne razpoke jeklenih plošč, odpornih proti obrabi, razdelimo v naslednjih pet kategorij:
Prvič, vroča razpoka
Vroče razpoke nastanejo pri visokih temperaturah med varjenjem, zato jih imenujemo vroče razpoke. Glede na sestavo jeklene plošče, odporne proti obrabi, so oblika, temperaturno območje in glavni vzroki vročih razpok različni, zato so vroče razpoke razdeljene v tri kategorije: kristalizacijske razpoke, razpoke utekočinjenja in polilateralizacijske razpoke.
1. Kristalna razpoka
Na kasnejši stopnji kristalizacije tekoči film, ki ga tvori nizek volumen evtektika, oslabi vez med zrni in razpoka pod delovanjem natezne napetosti.
Proizvaja se predvsem iz ogljikovega jekla, nizkolegiranih jeklenih zvarov z več nečistočami (ki vsebujejo žveplo, fosfor, železo, ogljik, silicij) in enofaznega avstenitnega jekla, zvarov na osnovi niklja in nekaterih aluminijevih zlitin. V nekaterih primerih lahko na območju toplotnega vpliva nastanejo tudi kristalizacijske razpoke.
2, visokotemperaturna razpoka utekočinjenja
Pod delovanjem najvišje temperature varilnega termičnega cikla pride do ponovnega taljenja med območjem toplotnega vpliva in plastmi večslojnega varjenja, pod vplivom napetosti pa nastanejo razpoke.
Pojavlja se predvsem v območju bližnjega šiva ali pri večplastnem varjenju med jekli visoke trdnosti, ki vsebujejo krom-nikelj, avstenitnimi jekli in nekaterimi zlitinami na osnovi niklja. Če je vsebnost žvepla, fosforja in silicijevega ogljika v osnovnem materialu in varilni žici visoka, se bo nagnjenost k razpokanju zaradi utekočinjenja znatno povečala.
Visokotemperaturna utekočinjena razpoka
3. Multilateralizacijska razpoka
V strjeni kristalni fronti se pod delovanjem visoke temperature in napetosti mrežne napake premaknejo in združijo, da tvorijo sekundarno mejo, ki je pri visoki temperaturi v stanju nizke plastičnosti, pod vplivom napetosti pa nastanejo razpoke. Poligonalne razpoke se večinoma pojavljajo v območju zvara ali blizu šiva čiste kovine ali enofaznih avstenitnih zlitin, ki spadajo v vrsto vročih razpok.
Drugič, ponovno segrejte crack
V procesu toplotne obdelave za razbremenitev napetosti ali delovanja pri določeni temperaturi se razpoke v grobem kristalnem delu območja toplotnega vpliva varjenja imenujejo razpoke pri ponovnem segrevanju. Razpoke pri ponovnem segrevanju se večinoma pojavljajo v grobozrnatih delih območja toplotnega vpliva varjenja (HAZ) nizkolegiranih jekel visoke trdnosti, perlitnih toplotno obstojnih jekel, avstenitnih nerjavnih jekel in nekaterih zlitin na osnovi niklja.
Tretjič, hladni crack
Hladna razpoka je pogosta razpoka, ki nastane pri varjenju in nastane pri nizki temperaturi po varjenju. Hladne razpoke se pojavljajo predvsem v območju toplotnega vpliva nizkolegiranega jekla, srednje legiranega jekla, srednje ogljikovega in visokoogljičnega jekla. V nekaterih primerih, na primer pri varjenju jekla ultra visoke trdnosti ali nekaterih titanovih zlitin, se na zvaru pojavijo tudi hladne razpoke.
Hladna razpoka
Glede na različne vrste in strukture varjenega jekla imajo tudi hladne razpoke različne kategorije, ki jih lahko grobo razdelimo v naslednje tri kategorije:
1. Zakasnjena razpoka
Je pogosta oblika hladne razpoke, njena glavna značilnost pa je, da se ne pojavi takoj po varjenju, ampak ima splošno inkubacijsko dobo in ima zapoznelo razpoko, ki nastane pod skupnim delovanjem utrjene strukture, vodika in zadrževalne napetosti.
2, kaljenje razpoke
Ta razpoka v bistvu ni pojav zakasnitve, ki se pojavi takoj po varjenju, včasih v zvaru, včasih v območju toplotnega vpliva. V glavnem gre za razpoko, ki jo povzroči utrjena struktura pod vplivom varilne napetosti.
3. Nizka plastična krhkost
Pri nekaterih materialih z nizko plastičnostjo, ko so hladni do nizke temperature, napetost, ki jo povzroči sila krčenja, preseže plastično rezervo samega materiala ali razpoko, ki jo povzroči krhkost materiala. Ker nastaja pri nižji temperaturi, je tudi druga oblika hladne razpoke, vendar ni pojava zakasnitve.
4. Lamelna raztrganina
V proizvodnem procesu velike ploščadi za proizvodnjo nafte in tlačne posode z debelimi stenami včasih pride do stopničastih razpok, ki so vzporedne s smerjo valjanja, tako imenovano laminarno trganje.
Predvsem zaradi obstoja slojevitih vključkov znotraj jeklene plošče (vzdolž smeri valjanja) je napetost, ki nastane med varjenjem, pravokotna na smer valjanja, kar ima za posledico "stopničasto" lamelno trganje v območju toplotnega vpliva nekoliko stran od ognja .
5. Razpoke zaradi napetostne korozije
Zakasnjeno razpokanje v nekaterih varjenih konstrukcijah (kot so posode in cevi), ki ga povzroči kombinirano delovanje jedkih medijev in napetosti. Dejavniki, ki vplivajo na napetostno korozijsko razpoko, so material konstrukcije, vrsta korozivnega medija, oblika konstrukcije, postopek izdelave in varjenja, varilni material in stopnja razbremenitve napetosti. Med obratovanjem pride do napetostne korozije.
