Tipai ir pagrindinės suvirinimo įtrūkimų charakteristikos susidarant atsparusiems plieninėms plokštelėms

Tobulinant tokias pramonės šakas kaip plienas, naftos chemijos, laivų statybos ir elektros energija, suvirinimo struktūra paprastai būna didelės apimties, didelės talpos ir aukšto parametro, o kai kurios vis dar dirba žemoje temperatūroje, kriogeninėje, korozinėje terpėje ir kitoje aplinkoje.
Todėl vis dažniau naudojamos įvairūs žemo lygio ilgio plienai, vidutinio ir aukšto lydinio plienai, super stiprumo plienas ir įvairios lydinio medžiagos. Tačiau pritaikius šiuos plieno tipus ir lydinius, suvirinimo gamyboje kilo daugybė naujų problemų, tarp kurių suvirinimo įtrūkimai yra dažnesni ir labai rimti. Įtrūkimai kartais atsiranda suvirinimo metu, o kartais ir išdėstymo ar veikimo metu, ir yra vadinamieji uždelstais įtrūkimais. Tokie įtrūkimai yra dar kenksmingi, nes jų negalima aptikti gamybos metu. Suvirinimo proceso metu yra daugybė įtrūkimų. Remiantis įtrūkimų pobūdžiu, suvirinimo įtrūkimus susidėvėjimui atsparių plieninių plokštelių įtrūkimus galima apytiksliai suskirstyti į šias penkias kategorijas:
1. Karštas įtrūkimas
Karšti įtrūkimai suvirinimo metu susidaro aukštoje temperatūroje, todėl jie vadinami karštais įtrūkimais. Remiantis susidėvėjimu atsparios plieno plokštelės sudėtimi, forma, temperatūros zona ir pagrindinė šiluminių įtrūkimų priežastis taip pat skiriasi. Todėl šiluminiai įtrūkimai yra suskirstyti į tris tipus: kristalizacijos įtrūkimai, suskystinimo įtrūkimai ir daugiakampiai įtrūkimai.
1) Kristaliniai įtrūkimai
Vėlesniame kristalizacijos etape skysta plėvelė, kurią sudaro mažos pajėgumo eutektika, susilpnina grūdų ryšį, o įtrūkimai atsiranda veikiant tempimo įtempiui.
Tai daugiausia pasireiškia anglies plieno ir žemo lydinio plieno suvirinimo siūluose, turinčiuose daugiau priemaišų (daug sieros, fosforo, geležies, anglies ir silicio) ir vienfazio austenitinio plieno, nikelio pagrindu pagamintų lydinių ir tam tikrų aliuminio lydinių suvirinimo. Atskirais atvejais kristalizacijos įtrūkimai taip pat gali atsirasti šilumos paveiktoje zonoje.
2) Aukštos temperatūros suskystinimo įtrūkimai
Veikiant suvirinimo šilumos ciklo smailės temperatūrai, tarp šilumos paveiktos zonos ir daugiasluoksnio suvirinimo sluoksnių, o įtrūkimai susidaro veikiant stresui.
Jis daugiausia pasireiškia didelio stiprumo plienu, kuriame yra chromo-nikelio, austenitinio plieno ir kai kurių nikelio pagrindu pagamintų lydinių šalia siūlės arba tarp daugiasluoksnio suvirinimo sluoksnių. Kai sieros, fosforo ir silicio anglis store metalo ir suvirinimo vieloje yra didelis, suskystinimo įtrūkimų tendencija žymiai padidės.
3) Daugiašaliai įtrūkimai
Kietojo kristalizacijos priekis, veikiant aukštai temperatūrai ir stresui, garso defektai juda ir susirenka, kad sudarytų antrinę ribą, kuri aukštoje temperatūroje yra žemoje plastikinėje būsenoje, o įtrūkimai susidaro esant stresui. Daugiašaliai įtrūkimai dažniausiai būna grynųjų metalų suvirinimo siūlėse arba vienfaziuose austenitiniuose lydiniuose arba artimos srityje, kuri priklauso karštų įtrūkimų tipui.
2. Pakartotinis įtrūkimas
Plienams su storomis plokštelėmis suvirintos konstrukcijos ir turintys tam tikrus kritulius stiprinančius lydinius, atliekant streso palengvinimo šilumos apdorojimo ar tarnybos metu tam tikroje temperatūroje, įtrūkimai, atsirandantys šiurkščiavilnių suvirinimo šilumos paveiktos zonos dalyse, vadinami pakartotiniais įtrūkimais. Šildymo įtrūkimai dažniausiai būna šiurkščiavilnių suvirinimo šilumos paveiktos zonos, turinčios žemo lydinio aukšto stiprumo plieno, perlitinę šilumos atsparaus plieno, austenitinio nerūdijančio plieno ir kai kurių nikelio pagrindu pagamintų lydinių, dalis.
3. Šaltas įtrūkimas
Šaltas įtrūkimas yra savotiškas įtrūkimas, labiau paplitęs suvirinant, ir po suvirinimo jis susidaro atvėsus iki žemesnės temperatūros. Šalti įtrūkimai daugiausia atsiranda suvirinimo šilumos paveiktoje žemo lydinio plieno, vidutinio lydinio plieno, vidutinio anglies ir didelio anglies plieno zonoje. Atskirais atvejais, pavyzdžiui, suvirinant ypač didelio stiprumo plieną ar tam tikrus titano lydinius, ant suvirinimo metalo taip pat atsiranda šalti įtrūkimai.
Pagal suvirinto plieno tipą ir struktūrą yra įvairių rūšių šaltų įtrūkimų, kuriuos galima apytiksliai suskirstyti į šias tris kategorijas:
1) atidėtas įtrūkimas
Tai yra dažna šaltų įtrūkimų forma, o pagrindinis jo bruožas yra tas, kad jis nepasirodo iškart po suvirinimo, bet turi bendrą inkubacijos periodą ir yra įtrūkimas su uždelstomis savybėmis, atsirandančiomis veikiant sukietėjusiam struktūrai, vandenilio ir santūrumo įtempiui.
2) Gesinant įtrūkimą
Toks įtrūkimas iš esmės neturi vėlavimo reiškinio, ir jis randamas iškart po suvirinimo. Kartais jis atsiranda ant suvirinimo, o kartais jis atsiranda šilumos paveiktoje zonoje. Daugiausia yra sukietėjusių konstrukcijų ir įtrūkimų, susidarančių suvirinimo stresu.
3) Žemo plastiko trapūs įtrūkimai
Kai kurioms medžiagoms, kurių plastiškumas yra žemas, kai medžiaga atvėsinama iki žemos temperatūros, susitraukimo jėgos sukelta deformacija viršija pačios medžiagos plastiką arba įtrūkimą, kai medžiaga tampa trapi. Kadangi jis gaminamas žemesnėje temperatūroje, tai taip pat yra dar viena šalto įtrūkimo forma, tačiau nėra jokio vėlavimo reiškinio.
4. Lamellar ašarojimas
Didelio masto naftos gamybos platformų ir storų sienelių slėgio indų gamybos procese laipteliai įtrūkimai, lygiagrečiai su riedėjimo kryptimi, kartais atsiranda, vadinamosios sluoksnio ašarojimo.
Tai daugiausia dėl to, kad yra sluoksniuotų intarpų (išilgai riedėjimo krypties) plieninės plokštelės viduje, ir dėl suvirinimo metu susidarančios streso statmena riedėjimo kryptimi, todėl „laipteliai“ yra sluoksniuoti.
5. Streso korozijos įtrūkimas
Kai kurios suvirintos konstrukcijos (pvz., Indai ir vamzdžiai) yra uždelsti įtrūkimai, susidarantys veikiant korozinei terpei ir stresui. Veiksniai, darantys įtaką streso korozijos įtrūkimui, yra struktūros medžiaga, korozinės terpės rūšis, struktūros forma, gamybos ir suvirinimo procesas, suvirinimo medžiaga ir streso palengvinimo laipsnis. Streso korozija vyksta tarnavimo metu.