จะป้องกันการเกิดออกซิเดชันระหว่างการเชื่อมท่อเชื่อมไททาเนียมได้อย่างไร?

ในฐานะซัพพลายเออร์ท่อเชื่อมไทเทเนียม ฉันเข้าใจถึงความสำคัญอย่างยิ่งยวดของการป้องกันการเกิดออกซิเดชันในระหว่างกระบวนการเชื่อม ออกซิเดชันสามารถลดคุณภาพของท่อเชื่อมไททาเนียมลงอย่างมาก ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลลดลง ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง และอายุการใช้งานโดยรวมสั้นลง ในบล็อกนี้ ฉันจะแบ่งปันวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันระหว่างการเชื่อมท่อเชื่อมไทเทเนียม

ทำความเข้าใจกลไกการออกซิเดชันของไทเทเนียม

ไทเทเนียมเป็นโลหะที่มีปฏิกิริยาสูง โดยเฉพาะที่อุณหภูมิสูง เมื่อไททาเนียมสัมผัสกับออกซิเจน ไนโตรเจน หรือไฮโดรเจนระหว่างการเชื่อม จะสามารถสร้างออกไซด์ ไนไตรด์ และไฮไดรด์บนพื้นผิวได้ สารประกอบเหล่านี้อาจทำให้เกิดความเปราะบาง ความพรุน และการแตกร้าวในแนวเชื่อม ซึ่งทำให้ความสมบูรณ์ของท่อลดลง อัตราการเกิดออกซิเดชันของไทเทเนียมจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามอุณหภูมิ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องควบคุมอุณหภูมิและบรรยากาศโดยรอบระหว่างการเชื่อม

การเตรียมก่อนการเชื่อม

การทำความสะอาดวัสดุ

ก่อนการเชื่อมต้องทำความสะอาดพื้นผิวของท่อเชื่อมไททาเนียมให้สะอาดหมดจด สารปนเปื้อนใดๆ เช่น น้ำมัน จาระบี สิ่งสกปรก หรือชั้นออกไซด์สามารถทำปฏิกิริยากับไทเทเนียมในระหว่างการเชื่อมและส่งเสริมการเกิดออกซิเดชัน ใช้ตัวทำละลายที่เหมาะสม เช่น อะซิโตนหรือไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ ในการทำความสะอาดพื้นผิวท่อ หลังจากทำความสะอาดแล้ว ให้เช็ดท่อให้แห้งสนิทเพื่อป้องกันความชื้นไม่ให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น

การเตรียมขอบ

การเตรียมขอบอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเชื่อมคุณภาพสูง ขอบของท่อควรได้รับการกลึงให้เรียบโดยมีมุมเอียงเฉพาะ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการหลอมรวมที่ดีและลดความเสี่ยงของการซึมผ่านที่ไม่สมบูรณ์ ซึ่งสามารถดักจับออกซิเจนและทำให้เกิดออกซิเดชันได้ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้ V - bevel หรือ U - bevel ขึ้นอยู่กับความหนาของท่อ

การควบคุมบรรยากาศการเชื่อม

การป้องกันก๊าซเฉื่อย

วิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดวิธีหนึ่งในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันระหว่างการเชื่อมไทเทเนียมคือการใช้การป้องกันก๊าซเฉื่อย อาร์กอนและฮีเลียมมักใช้ก๊าซเฉื่อยเนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยากับไทเทเนียม ในระหว่างการเชื่อม ก๊าซเฉื่อยจะไหลอย่างต่อเนื่องเหนือพื้นที่เชื่อมเพื่อแทนที่ออกซิเจนและก๊าซที่เกิดปฏิกิริยาอื่นๆ

• การเชื่อมทิก: ในการเชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อยทังสเตน (TIG) อิเล็กโทรดทังสเตนจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างส่วนโค้ง และสระเชื่อมได้รับการปกป้องด้วยเกราะป้องกันก๊าซเฉื่อย ควรปรับอัตราการไหลของก๊าซอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าครอบคลุมพื้นที่เชื่อมอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น สำหรับท่อเชื่อมไทเทเนียมผนังบาง อัตราการไหลของก๊าซ 10 - 15 ลิตรต่อนาทีอาจเพียงพอ ในขณะที่สำหรับท่อที่หนากว่า อาจต้องใช้อัตราการไหลสูงกว่า 15 - 20 ลิตรต่อนาที
• การเชื่อม MIG: การเชื่อมโลหะด้วยก๊าซเฉื่อย (MIG) สามารถใช้เชื่อมไทเทเนียมได้เช่นกัน เช่นเดียวกับการเชื่อม TIG มีการใช้ก๊าซป้องกันเพื่อปกป้องสระเชื่อม อย่างไรก็ตาม การเชื่อม MIG จำเป็นต้องมีการควบคุมการไหลของก๊าซและพารามิเตอร์การเชื่อมที่แม่นยำยิ่งขึ้นเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

แก๊สสำรอง

นอกเหนือจากการป้องกันก๊าซด้านหน้า - ด้านข้างแล้ว ก๊าซสำรองยังจำเป็นสำหรับการเชื่อมไทเทเนียมอีกด้วย แก๊สสำรองช่วยปกป้องด้านหลังของรอยเชื่อมจากการเกิดออกซิเดชัน สามารถใช้ฟิกซ์เจอร์ยึดติดแก๊สหรือแผงกั้นท้ายเพื่อจ่ายแก๊สสำรองได้ เช่น เมื่อเชื่อมกท่อเชื่อมไทเทเนียมสามารถใช้แท่งสำรองทองแดงที่มีช่องแก๊สเพื่อให้แน่ใจว่ามีการจ่ายก๊าซเฉื่อยอย่างต่อเนื่องไปยังด้านหลังของแนวเชื่อม

การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การเชื่อม

กระแสเชื่อมและแรงดัน

ควรเลือกกระแสและแรงดันไฟฟ้าในการเชื่อมอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการหลอมละลายเหมาะสมโดยไม่ทำให้ไทเทเนียมร้อนเกินไป กระแสการเชื่อมสูงอาจทำให้อุณหภูมิของบริเวณรอยเชื่อมเพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้ความเสี่ยงต่อการเกิดออกซิเดชันเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน กระแสเชื่อมต่ำอาจส่งผลให้ฟิวชันไม่สมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น สำหรับกท่อเชื่อมไทเทเนียม Gr12ด้วยความหนาของผนังที่แน่นอน จึงสามารถกำหนดกระแสการเชื่อมและแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมได้ผ่านการทดสอบการเชื่อม

ความเร็วในการเชื่อม

ความเร็วในการเชื่อมยังส่งผลต่อกระบวนการออกซิเดชั่นด้วย ความเร็วในการเชื่อมที่ช้าอาจทำให้บริเวณรอยเชื่อมสัมผัสกับบรรยากาศเป็นเวลานาน เพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดออกซิเดชัน อย่างไรก็ตาม ความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็วอาจทำให้เกิดการหลอมละลายที่ไม่สมบูรณ์ได้ ดังนั้นควรปรับความเร็วในการเชื่อมตามกระแสการเชื่อม แรงดันไฟฟ้า และความหนาของท่อ

การรักษาหลังการเชื่อม

การควบคุมอัตราการทำความเย็น

หลังการเชื่อม ควรควบคุมอัตราการทำความเย็นของท่อเชื่อมไททาเนียมเพื่อป้องกันการก่อตัวของเฟสเปราะ อัตราการทำความเย็นที่รวดเร็วอาจทำให้เกิดความเครียดภายในและการแตกร้าว ในขณะที่อัตราการทำความเย็นที่ช้ามากอาจส่งเสริมการเติบโตของชั้นออกไซด์ ใช้วิธีการทำความเย็นที่เหมาะสม เช่น การระบายความร้อนด้วยอากาศ หรือ การระบายความร้อนด้วยอากาศ ขึ้นอยู่กับขนาดและความหนาของท่อ

การรักษาพื้นผิว

หลังจากการเชื่อม พื้นผิวของท่อเชื่อมไททาเนียมอาจยังมีชั้นออกไซด์เล็กน้อยอยู่บ้าง การรักษาพื้นผิวหลังการเชื่อมสามารถใช้เพื่อขจัดออกไซด์เหล่านี้และปรับปรุงผิวสำเร็จได้ สามารถใช้วิธีการต่างๆ เช่น การดองหรือการขัดเชิงกลได้ การดองเกี่ยวข้องกับการจุ่มท่อในสารละลายเคมีเพื่อละลายชั้นออกไซด์ ในขณะที่การขัดเชิงกลใช้วัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเพื่อกำจัดออกไซด์

กรณีศึกษา: การป้องกันการเกิดออกซิเดชันในท่อเชื่อมไทเทเนียมลำกล้องขนาดใหญ่

เมื่อต้องรับมือกับท่อเชื่อมไทเทเนียมลำกล้องขนาดใหญ่ความท้าทายในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันก็ยิ่งมากขึ้นไปอีก พื้นที่ผิวขนาดใหญ่และความหนาของท่อจำเป็นต้องมีการควบคุมบรรยากาศและพารามิเตอร์การเชื่อมที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ในโครงการล่าสุด เรากำลังเชื่อมท่อไทเทเนียมลำกล้องขนาดใหญ่สำหรับโรงงานแปรรูปเคมี เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน เราใช้ก๊าซอาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูงร่วมกันสำหรับการป้องกันก๊าซทั้งด้านหน้าและด้านหลัง นอกจากนี้เรายังปรับพารามิเตอร์การเชื่อมให้เหมาะสม รวมถึงกระแสการเชื่อมที่ลดลงและความเร็วในการเชื่อมที่สูงขึ้นเพื่อลดการป้อนความร้อน หลังการเชื่อม เราควบคุมอัตราการเย็นตัวอย่างระมัดระวัง และดำเนินการปรับสภาพพื้นผิวหลังการเชื่อม เป็นผลให้ท่อเชื่อมมีคุณภาพดีเยี่ยมโดยไม่มีสัญญาณออกซิเดชั่นที่มองเห็นได้ และเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของลูกค้า

บทสรุป

การป้องกันการเกิดออกซิเดชันระหว่างการเชื่อมท่อเชื่อมไทเทเนียมเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนแต่สำคัญ ด้วยการปฏิบัติตามวิธีการที่กล่าวมาข้างต้น รวมถึงการเตรียมก่อนการเชื่อม การควบคุมบรรยากาศในการเชื่อม การปรับพารามิเตอร์การเชื่อมให้เหมาะสม และการรักษาหลังการเชื่อม เราจึงสามารถรับประกันได้ว่างานเชื่อมคุณภาพสูงพร้อมคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานการกัดกร่อน

หากคุณต้องการท่อเชื่อมไทเทเนียมคุณภาพสูง หรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับกระบวนการเชื่อม โปรดติดต่อเราเพื่อขอหารือและจัดซื้อเพิ่มเติม เรามุ่งมั่นที่จะมอบผลิตภัณฑ์และบริการที่ดีที่สุดให้กับคุณ

อ้างอิง

• มาตรฐาน AWS D16.1/D16.1M:20 สำหรับข้อกำหนดด้านคุณภาพการเชื่อมในอวกาศ - Fusion Welding
• รหัสหม้อไอน้ำและภาชนะรับความดัน ASME ส่วนที่ 9 - คุณสมบัติการเชื่อมและการประสาน