Science populaire sur la technologie de soudage Hastelloy C276
À l'heure actuelle, l'Hastelloy est largement utilisé dans de nombreux domaines tels que le pétrole, l'industrie chimique et la protection de l'environnement à l'étranger. Il a également été utilisé en petite quantité en Chine. Cependant, dans le domaine de l'énergie nucléaire, seuls les États-Unis et d'autres pays ont été utilisés dans la production d'énergie nucléaire. En Chine, c’est encore vierge. Le principal problème à l'heure actuelle est celui des parents. Les matériaux restants sont importés et les principaux matériaux sont imités par des unités de recherche scientifique. Leurs performances ne sont pas particulièrement claires, notamment la résistance à la corrosion à haute température. L'orientation principale de cette recherche est de choisir comme matériau le matériau C276 qui peut être acheté auprès de Hastelloy. Pour la première phase du projet, en sélectionnant les matériaux et procédés de soudage appropriés, nous pouvons déterminer les spécifications de soudage qui répondent aux exigences du produit, afin qu'elles aient une valeur opérationnelle.
L'Hastelloy lui-même est un alliage à base de nickel, mais il est différent du nickel pur ordinaire (Ni200) et du Monel. Il utilise du chrome et du molybdène comme principal élément d'alliage, dans le but d'améliorer son adaptabilité à divers milieux et températures, et d'être utilisé dans différentes industries. Une optimisation particulière a été réalisée. À l’heure actuelle, l’industrie chimique recherche généralement une productivité élevée et améliore constamment ses processus pour augmenter la température et la pression afin d’accélérer la réaction. De cette manière, la production est sujette à des situations inattendues, entraînant une maintenance imprévue. Hastelloy répond précisément à une telle demande, en s'adaptant à divers environnements difficiles et imprévisibles et en minimisant la maintenance imprévue. Dans le même temps, il présente également de bonnes performances de traitement et de soudage et facilite la maintenance sur site.
Les alliages de la série C sont des alliages nickel-chrome-molybdène. Étant donné que le chrome peut former un film d'oxyde dense (passivation) à la surface de l'alliage, il offre une résistance aux environnements oxydants, tandis que le chrome offre principalement une résistance aux environnements réducteurs. Par conséquent, les alliages de la série C peuvent être utilisés dans des environnements contenant à la fois des milieux oxydants et réducteurs. Les alliages de la série C sont les alliages les plus utilisés, en particulier l'alliage C-276. Depuis son invention dans les années 1960, il a toujours fait preuve d’une forte vitalité après plus de 40 ans d’essais. Actuellement, les alliages de la série C sont utilisés dans de nombreuses industries en Chine. Alliages de série.
Ce projet de recherche utilise l'alliage C276 domestique, sélectionne deux spécifications d'épaisseur de plaque, 2 mm et 6 mm, détermine le processus de soudage correspondant et détermine
Déterminer si l'éprouvette de soudage dans les conditions du processus de soudage répond aux exigences de micro-corrosion dans l'état à haute température de l'énergie nucléaire, formuler les spécifications du processus de soudage, compléter le rapport d'évaluation du processus de soudage pour les spécifications et l'épaisseur correspondantes, et formuler les réglementations du processus de soudage. adapté aux besoins en énergie nucléaire pour guider la construction du projet.
2. Analyse et mesures des difficultés techniques du processus de soudage
L'alliage C276 (UNSN10276) est un alliage nickel-molybdène-ferrochrome-tungstène, qui est actuellement l'alliage le plus résistant à la corrosion. L'alliage C276 est utilisé depuis de nombreuses années dans l'ingénierie de construction liée aux récipients et aux vannes de pression conformément aux normes ASME. L'alliage apparaît sous diverses formes de produits dans les sections 1 et 8 des réglementations standard ASME. Deuxième partie.
Bien que l'alliage C276 devienne cassant à haute température et forme des précipités, il présente également une bonne résistance à haute température et une résistance modérée à l'oxydation. La teneur élevée en molybdène confère à l'alliage une résistance à la corrosion locale. Le faible contenu calorifique de l'alliage minimise la précipitation des carbures pendant le soudage. Afin de maintenir la résistance à la corrosion inter-produits des pièces thermiquement détériorées à l’interface de soudage.
(1) Analyse de soudabilité : la conductivité électrique et la conductivité thermique de l'Hastelloy sont bien inférieures à celles de l'acier à faible teneur en carbone, tandis que la résistivité et le taux d'expansion sont bien supérieurs à ceux de l'acier à faible teneur en carbone. Le bain fondu a une mauvaise fluidité, une mauvaise mouillabilité et une mauvaise pénétration. La force est faible et la profondeur de fusion est faible. Par conséquent, des défauts tels que des pores, des fissures chaudes, un soudage incomplet et une fusion incomplète sont susceptibles de se produire.
Raisons des pores : le traitement en biseau de l'alliage Hastelloy avant le soudage n'est pas propre, le temps est humide, le bain de fusion n'est pas bien protégé pendant le processus de soudage et l'hydrogène, l'azote et d'autres gaz pénètrent facilement dans le bain de fusion. En raison du faible écart de température entre les phases solide et liquide de l'alliage et de la faible fluidité, le gaz insoluble n'a pas le temps de s'échapper lors de la solidification et reste dans la soudure pour former des pores.
Fissures chaudes ; Le film liquide intergranulaire à faible corps formé par des impuretés telles que le phosphore et les contraintes de traction du soudage sont des facteurs métallurgiques qui provoquent des fissures à chaud lors du soudage. Étant donné que la soudure de l'alliage a une structure dendritique, une partie de l'eutectique à bas point de fusion et de l'or à bas point de fusion sont concentrés sur les limites des gros grains.
genre, en particulier l'eutectique Ni-S (point de fusion est de 645 degrés) et l'eutectique Ni-P (point de fusion est de 880 degrés). Ils sont répartis en un film mince entre les joints de grains et sont sujets aux fissures sous l'action des contraintes de soudage.
La propreté est l’un des aspects les plus importants lors du soudage d’alliages à base de nickel résistant à la corrosion. Les contaminants provenant de la graisse, des produits de corrosion, du plomb, du soufre et d'autres éléments ayant des points de cuisson bas peuvent provoquer de graves problèmes de fissuration. Afin de garantir la qualité du soudage, la zone de protection du soudage et le fil de soudage de la soudure doivent être strictement et soigneusement nettoyés avant le soudage.
Il est facile à oxyder et les atomes de Ni et de Cr contenus dans l’alliage sont très actifs. Le cordon de soudure s'oxyde facilement lorsque l'alliage est soudé. Dans les cas graves, il ressemble au tofu, ce qui fait chuter fortement la résistance à la corrosion du métal. C’est aussi la principale cause des fissures. C’est pourquoi la protection contre le chlore doit être renforcée pendant le soudage. Dans le même temps, le fil de soudure doit généralement être aussi fin que possible (1,2 ~ 2,4 mm). De petits paramètres de soudage sont utiles pour compenser la perte par combustion de certains éléments pendant le processus de soudage et les dommages causés aux fissures et aux pores du soudage. contrôle.
Nettoyer la saleté de la surface ; toute saleté résiduelle telle que des débris métalliques, de la poussière abrasive, de la poussière, etc. sur la surface du bois à moins de 40 mm du joint soudé en alliage C276 de la rainure doit être éliminée avec une brosse métallique en acier inoxydable austénitique et un nouveau fil de coton propre. Nettoyez-le proprement. Les outils utilisés doivent être spéciaux et le papier de verre et les brosses en fil de carbone ne sont pas autorisés.
(2) Les difficultés techniques comprennent le contrôle de la déformation du soudage, la protection de l'arrière du soudage et la recherche sur la résistance à la corrosion des éprouvettes soudées.
Nettoyage à l'acétone (ou à l'alcool); utilisez de l'acétone ou de l'alcool pour nettoyer la surface de la rainure avant le soudage afin d'éliminer l'huile de surface et d'autres impuretés, et des mesures doivent être prises pour éviter la pollution secondaire.
(3) Mesures techniques Afin d'éviter la croissance des grains et la précipitation des phosphures dans la soudure et dans la zone affectée par la chaleur, il convient généralement d'utiliser un faible apport de chaleur de soudage. Cependant, le métal fondu en alliage à base de nickel a une faible fluidité et une pénétration peu profonde, ce qui provoque facilement des joints non soudés. L’apport thermique du soudage par dispersion ne peut pas être trop faible. La solution consiste à utiliser un courant de soudage moyen, une vitesse de soudage élevée et à contrôler l’apport de chaleur de soudage en réduisant le temps de séjour à haute température.
(4) Sélection des paramètres de soudage : spécifications de la plaque d'essai : 2 mm, 6 mm ; modèle et spécifications du fil de soudage ; ERNiCrMo-4, φ2,4 mm ; forme de rainure; la forme de rainure du joint de soudage est illustrée à la figure 1.
Afin d'améliorer la résistance aux fissures et à la corrosion de la soudure, une attention particulière doit être accordée au nettoyage de la zone de soudage pendant le soudage afin d'éviter que des impuretés nocives ne fondent dans la soudure.
Le préchauffage n’est généralement pas nécessaire lors du soudage. Afin d'éviter la croissance des grains et la précipitation du carbure dans la zone de soudure et affectée par la chaleur, la température de la couche intermédiaire doit être contrôlée à un niveau bas. Généralement pas plus de 100 degrés
