تاثیر دمای آنیل انحلالی بر جوش پذیری تعمیری کویلهای (1.4852) HP پیرشده مورد استفاده در کوره های کراکینگ پتروشیمی

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 10، دوره 9، شماره 3، آذر 1394، صفحه 117-131   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

هادی رضایی^{* 1}؛ حامد ثابت²؛ رضا محمودی³

¹کارشناس ارشد بازرسی فنی

²- استادیارگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، کرج، ایران

³استاد دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

فولادهایHP درحالت ریختگی قابلیت جوش پذیری خوبی دارند اما نگرانی عمده در مورد جوشکاری تعمیری این فولادها می باشد زیرا چنانچه به مدت طولانی و دمای بالا (حدود 1000درجه سانتی گراد) در سرویس قرار گیرند، تشکیل کاربیدهای پراکنده و درشت ثانویه در زمینه باعث تردی و افت شدید انعطاف پذیری و جوش پذیری می گردد. در تحقیق حاضر تاثیر دماهای آنیل انحلالی بر جوش پذیری فولاد HP مورد بررسی قرار گرفته شده است، برای این منظور پنج نمونه از فولاد مذکور که پس از یک دوره کارکرد (30000 ساعت) شرایط اولیه خود را از دست داده بودند انتخاب و پس از انجام آنیل در دماهای 900،1100،1150 و1200 درجه سانتی گراد، نمونه های آنیل شده و یک نمونه پیر شده تحت جوشکاری به روش GTAW با استفاده از فلز پرکننده ER2535 قرار گرفتند. سپس سختی سنجی و بررسی میکروسکوپی (OM+SEM) و آزمون کشش داغ در دمای 950 درجه سانتی گراد معادل دمای کارکرد نمونه ها در سرویس، بر روی نمونه های استاندارد انجام پذیرفت، نتایج یک روند صعودی در ازدیاد طول نسبی نمونه ها و میزان انحلال کاربیدها و نیز کاهش نسبی سختی و استحکام کششی را با افزایش دمای آنیل نشان دادند، با توجه به نتایج و بررسی های صورت گرفته، در یک جمع بندی کلی از نتایج آزمونهای مکانیکی و بررسی ریز ساختاری مشاهده گردید نمونه آنیل شده در دمای1150درجه سانتی گراد، بهترین نتایج (کمترین تغییرات خواص مکانیکی) را در حین جوشکاری تعمیراتی از خود نشان داده است، لذا دمای 1150 درجه سانتی گراد مناسب ترین دما جهت انجام عملیات آنیل انحلالی فولاد HP پیشنهاد گردید.

کلیدواژه‌ها

فولاد HP؛ جوشکاری تعمیری؛ کاربید؛ آنیل انحلالی؛ آزمون کشش

مراجع

 

[1]    م. شمعانیان، ع. سعیدی،"تاثیر ساختار میکروسکوپی بر جوش پذیری فولاد ریختگی 25Cr-35Ni"، استقلال، سال 24، شماره 1، جلد دوم، شهریور 1384.

 

 

[2]    م. شمعانیان، ر. دهملائی، "بررسی ریز ساختار فولاد HP در شرایط ریختگی و پیر شده "، دومین همایش ملی عملیات حرارتی، 1385.

 

[3]    S. Shi, “Repair weldability of heat-resistant stainless steel casting HP45Nb, HP50Nb and 20-32Nb alloys”, Phd desertation, Welding and system engineering department, The Ohio State University, 2006.

 

[4]    R. Dehmolaei, M. Shamanian & A. Kremanpur, “Effect of Solution Annealing on Weldablity of Aged Alloy 800/25Cr-Ni Steel Dissimilar Welds”, Science and Technology of welding and joing, Vol. 13, No. 6, pp .515-523, 2008.

 

 

[5]    R. Dehmolaei, M. Shamanian & A. Kermanpour, “Improveing Weldability of Aged 25Cr-35Ni heat resistant steel /alloy 800 dissimilar weld”, Science and Technology of Welding and Joinig, Vol. 12, pp. 585-592, 2007.

 

[6]   م. مصطفایی، م. شمعانیان، م. امینی، ح. پور محمود، س. م. زبرجد،" بازسازی و جوشکاری تعمیری لوله های رفورمر"، چهارمین همایش مشترک انجمن متالورژی و جامعه ریخته گری ایران،1389.

 

[7]    K. Hasegawa, “Repair Welding and Metallurgy of HP-Modified Alloy After Long Term Operation”, 15.-1/.5.2001, Ostrava, Czecn Kepptong, Metal, 2001.

 

[8]    ASTM Standard, ASTM A297 / A297M - 14, ASTM Book of Standards, Standard Specification for Steel Castings, Iron-Chromium and Iron-Chromium-Nickel, Heat Resistant, for General Application, PA, 2002.

 

[9]    S. Lamp, Casting Handbook of Stainless Steels and Nickel Alloys, 2nd Ed, Inc, Canada, 2003.

 

[10] Davis, J. R. Nickel, Cobalt & their Alloy: ASM Specialy Handbook, ASM International, USA, 2000.

 

[11] K. Shinozaki, H. Kuroki, Y. Nakao, K. Nishimoto, M. Inui & M. Takashashi, “Deterioration of Weldability of Long-term Aged HP Heat-Resistant Cast Steel Containing Nb, Mo and W”, Welding Research Abroad, Vol. 45, pp. 22-31, 1999.

 

[12] A. R. Paul & K. N. G. Kaimal, “Migration of Carbon in Incoloy 800”, Metals Chemistry and Physics, Vol. 53, pp. 189-194, 1998.

 

[13] L. H. De. Almedia, A. F. Riberio & I. L. May, “Microstructual Characterization of Modified 25Cr-35Ni cenrifugally cast steel furnace tubes”, Materials Characterization, Vol. 49, pp. 219-29, 2003.

 

[14] م. مصطفایی،م. شمعانیان،م. امینی، ح. پور محمود،" تاثیر دمای پیر شدن بر تحولات ساختاری فولاد مقاوم به حرارت HP-Nb"، سمپوزیوم فولاد .1388.

 

[15] م. شمعانیان، ع. سعیدی، ا. اسدپور، " ارزیابی خواص متالورژیکی جوش فولاد مقاوم به حرارت 25Cr35Ni"، دومین همایش ملی عملیات حرارتی ، 1385.

 

[16] K. Hasegawa, “Repair Welding and Metallurgy of HP-Modified Alloy After Long Term Operation”, 15.-1/.5.2001, Ostrava, Czecn Kepptong, Metal 2001.

 

[17] R. Dehmolaei, M. Shamanian & A. Kremanpur, “Effect of Solution Annealing on weldablity of Aged Alloy  800/25Cr-Ni steel dissimilar welds”, Science and Technology of welding and joining, Vol. 13, No. 6, pp. 515-523, 2008.

 

[18] Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, “Typical Failure Mechanisms”, Metallurgical & Technical Developments. 12^th S + C Petrochemical Symposium, 2010.

 

[19] F. Garralda & J. Huber, “Weld Repair Options for High Temperature Materials”, Schmidt + Clemens GmbH, 2009.