Подробное руководство по сварке стали REDCOR, устойчивой к атмосферным воздействиям: WR350B, WR350L0B и WR350L20B – РТК

Подробный разбор по теме в нашем закрытом телеграмм канале ВЭД Логика. В чате можно задать вопрос, посоветоваться с экспертами, поделиться новостью.

Введение в сталь, устойчивую к атмосферным воздействиям, и марки REDCOR

Атмосферостойкая сталь — это семейство низколегированных сталей, предназначенных для образования защитного налета, похожего на ржавчину, при воздействии атмосферных условий. Эта патина, образующаяся в результате контролируемой коррозии, устраняет необходимость в защитных покрытиях, что делает сталь, устойчивую к атмосферным воздействиям, идеальной для наружного применения, такого как мосты, архитектурные сооружения и общественные художественные инсталляции. Патина не только повышает эстетическую привлекательность, но и значительно снижает затраты на техническое обслуживание, предотвращая дальнейшую коррозию.

REDCOR, разработанный BlueScope Steel, представляет собой высококачественную сталь, устойчивую к атмосферным воздействиям, специально разработанную для применения в конструкциях в Австралии и Новой Зеландии. Марки WR350B, WR350L0B и WR350L20B являются высокопрочными вариантами в этом диапазоне, соответствующими стандартам AS/NZS 3678. Эти марки отличаются своим пределом текучести и ударными свойствами, при этом WR350L0B и WR350L20B обладают повышенной прочностью при низких температурах (0°C и -20°C соответственно). Их коррозионная стойкость и способность к образованию стойкой патины делают их пригодными для суровых условий окружающей среды.

Сварка этих сталей требует тщательного подхода для сохранения их механических свойств и коррозионной стойкости. В этом руководстве подробно рассматриваются процедуры сварки, выбор расходных материалов и рекомендации по эксплуатации WR350B, WR350L0B и WR350L20B, основанные на рекомендациях AS/NZS 1554.1:2014.

Сварочные характеристики стойкой к атмосферным воздействиям стали REDCOR

Согласно техническому примечанию BlueScope, стойкие к атмосферным воздействиям марки стали REDCOR WR350B, WR350L0B и WR350L20B обладают сварочными характеристиками, аналогичными характеристикам обычных горячекатаных сталей, таких как AS/NZS 3678 350. Однако повышенное содержание в них фосфора и меди, повышающее коррозионную стойкость, создает особые проблемы при сварке. Эти проблемы включают в себя возможность образования горячих трещин в более тонких профилях и необходимость тщательного выбора расходных материалов в соответствии с патинированием стали и коррозионными свойствами.

Основные меры предосторожности

1. Выбор расходных материалов: Для этих высокопрочных сталей рекомендуется использовать сварочные материалы с водородным контролем, чтобы свести к минимуму риск образования трещин, вызванных водородом. Пригодность расходных материалов должна быть проверена с помощью квалификационных испытаний процедуры сварки, как описано в AS/NZS 1554.1:2014, пункт 4.7. Это гарантирует, что металл шва соответствует требуемым механическим свойствам и коррозионной стойкости.
2. Требования к предварительному нагреву: Для профилей толщиной до 50 мм может потребоваться предварительный нагрев, чтобы предотвратить затвердевание в зоне термического воздействия сварного шва (HAZ) и замедленное растрескивание. При толщине более 50 мм WR350B классифицируется по группе свариваемости 6 для расчетов при предварительном нагреве в соответствии с пунктом 5.3.4(a)(ii) AS/NZS 1554.1. Если углеродный эквивалент (CE) превышает 0,48, могут потребоваться корректировки, основанные на данных теплового сертификата или техническом примечании 1 WTIA.
3. Риск образования горячих трещин: Для сталей толщиной до 12 мм тепловые затраты, превышающие 2,5 кДж/мм, увеличивают риск образования горячих трещин из-за более высокого содержания фосфора и меди. Изготовителям следует проводить испытания на горячее растрескивание, такие как испытание на поперечное растяжение или AS 2205.9.1, чтобы оценить и снизить этот риск, когда неизбежны более высокие тепловые затраты.

Процедуры сварки в соответствии с AS/NZS 1554.1:2014

AS/NZS 1554.1:2014 является авторитетным стандартом для сварки стальных конструкций в Австралии и Новой Зеландии, материалов покрытия, процедур, обеспечения качества и инспекции. Это относится к статически и динамически нагруженным конструкциям, в том числе изготовленным из стойких к атмосферным воздействиям сталей, таких как марки REDCOR.

Квалификация сварочных процедур

Пункт 4.1 AS/NZS 1554.1 предписывает, чтобы процедуры сварки были квалифицированы до начала изготовления. Это включает в себя создание Спецификации процедуры сварки (WPS) и записи о квалификации процедуры (PQR) для документирования параметров сварки и результатов испытаний. Процесс квалификации гарантирует, что сварные швы соответствуют требуемым механическим свойствам и стандартам качества, особенно для ответственных применений.

Для получения оценок REDCOR квалификационные тесты должны включать:

• Макротестирование (пункт 4.7.4): Для оценки дефектов сварного шва и обеспечения соответствия допустимым уровням (таблицы 6.2.1 и 6.2.2).
• Испытания на растяжение и изгиб (пункты 4.7.5 и 4.7.6): Для проверки прочности и пластичности сварного шва.
• Испытание на твердость (пункты 4.7.8 и 4.7.9): Чтобы убедиться, что твердость металла шва и HAZ не превышает установленных пределов (например, 350 HV 10 для HAZ).

Предварительно квалифицированные процедуры и расходные материалы

AS/NZS 1554.1 допускает использование предварительно квалифицированных сварочных процедур и расходных материалов в определенных условиях (пункт 4.3), что сокращает необходимость в обширных испытаниях. Для сталей REDCOR в техническом описании BlueScope указаны предварительно квалифицированные расходные материалы, обеспечивающие совместимость со свойствами стали. Эти расходные материалы подробно описаны в следующем разделе.

Специальные рекомендации по сварке для WR350B, WR350L0B и WR350L20B

Техническая записка BlueScope содержит подробные рекомендации по сварке этих марок, уделяя особое внимание выбору расходных материалов для получения сварных швов, соответствующих стали彼此

Выбор расходных материалов для получения соответствующего покрытия и коррозионной стойкости

Для обеспечения образования патины на сварных швах и коррозионной стойкости, аналогичных исходному материалу, рекомендуется использовать электроды из низколегированной стали, содержащие никель, особенно для многоступенчатых сварных швов. Для однократных сварных швов может быть достаточно разбавления основного металла, особенно для сталей с высоким содержанием фосфора, устойчивых к атмосферным воздействиям, таких как марки WR350. В следующих таблицах приведены данные о расходных материалах, прошедших предварительную квалификацию для различных процессов сварки, в соответствии с техническим примечанием BlueScope и AS/NZS 1554.1.

Таблица 1: Предварительно квалифицированные расходные материалы для стойких к атмосферным воздействиям сталей REDCOR

Таблица 2: Расходные материалы AWS D1.1 для нанесения патины на многопроходные сварные швы

Эти расходные материалы выбираются исходя из их способности придавать металлу сварного шва коррозионную стойкость и характеристики патинирования, аналогичные характеристикам исходной стали. Для однорядных угловых или стыковых сварных швов без переплетения подходят расходные материалы, указанные в таблице 4.6.1(A) стандарта AS/NZS 1554.1, в то время как таблица 4.6.1(C) применима к однорядным сварным швам с переплетением или к перекрывающим швам при многоходовых сварках.

Дефекты сварного шва и контроль качества

AS/NZS 1554.1 определяет допустимые уровни дефектов сварного шва для двух категорий: общего назначения (GP) и конструкционного назначения (SP). Для критических применений, связанных с марками WR350, обычно требуются сварные швы категории SP, что требует более строгих критериев контроля и приемки (таблицы 6.2.1 и 6.2.2). Общие дефекты относятся:

• Трещины: Не допускаются в сварных швах SP.
• Подрез: Ограничен t/10 (максимум 1,5 мм) для SP-швов.
• Пористость: общества с две поверхности пор за 12т длина по СП сварки, с максимальной потерей районе 5%.

Для обнаружения внутренних дефектов и дефектов поверхности рекомендуются методы неразрушающего контроля (NDE), такие как рентгенография (пункт 6.3), ультразвуковой контроль (пункт 6.4), исследование магнитными частицами (пункт 6.5) и исследование на проникновение жидкости (пункт 6.6). Для сварных швов SP 10-50% сварных швов могут потребовать проведения NDE помимо визуального контроля, согласно таблице 7.4.

Рекомендации по сварке стойкой к атмосферным воздействиям стали REDCOR

Чтобы обеспечить высокое качество сварных швов и свести к минимуму дефекты, производителям следует придерживаться следующих рекомендаций:

1. Подготовка поверхности: Очистите сварочные поверхности от загрязнений, таких как масло, жир, ржавчина или окалина, которые могут ухудшить качество сварки. Накипь, которая выдерживает чистку проволочной щеткой, может остаться, согласно пункту 5.1.1.
2. Подгонка стыка: Обеспечьте точное выравнивание и минимальные зазоры (максимум 5 мм или 8 мм для более толстых секций с герметизирующими сварными швами или материалом подложки), чтобы предотвратить прогар и обеспечить надлежащее сращивание (пункт 5.2.3).
3. Контроль параметров сварки: Поддерживайте рекомендуемые ток, напряжение и скорость перемещения, чтобы контролировать подвод тепла и избегать образования горячих трещин в более тонких секциях. Для многодуговых процессов рассчитайте общую энергию дуги как сумму отдельных дуг (пункт 5.3.4).
4. Предварительный нагрев и температура между слоями: Применяйте предварительный нагрев в соответствии с таблицами 5.3.4(A) и 5.3.4(B), обеспечивая достижение заданной температуры по всей толщине (пункт 5.3.3). Для сейсмостойких сталей поддерживайте максимальную температуру между проходами на уровне 300°C, если не указано иное (пункт 5.3.5).
5. Очистка после сварки: Удалите шлак и плотно прилипшие брызги для облегчения осмотра и поддержания эстетического вида (пункт 5.11). Сварные швы не следует окрашивать до тех пор, пока они не будут проверены и приняты к эксплуатации.
6. Осмотр и тестирование: Проведите 100% визуальный осмотр всех сварных швов (пункт 7.3) и дополнительный NDE для сварных швов SP, как указано. Убедитесь, что инспекторы квалифицированы в соответствии с пунктом 7.2 и имеют сертификаты, аналогичные сертификатам Австралийского института сварочных технологий.
7. Предотвращение разрыва пластин: Для тройниковых и крестообразных соединений выбирайте материалы с достаточной пластичностью по толщине (значения Z) в соответствии с приложением H. Ультразвуковое исследование основного металла может помочь выявить включения, которые могут привести к разрыву пластин (Приложение H3).

Заключение

Сварка стойких к атмосферным воздействиям сталей REDCOR марок WR350B, WR350L0B и WR350L20B требует соблюдения определенных рекомендаций для сохранения их коррозионной стойкости и эстетического вида патины. Выбирая подходящие расходные материалы с водородным контролем, применяя необходимый предварительный нагрев, контролируя подачу тепла и следуя стандартам AS / NZS 1554.1: 2014, производители могут производить высококачественные сварные швы, подходящие для применения в конструкциях. Использование никельсодержащих электродов для многоступенчатых сварных швов обеспечивает соответствующие коррозионные свойства, в то время как тщательный контроль и испытания гарантируют целостность сварного шва. Подробные рекомендации по расходным материалам и техническое руководство приведены в AS/NZS 1554.1:2014.

Страницы: 1 2