เชื่อมท่อเหล็กซ้อนทับ | ท่อหุ้ม

การเชื่อมซ้อนทับบนท่อเหล็ก

การเชื่อมซ้อนทับ, เรียกอีกอย่างว่าการหุ้มหรือการเคลือบแข็ง, เป็นกระบวนการที่โลหะตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปมารวมกันโดยการเชื่อมเข้ากับพื้นผิวของโลหะฐาน (วัสดุพิมพ์) เป็นชั้น. โดยปกติจะทำเพื่อปรับปรุงความทนทานของโลหะฐาน, การกร่อน ความต้านทาน, หรือคุณสมบัติอื่นๆ. ในกรณีที่เป็นท่อเหล็ก, การซ้อนทับของการเชื่อมสามารถใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนของท่อ.

กระบวนการ

วิธีการทั่วไปสำหรับการเชื่อมซ้อนคือกระบวนการที่เรียกว่าการเชื่อมอาร์คแบบจุ่ม (เลื่อย). ในกระบวนการนี้, ส่วนเชื่อมจะจมอยู่ในฟลักซ์, ซึ่งป้องกันการปนเปื้อนในบรรยากาศ. วิธีการอื่นๆ ได้แก่ การเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊ส (GMAW), การเชื่อมอาร์กทังสเตนแก๊ส (GTAW), และการเชื่อมอาร์คแบบถ่ายโอนด้วยพลาสมา (ปัตตาว).

กระบวนการเชื่อมซ้อนทับมีขั้นตอนต่อไปนี้:

การตระเตรียม: พื้นผิวของท่อเหล็กถูกทำความสะอาดและเตรียมไว้. สารปนเปื้อนใดๆ, สนิม, หรือการเคลือบเก่าจะถูกลบออกเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวการเชื่อมสะอาด.
เชื่อม: วัสดุตัวเติมที่เลือก (ซึ่งอาจเป็นเหล็กประเภทอื่นหรือโลหะอื่นๆ) หลอมละลายและเกาะตัวอยู่บนพื้นผิวของท่อเหล็ก. วัสดุตัวเติมจะเกิดพันธะกับโลหะฐาน.
คูลลิ่ง: การซ้อนทับที่เกิดขึ้นใหม่ได้รับอนุญาตให้เย็นและแข็งตัว.
การตรวจสอบ: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะได้รับการตรวจสอบว่ามีข้อบกพร่องหรือความไม่สอดคล้องกันหรือไม่.

ข้อดีของการเชื่อมซ้อนทับ

ความต้านทานการกัดกร่อน: โดยเลือกใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนเป็นวัสดุซ้อนทับ, ท่อเหล็กสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดีกว่า.
ทนต่อการขัดถู: สามารถเลือกการซ้อนทับได้เนื่องจากความสามารถในการต้านทานการสึกหรอ, เพิ่มอายุการใช้งานของท่อเหล็ก.
ทนความร้อน: การซ้อนทับบางอย่างสามารถปรับปรุงความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงของท่อเหล็กได้.
การฟื้นฟู: การทับซ้อนของการเชื่อมสามารถใช้เพื่อฟื้นฟูส่วนที่เสียหายหรือชำรุดของท่อเหล็กได้, ประหยัดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนท่อทั้งหมด.

ข้อเสียของการเชื่อมซ้อนทับ

ค่าใช้จ่าย: การทับซ้อนของการเชื่อมอาจเป็นกระบวนการที่มีค่าใช้จ่ายสูง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใช้วัสดุตัวเติมราคาแพง.
บิดเบี้ยว: ความร้อนจากกระบวนการเชื่อมอาจทำให้ท่อเหล็กบิดเบี้ยวหรือบิดเบี้ยวได้.
ความซับซ้อน: กระบวนการนี้ต้องใช้ช่างเชื่อมที่มีทักษะและการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้งานซ้อนทับที่ประสบความสำเร็จ.

ทั้งหมด, กระบวนการเชื่อมซ้อนทับสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของท่อเหล็กได้อย่างมาก, ทำให้เป็นเทคนิคที่มีคุณค่าในการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายประเภท.

วัสดุตัวเติมทั่วไปที่ใช้ในการเชื่อมซ้อนทับสำหรับท่อเหล็กมีอะไรบ้าง?

วัสดุฐานที่สามารถเชื่อมทับได้:

วัสดุฐาน	มาตรฐาน
ท่อเหล็ก	ซีรีส์ API LX, ซีรีส์ API 5L Gr.B, ASTM A53 B ซีรีส์, ASTM A106 ซีรีส์, ASTM A333 GR 6 อนุกรม, ASTM A312 ซีรีส์, มาตรฐาน ASTM 671 อนุกรม, มาตรฐาน ASTM 691 อนุกรม
หน้าแปลน	ASTM A105 ซีรีส์, ASTM A350 ซีรีส์, ASTM A694 ซีรีส์, ASTM A182 ซีรีส์, API K ซีรีส์, มาตรฐาน ASTM A29 4140 อนุกรม, ฯลฯ.
อุปกรณ์ท่อ	ASTM A234 ซีรีส์, ASTM A420 ซีรีส์, ASTM A860 ซีรีส์, ASTM A516 ซีรีส์, ฯลฯ.

วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนที่สามารถเชื่อมซ้อนทับได้:

วัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อม	เครื่องหมายการค้า
สแตนเลส	304, 316NS, 321, 347, 310S, 904NS, 309NS, 317NS, S31254, ฯลฯ.
F	625, 825, ค22, C276, 400, K500, ฯลฯ.
โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล	B10(C70600), B30(C70500), ฯลฯ.
โลหะผสมทองแดงและทองแดง-นิกเกิล	อลูมิเนียมบรอนซ์, ดีบุกบรอนซ์, ซิลิคอนบรอนซ์, นิกเกิลอลูมิเนียมบรอนซ์, B10 (C70600), B30 (C70500), ฯลฯ.
เหล็กเพล็กซ์	S31803, S32750, S32760, ฯลฯ.
โลหะผสมที่มีธาตุเหล็ก	TP405, ทีพี409, TP410, ฯลฯ.
ไทเทเนียม	ทา1、ทีเอ2、TA3等
Stellite โลหะผสมที่มีโคบอลต์	6, 12, 21, ฯลฯ.

มาตรฐานการดำเนินงาน:

ข้อมูลจำเพาะ API 5LD	\| ข้อกำหนดสำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่หุ้มหรือบุ
ข้อมูลจำเพาะ ANSI/API 6A	\| ข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์หลุมผลิตและต้นคริสต์มาส
ISO 15614-7	\| ข้อกำหนดกระบวนการเชื่อมวัสดุโลหะและคุณสมบัติ - ส่วนการทดลองคุณสมบัติกระบวนการเชื่อม 7: การเชื่อมพื้นผิว
ดวงตา 6623-2012	\| ข้อกำหนดสำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่หุ้มหรือบุ
NB/T47014	\| มาตรฐานคุณสมบัติกระบวนการเชื่อมสำหรับอุปกรณ์แรงดัน (รวมถึงการประเมินกระบวนการเชื่อมพื้นผิวที่ทนต่อการกัดกร่อน, การประเมินกระบวนการเชื่อมวัสดุโลหะคอมโพสิต)
ISO 3834-2	\| ข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับการเชื่อมฟิวชั่นของวัสดุโลหะ – เป็นส่วนหนึ่ง 2: ข้อกำหนดด้านคุณภาพที่สมบูรณ์
NACE MRO175/ISO 15156	\| อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ - วัสดุด้านสิ่งแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งใช้ในการสกัดน้ำมันและก๊าซ
เอพีไอ พีอาร์ 582	\| คู่มือการเชื่อมท่อสำหรับสารเคมี, อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ
DNV-os-F101	\| ข้อกำหนดระบบท่อใต้ทะเล
เอพีไอ 17D	\| การออกแบบและการทำงานของระบบการผลิตใต้ทะเล – การออกแบบหลุมผลิตใต้ทะเลและต้นคริสต์มาส
เอพีไอ 6D	\| ข้อมูลจำเพาะสำหรับวาล์วท่อและท่อ
SY/T 7464-2020	\| การเชื่อมท่อคอมโพสิตโลหะผสม bimetal ที่ทนต่อการกัดกร่อนและเทคโนโลยีการทดสอบแบบไม่ทำลาย

วัสดุตัวเติมหลายประเภทสามารถใช้ในการเชื่อมซ้อนได้, ขึ้นอยู่กับลักษณะที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย. การเลือกโลหะเติมเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับโลหะฐานและเงื่อนไขการบริการที่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะต้องเผชิญ. ต่อไปนี้เป็นวัสดุตัวเติมทั่วไปบางประเภทที่ใช้ในการเชื่อมซ้อนทับสำหรับท่อเหล็ก:

สแตนเลสสตีล: สแตนเลสเป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับการเชื่อมซ้อนทับเนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม. สามารถใช้สเตนเลสเกรดต่างๆ ได้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะ, กับ 300 อนุกรม (เช่น 304 และ 316) มักเลือกเพราะสมดุลระหว่างความต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการเชื่อม.
โลหะผสมนิกเกิล: โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก, เช่น อินโคเนล 625, มักใช้เพื่อให้ทนทานต่อความร้อนและการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม. พวกเขายังมีความทนทานต่อการคืบคลานสูง, ทำให้เหมาะสมกับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง.
โลหะผสมที่มีโคบอลต์เป็นองค์ประกอบหลัก: โลหะผสมที่มีโคบอลต์เป็นองค์ประกอบหลัก, เช่น สเตลไลท์, ขึ้นชื่อในด้านความทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยมและมีความแข็งที่อุณหภูมิสูง. มักใช้ในงานที่มีการเสียดสีอย่างรุนแรง, การพังทลาย, หรืออาจเกิดอาการหอบได้.
โลหะผสมที่มีธาตุเหล็ก: โลหะผสมที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก, เหมือนในซีรีย์ Incoloy, ให้ความต้านทานที่ดีต่อทั้งออกซิเดชั่นและคาร์บูไรเซชันที่อุณหภูมิสูง.
ทังสเตนคาร์ไบด์: ทังสเตนคาร์ไบด์มักใช้ในงานที่ต้องการความต้านทานการเสียดสีสูง. โดยปกติจะใช้ในเมทริกซ์ของวัสดุที่นิ่มกว่า, เช่น โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก, ให้ทั้งความเหนียวและความทนทานต่อการสึกหรอ.
อลูมิเนียมและทองแดง: บางครั้งใช้โลหะผสมอลูมิเนียมและทองแดงเพื่อให้ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี, โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมทางทะเล.

จำ, การเลือกใช้วัสดุตัวเติมควรขึ้นอยู่กับการใช้งานของท่อ, ประเภทของโลหะฐาน, และสภาพแวดล้อมที่ท่อจะต้องเผชิญ. ทางเลือกที่ถูกต้องสามารถปรับปรุงอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของท่อเหล็กได้.