Beim Einsatz der spiralförmigen Stahlrohrkonstruktion ist das Schweißen und Schneiden unumgänglich.SpiralstahlrohrAufgrund der Eigenschaften von Spiralstahlrohren weist das Schweißen und Schneiden von Spiralstahlrohren im Vergleich zu normalem Kohlenstoffstahl Besonderheiten auf. Es treten häufiger verschiedene Fehler in den Schweißverbindungen und der Wärmeeinflusszone (WEZ) auf. Die Schweißleistung von Spiralstahlrohren zeigt sich hauptsächlich in folgenden Aspekten: Der hier erwähnte Hochtemperaturriss bezieht sich auf Risse, die beim Schweißen entstehen. Hochtemperaturrisse lassen sich grob in Erstarrungsrisse, Mikrorisse, WEZ-Risse und Wiedererwärmungsrisse unterteilen.
Niedertemperaturrisse können in spiralförmigen Stahlrohren auftreten. Da die Hauptursachen Wasserstoffdiffusion, der Grad der Verklebung der Schweißverbindung und das darin enthaltene gehärtete Gefüge sind, besteht die Lösung hauptsächlich darin, die Wasserstoffdiffusion während des Schweißprozesses zu reduzieren, eine geeignete Vorwärmung und Nachwärmebehandlung durchzuführen und den Grad der Verklebung zu verringern.
Die Zähigkeit von Schweißverbindungen: Um die Anfälligkeit für Hochtemperaturrisse in spiralförmigen Stahlrohren zu verringern, werden üblicherweise 5–10 % Ferrit in die Materialzusammensetzung aufgenommen. Das Vorhandensein dieser Ferritbestandteile führt jedoch zu einer Verringerung der Tieftemperaturzähigkeit.
Beim Schweißen von spiralförmigen Stahlrohren verringert sich der Austenitanteil im Schweißnahtbereich, was die Zähigkeit beeinträchtigt. Zudem nimmt die Zähigkeit mit steigendem Ferritanteil deutlich ab. Es ist nachgewiesen, dass die Zähigkeit von Schweißverbindungen aus hochreinem ferritischem Edelstahl aufgrund der Vermischung von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff erheblich sinkt.
Der erhöhte Sauerstoffgehalt in den Schweißverbindungen einiger Stähle führt zur Bildung von Oxid-Einschlüssen. Diese Einschlüsse können Risse verursachen oder deren Ausbreitung begünstigen, was die Zähigkeit verringert. Bei manchen Stählen wird dem Schutzgas Luft beigemischt, wodurch der Stickstoffgehalt ansteigt und sich lamellenförmiges Cr₂N auf der Spaltebene {100} der Matrix bildet. Die Matrix härtet aus, und die Zähigkeit nimmt ab.
σ-Phasenversprödung: Austenitischer Edelstahl, ferritischer Edelstahl und Duplexstahl neigen zur σ-Phasenversprödung. Da sich einige Prozent der α-Phase im Gefüge ausscheiden, wird die Zähigkeit deutlich reduziert. Die α-Phase scheidet sich im Allgemeinen im Bereich von 600 bis 900 °C, insbesondere um 75 °C, aus. Um das Auftreten der α-Phase zu verhindern, sollte der Ferritgehalt in austenitischem Edelstahl so weit wie möglich reduziert werden.
Bei längerer Haltezeit bei 475 °C (370–540 °C) zersetzt sich die Fe-Cr-Legierung in eine α-Mischkristallphase mit niedriger Chromkonzentration und eine α'-Mischkristallphase mit hoher Chromkonzentration. Übersteigt die Chromkonzentration in der α'-Mischkristallphase 75 %, ändert sich die Verformung von Gleitverformung zu Zwillingsverformung, was zur Versprödung bei 475 °C führt.
Veröffentlichungsdatum: 01.09.2023