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哈氏合金管焊接凹陷

讓焊管有更好的耐腐蝕能力：冷拔管和“敲打焊縫”管材的區別? ?

很多流體工藝設計和熱交換器需要用到管材。當有強腐蝕性介質存在時，通常會選擇鎳合金的管材。由于焊縫處最容易受到腐蝕，我們經常就會選擇無縫管。然而，無縫管高昂的價格讓設計者轉而選擇經過冷加工然后退火的焊管。冷加工加上退火使焊縫處進行重結晶并且組織均勻化，這樣它就接近于無縫變形材料的微觀結構了。? 大多數高鉬鎳基合金的焊管都是基于ASTM?B626?III級的標準生產的。III級的標準包含了冷加工以及固溶退火的要求。然而，在這個標準中，對焊縫進行冷加工的方法以及冷加工量就由客戶來決定了。大家都知道焊縫處金屬的組織類似于鑄體，而足夠的冷加工量是達到完全重結晶和均勻組織所必需的。通常需要焊縫處的減薄量達到15%，才能保證焊縫處的金屬在退火過程中完成完全的重結晶并達到均勻的組織。? 不同的管材廠使用不同的技術來進行冷加工。在不銹鋼管材廠通常使用的是敲打焊縫或者擠壓焊縫的方式來加入一定的冷加工量。相反，在專門生產鎳基合金管材的廠當中都是使用冷拔或者冷軋來進行冷加工的。這是根據材料不同的變形特性來決定的。? 這兩種冷加工方法都符合ASTM?B626?IIA級,?IIB級和III級的標準。這兩種工藝之間的成本差異可能有幾千美金。這對不銹鋼管的生產來說是比較可觀的，但節省這樣的成本對使用哈氏合金管材來抵抗苛刻環境、保證正常生產的廠家來說是就可能產生問題。很多普通C-276“敲打焊縫”的管材就是因為焊縫處先被腐蝕而報廢的。一部分這樣的管子就換成了符合同樣ASTM標準的Hastelloy??C-276的冷拔管。? 從這里我們可以看到，當時是出于省錢而做出這樣的購買決定。然而最后結果說明這種省錢只是一種假象，而且導致的非計劃停產和設備替換的費用是相當高的。??? 冷加工方式對哈氏合金抗腐蝕性能的影響? 即使哈氏合金的管材中含有高的鉻鉬鎢的成分來抵抗腐蝕性強的化學物質，但是它們仍然需要一個“優化”的冶金結構來達到預期的抗腐蝕性。當哈氏合金沒有進行優化的時候，比如部分重結晶或者不完全均勻組織的焊縫，這樣就很可能發生局部腐蝕并在焊縫上蔓延開來。?在對一些“敲打焊縫”的管材做了失效分析后確認了腐蝕總是先發生在焊縫處。腐蝕沿著部分重結晶的焊縫的偏析/稀釋區域蔓延開來。穿孔和泄漏就可能發生了。??

基于ASTM?B626?IIA級,?IIB級,?III級標準的材料都是靠焊管的焊縫具有優化重結晶以及組織均勻的微觀結構來提高抗腐蝕能力的。理論上，“敲打焊縫”或者“擠壓焊縫”也能夠對焊接的鑄態結構提供適量的冷加工。當進行固溶退火時就能夠讓焊縫達到完全重結晶和組織均勻化。? 對很多不銹鋼的焊管來說，“敲打焊縫”就能夠達到期望的微觀結構和相應ASTM規范要求的抗腐蝕性。然而，大家都知道高鉬鎳基合金比不銹鋼冷加工要難得多，并且會有少量不規則的焊縫出現。這些焊縫的不規則以及變形的特性阻礙了通過敲打焊縫形成完全的重結晶，同時也無法達到焊縫處15%的減薄量。另外，高鉬合金的枝晶偏析也是一個很重要的影響因素，必須通過嚴格控制的熱處理（時間和溫度）來使焊縫達到期望的均勻組織。? 即使是幾近完美的焊縫，通過敲打焊縫可能會在熔化線上導致輕微的下陷。這些下陷的區域可能在強腐蝕性的介質中形成縫隙腐蝕。雖然說大多數哈氏合金對這種潛在的縫隙腐蝕區域都有足夠的抵抗能力，主要是因為焊縫處的金屬只有部分重結晶以及沒有達到完全均勻組織，所以才需要優化抗腐蝕能力。??? 實際生產中，對高鉬鎳基合金來說，不可能一直保持完美的焊縫以及好的敲擊，事實上會產生不對稱的焊縫。在這種情況下，通過敲打，只有部分焊縫得到適量的冷變形，而另一些區域就一點都沒有。這樣，退火就只能使焊縫達到部分的重結晶。對最終用戶的影響? 廠家在要使用管材時都希望能找到具有優化冶金狀態的質量穩定的產品。理論上，符合ASTM標準的工藝應該保證質量的穩定性和確定的冶金狀態。然而，ASTM標準將冷加工方法的，就是只對焊縫進行冷加工（敲打焊縫）和對焊縫以及母材都進行冷加工（冷拔），留給了客戶來進行選擇。這樣，就需要附加詳細的標準來保證優化的冶金狀態以達到最好的抗腐蝕能力。? 一些生產廠是通過傳統的評估技術來保證穩定的產品冶金狀態，比如檢驗。然而，檢查不能每次都將冶金狀態不好的管材挑出來。因為如果管材的焊接缺陷程度低于檢測標準，那它就并不一定會被檢驗為次品（通過渦流測試，超聲波測試）。這樣的情況已經給工廠生產帶來災難性的后果。???