Welche Probleme müssen bei der Schweißung von rostfreien Stahlrohren beachtet werden?

Beim Schweißen von Edelstahlrohren für den industriellen Flüssigkeitstransport sollten die folgenden Schlüsselpunkte beachtet werden:

1. Auswahl des Schweißverfahrens

Vermeiden Sie die Verwendung von Hochtemperaturverfahren wie der Sauerstoff-Acetylen-Schweißung, um den Verlust von Legierungselementen und die Ausscheidung von Karbiden zu verhindern (z. B. im Sensibilisierungstemperaturbereich von 450~850℃). 

2. Vorbereitung vor dem Schweißen

Nutbehandlung: Polieren Sie die Nut bis auf metallischen Glanz, entfernen Sie Öl und Zunder und verwenden Sie mechanische Bearbeitung oder Plasmaschneiden (Vermeidung von Kohlenstoffkontamination). 

Schutzgasfüllung mit Argon: Füllen Sie vor dem Schweißen das Rohrinnere mit Argon (Reinheit ≥ 99,99 %) mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 bis 15 L/min, bis der Sauerstoffgehalt weniger als 50 ppm beträgt. Dies verhindert die Oxidation der Rückseite der Schweißnaht und die Bildung einer "Schlackenschale", wodurch die Korrosionsbeständigkeit verringert wird. 

Fixierung des Werkstücks: Verwenden Sie eine Vorrichtung für eine starre Fixierung, um Schweißverformungen zu reduzieren und Spannungen durch erzwungene Ausrichtung zu vermeiden. 

3. Anpassung des Schweißmaterials

Die Schweißstäbe/Schweißdrähte müssen der Zusammensetzung des Grundmaterials entsprechen:

Für 304-Grundmaterial wird ER308L-Schweißdraht (niedrigkohlenstoffhaltig) ausgewählt; für 316L wird ER316L gewählt. Vermeiden Sie Korrosion, die durch eine Fehlanpassung des Kohlenstoffgehalts oder der Legierungselemente verursacht wird. 

Bei der Verschweißung unterschiedlicher Stahlsorten (z. B. 304 und 316L) werden hochlegierte Schweißdrähte (z. B. ER317L) ausgewählt, um die Zusammensetzungsanforderungen beider Materialien zu erfüllen. 

4. Steuerung der Schweißparameter

Strom und Geschwindigkeit: Verwenden Sie einen niedrigen Strom (etwa 20 % niedriger als für Kohlenstoffstahl) und eine schnelle Schweißgeschwindigkeit, um die Wärmeeinbringung zu reduzieren, die Zwischenlagentemperatur auf ≤ 150°C zu halten und die Kornvergröberung in der wärmebeeinflussten Zone zu verhindern. 

Winkel der Schweißpistole: Beim Argonbogenschweißen sollte der Winkel zwischen der Schweißpistole und dem Werkstück zwischen 70° und 80° gehalten werden, und die Lichtbogenlänge sollte 2 bis 4 mm betragen. Stellen Sie sicher, dass der Schmelzpool ausreichend geschützt ist. 

Anzahl der Schweißlagen: Bei dickwandigen Rohren erfolgt das Schweißen schichtweise. Jede Schicht sollte eine Dicke von nicht mehr als 3mm haben. Die Schlacke und Spritzer zwischen den Schichten sollten entfernt werden, um Schlackeneinschlüsse und unvollständige Verschmelzungen zu vermeiden. 

5. Korrosionsschutz und Spannungskontrolle

Vermeidung von Eisenionenkontamination: Schweißwerkzeuge (z. B. Drahtbürsten, Spannvorrichtungen) sollten aus speziellem Edelstahl hergestellt sein, um Kontakt mit Kohlenstoffstahl zu vermeiden, der zu "Eisendurchdringung" und elektrochemischer Korrosion führen könnte. 

Nachbehandlung nach dem Schweißen:

Beizen und Passivieren: Verwenden Sie eine Lösung aus Salpetersäure und Flusssäure, um Schweißschlacke und Oxidschichten zu entfernen und einen gleichmäßigen Passivierungsfilm (Cr₂O₃) zu bilden, der die Korrosionsbeständigkeit verbessert. 

Spannungsarmglühen: Bei Hochdruck- oder Großdurchmesserrohren führen Sie nach dem Schweißen eine Lösungsglühbehandlung (Wasserkühlung bei 1050~1100℃) oder eine Niedertemperaturglühung (Halten bei 300~400℃) durch, um die Schweißspannungen zu verringern und Rissbildung zu vermeiden. 

6. Spezielle Medien- und Umweltreaktion

Chloridempfindliche Szenarien: Beim Transport von Medien wie Meerwasser und Salzlösungen müssen Schweißspritzer (die Cl⁻-Verunreinigungen enthalten) streng kontrolliert werden. Nach dem Schweißen muss die Oberfläche gründlich gereinigt und auf Cl⁻-Rückstände (≤ 25 ppm) getestet werden.

Hohtemperatur-/Niedrigtemperaturleitungen: Für Hochtemperaturleitungen (z. B. Dampfleitungen) sollten Hochtemperatur-Schweißstäbe (z. B. ER310) verwendet werden; für Niedrigtemperaturleitungen (z. B. Flüssiggasleitungen) müssen die Schweißnähte eine niedrige Temperaturstoßzähigkeit aufweisen (Nickelbasis-Schweißstäbe sollten ausgewählt werden).

7. Qualitätsprüfung und Akzeptanz

Visuelle Prüfung: Die Oberfläche der Schweißnaht sollte glatt sein, ohne Risse, Poren oder Unterschneidungen (Tiefe ≤ 0,5 mm, Länge ≤ 10 % der Gesamtlänge der Schweißnaht).

Nichtzerstörende Prüfung:

Für Hochdruckleitungen (≥ 10 MPa) oder Leitungen, die giftige Medien transportieren, ist eine 100 %-ige Röntgenprüfung (RT) oder Ultraschallprüfung (UT) erforderlich;

Für allgemeine Rohrleitungen werden Stichprobenprüfungen gemäß den Entwurfsanforderungen durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der Prüfung der wärmebeeinflussten Zonen und der Lichtbogen-Endpunkte liegt.

Druckprüfung: Nach Abschluss der Schweißarbeiten werden Hydraulik-/Luftdruckprüfungen gemäß den Spezifikationen durchgeführt. Bei austenitischen Edelstahlrohrleitungen sollte die Wasserqualität Cl⁻ auf ≤ 25 ppm kontrolliert werden, um Spannungskorrosion zu vermeiden. 

Zusammenfassung: Der Schweißprozess muss während des gesamten Prozesses streng kontrolliert werden, einschließlich Technologie, Materialien, Parametern, Korrosionsschutzmaßnahmen und Prüfungen. Das Kernziel besteht darin, thermische Schäden zu minimieren, Korrosionsrisiken zu vermeiden und die strukturelle Festigkeit sicherzustellen, um so den sicheren und zuverlässigen Betrieb von Edelstahlrohrleitungen im industriellen Fluidtransport zu gewährleisten.