1. Những hạn chế ứng dụng của ống hàn ASTM A312 cấp 321 là gì và nên tránh chúng trong những môi trường ăn mòn nào?Trả lời: Ống hàn ASTM A312 cấp 321 là thép không gỉ austenit có chứa titan (Ti: 5×C-0,70%), được thêm vào để ngăn chặn sự ăn mòn giữa các hạt bằng cách tạo thành cacbua titan thay vì cacbua crom. Tuy nhiên, chúng có những hạn chế ứng dụng sau: 1) Khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở kém trong môi trường-clorua cao (chẳng hạn như nước biển, nước mặn hoặc môi trường hóa học có hàm lượng Cl⁻ cao), vì chúng không chứa molypden (không giống như Lớp 316). 2) Không phù hợp với môi trường nhiệt độ-cao trên 870 độ, vì cacbua titan sẽ phân hủy, làm giảm độ bền và độ ăn mòn của ống điện trở. 3) Chi phí cao hơn Lớp 304 và 304L, do đó, chúng không-hiệu quả về mặt chi phí đối với các ứng dụng chống ăn mòn-nói chung. Do đó, nên tránh sử dụng ống hàn loại 321 trong môi trường biển, nhà máy hóa chất có hàm lượng clorua cao và ứng dụng nhiệt độ cao trên 870 độ.
2. Làm thế nào để phát hiện sự ăn mòn giữa các hạt trong ống hàn ASTM A312 Lớp 304L và những biện pháp nào có thể được thực hiện để sửa chữa các đường ống bị lỗi?Trả lời: Các phương pháp phổ biến để phát hiện sự ăn mòn giữa các hạt trong ống hàn ASTM A312 Cấp 304L bao gồm: 1) Thử nghiệm Strauss: ngâm mẫu ống vào dung dịch axit nitric sôi trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó đo hao hụt trọng lượng; nếu giảm trọng lượng vượt quá tiêu chuẩn, điều đó cho thấy sự ăn mòn giữa các hạt. 2) Thử nghiệm Huey: ngâm mẫu vào dung dịch axit nitric 65% đang sôi, lặp lại thử nghiệm trong vài chu kỳ và kiểm tra sự ăn mòn. 3) Thử nghiệm điện hóa: sử dụng các phương pháp điện hóa để phát hiện khả năng ăn mòn và dòng điện, đánh giá sự hiện diện của ăn mòn giữa các hạt. Đối với các đường ống có khuyết tật ăn mòn giữa các hạt, các biện pháp sửa chữa bao gồm: 1) Mài khu vực bị lỗi bằng máy mài cho đến khi loại bỏ hoàn toàn vết ăn mòn, sau đó-hàn lại khu vực đó bằng vật liệu hàn phù hợp và thông số hàn thích hợp. 2) Thực hiện ủ dung dịch trên khu vực đã sửa chữa để khôi phục khả năng chống ăn mòn. 3) Nếu ăn mòn nghiêm trọng (vượt quá phạm vi cho phép), hãy thay thế phần ống bị lỗi bằng một đoạn ống mới đạt tiêu chuẩn.
3. Thành phần hóa học và tính chất cơ học của ống hàn ASTM A335 cấp P91 là gì và ứng dụng chính của chúng là gì?Trả lời: Ống hàn ASTM A335 Cấp P91 là thép hợp kim martensitic-ferit có thành phần hóa học sau: carbon (C: 0,08-0,12%), crom (Cr: 8,0-9,5%), molypden (Mo: 0,85-1,05%), vanadi (V: 0,18-0,25%), niobi (Nb: 0,06-0,10%) và sắt (Fe: cân bằng). Đặc tính cơ học của chúng rất tuyệt vời: cường độ chảy tối thiểu 415 MPa, độ bền kéo tối thiểu 585 MPa và độ bền tốt ở nhiệt độ cao. Do độ bền nhiệt độ cao, khả năng chống rão và chống ăn mòn, ống hàn P91 chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống nồi hơi áp suất cao, nhiệt độ cao, như bộ siêu nhiệt, bộ hâm nóng và đường ống dẫn hơi chính trong các nhà máy nhiệt điện, cũng như trong các nhà máy hóa dầu nơi nhiệt độ vận hành nằm trong khoảng 550-650 độ.
4. Tại sao xử lý nhiệt lại cần thiết đối với ống hàn ASTM A335 cấp P22 và quy trình xử lý nhiệt tiêu chuẩn là gì?Trả lời: Xử lý nhiệt là cần thiết đối với ống hàn ASTM A335 cấp P22 vì P22 là thép hợp kim Cr-Mo (Cr: 2,10-2,90%, Mo: 0,87-1,13%) và quá trình hàn sẽ gây ra những thay đổi về cấu trúc vi mô (như hình thành martensite và bainite), dẫn đến ứng suất dư cao, độ giòn và độ dẻo dai giảm. Xử lý nhiệt có thể loại bỏ ứng suất dư, điều chỉnh cấu trúc vi mô và cải thiện tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn của ống. Quy trình xử lý nhiệt tiêu chuẩn cho ống hàn P22 bao gồm: 1) Chuẩn hóa: làm nóng ống đến 890-910 độ, giữ trong một thời gian nhất định (theo độ dày thành), sau đó làm mát bằng không khí đến nhiệt độ phòng. Điều này giúp tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện độ bền. 2) Ủ: làm nóng ống đến 620-680 độ, giữ trong thời gian vừa đủ, sau đó làm nguội bằng không khí hoặc làm nguội trong lò. Điều này giúp loại bỏ ứng suất dư, giảm độ giòn và cải thiện độ dẻo dai.
5. Những thách thức hàn chính của ống hàn GB/T 9948-2013 15CrMoG là gì và cách khắc phục chúng?Trả lời: Ống hàn GB/T 9948-2013 15CrMoG là thép hợp kim Cr-Mo (Cr: 1,00-1,50%, Mo: 0,40-0,60%) và thách thức hàn chính của chúng là: 1) Độ cứng cao: đường hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt-(HAZ) dễ hình thành martensite cứng, dẫn đến các vết nứt nguội. 2) Hàn ứng suất dư: gradient nhiệt độ lớn trong quá trình hàn gây ra ứng suất dư cao, làm tăng nguy cơ nứt. 3) Khả năng hàn kém ở nhiệt độ phòng: ống dễ bị nứt trong quá trình hàn nếu không thực hiện gia nhiệt trước. Để vượt qua những thách thức này: 1) Làm nóng ống trước khi hàn: nhiệt độ làm nóng trước thường là 150-250 độ, làm giảm độ dốc nhiệt độ và ngăn ngừa sự hình thành martensite. 2) Sử dụng điện cực hàn hydro-thấp (chẳng hạn như E5015-G) hoặc dây hàn để giảm hàm lượng hydro và tránh các vết nứt do hydro gây ra. 3) Kiểm soát thông số hàn: sử dụng dòng hàn nhỏ, hàn chậm tốc độ và hàn nhiều lớp để giảm nhiệt đầu vào và tránh quá nhiệt. 4) Thực hiện xử lý nhiệt sau hàn (ủ ở 600-650 độ ) để loại bỏ ứng suất dư và cải thiện độ dẻo dai.
