1. سوال: نقش میکرو-عنصر آلیاژی نیوبیم (Nb) در بهبود خواص Q420 و Q460 نسبت به Q390 چیست؟
پاسخ: نیوبیم یک تصفیه کننده غلات و تقویت کننده رسوب قوی است. در Q420 و Q460، افزودن کمی از Nb (معمولاً 0.02-0.05٪) ذرات کربنیترید نیوبیم بسیار پایدار را تشکیل می دهد. در طی فرآیند نورد گرم، این ذرات مرزهای دانه را سنجاق می کنند و از بزرگ شدن بیش از حد دانه های آستنیت متبلور شده جلوگیری می کنند. این منجر به اندازه دانه فریت بسیار ریزتر در لوله نهایی می شود. علاوه بر این، با سرد شدن فولاد، Nb درون دانههای فریت رسوب میکند و سخت شدن بارندگی قوی ایجاد میکند. این مکانیسم دوگانه پالایش دانه و تقویت بارش، کلید دستیابی به استحکام بالای Q420 و به خصوص Q460 در مقایسه با Q390 با آلیاژ کمتر است.
2. سوال: هنگام انجام آزمایش خم روی اتصال جوشی برای لوله Q420، نمونه باید چه معیارهای استانداردی را داشته باشد تا قابل قبول تلقی شود؟
پاسخ: طبق استانداردهایی مانند GB/T 2653 تست خمش هدایت شونده انجام می شود. نمونه اتصال جوش داده شده به یک زاویه داخلی خاص، معمولاً 180 درجه (یک خم کامل)، در اطراف یک شکل با قطر مشخص خم می شود. برای عبور لوله جوش داده شده Q420، سطح محدب خم باید عاری از هر گونه شکافی باشد که از طول معینی تجاوز کند، معمولاً ترک بیش از 3 میلی متر در هیچ جهتی مجاز نیست. ترکهای کوچک و کم عمق در لبه نمونه اغلب نادیده گرفته میشوند، اما هرگونه ترک قابل توجه در امتداد خط مرکزی جوش یا ناحیه متاثر از گرما (HAZ) نشاندهنده فقدان شکلپذیری یا همجوشی است و باعث شکست میشود.
3. سوال: حساسیت به ترک خوردگی سرد ناشی از هیدروژن چگونه بین Q390 و Q460 در حین جوشکاری لولههای دیواره ضخیم- متفاوت است؟
پاسخ: Q460 به طور قابل توجهی بیشتر از Q390 در برابر هیدروژن-در مقابل ترک سرد حساس است. این به دلیل کربن معادل آن (Ceq) بالاتر است، که باعث تشکیل مارتنزیت سخت و حساس به ترک-در منطقه تحت تأثیر گرما{4}} (HAZ) میشود. هنگام جوشکاری لوله های ضخیم-دیواره Q460، بخش ضخیم مانند یک هیت سینک عمل می کند که منجر به سرعت خنک شدن بسیار سریع می شود. این سرد شدن سریع، همراه با حضور هیدروژن قابل انتشار از فرآیند جوشکاری، استرس زیادی را در HAZ سخت شده ایجاد می کند. Q390 با Ceq پایینتر، ساختار HAZ انعطافپذیرتری (مانند فریت و بینیت) را تشکیل میدهد که در برابر هیدروژن و تنشهای پسماند بسیار متحملتر است و باعث میشود{11}}شکن کمتری برای ترک ایجاد شود.
4. سؤال: هدف از استفاده از فناوری "گرمایش الکتریکی" برای پیش گرم کردن و عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) در لوله های جوش داده شده با قطر بزرگ Q420 و Q460 چیست؟
پاسخ: برای لولههای{0}}قطر و ضخیم-دیوارههای بزرگ، استفاده از مشعلهای محلی برای گرمایش اغلب ناکافی و یک-یکنواخت است. گرمایش الکتریکی کنترلشده توسط رایانه (با استفاده از پدهای سرامیکی یا سیمپیچهای القایی) دمای دقیق، یکنواخت و قابل کنترلی را در کل منطقه جوش فراهم میکند. برای پیش گرم کردن، اطمینان حاصل می شود که کل ناحیه جوش قبل از شروع جوشکاری به دمای مورد نظر (مثلاً 120 درجه برای Q420) می رسد. برای PWHT، یک رمپ کنترلشده{11}}به بالا، زمان خیساندن دقیق در دمای کاهشدهنده استرس-(مثلاً 600-650 درجه) و خنک شدن آهسته و کنترلشده را امکانپذیر میکند. این یکنواختی برای Q420 و Q460 برای جلوگیری از تنش های حرارتی و اطمینان از دستیابی به ریزساختار مورد نظر در سرتاسر اتصال ضروری است.
5. سوال: برای یک جوش ساختاری حیاتی در لوله Q460E، چرا ممکن است یک کد 48 ساعت یا حتی 15 روز پس از جوشکاری به بازرسی "ترک تاخیری" نیاز داشته باشد؟
پاسخ: ترکهای سرد ناشی از هیدروژن میتوانند ساعتها یا حتی چند روز پس از خنک شدن جوش تا دمای محیط ایجاد شوند. این پدیده ای است که به "ترک شدن تاخیری" معروف است. اتمهای هیدروژن در HAZ سختشده فولاد با استحکام بالا مانند Q460E به متمرکزکنندههای تنش منتشر میشوند. زمان لازم است تا هیدروژن کافی جمع شود و به فشار بحرانی برسد تا ترک ایجاد شود. یک بازرسی معمول بلافاصله پس از جوشکاری این عیوب را پیدا نمی کند. بنابراین، کدهای حیاتی یک بازرسی اولیه را پس از 48 ساعت و یک بازرسی نهایی و حساس تر (مانند ذرات اولتراسونیک یا مغناطیسی) پس از یک دوره طولانی تر، مانند 15 روز، الزامی می کند تا اطمینان حاصل شود که هرگونه ترک تاخیری در حال ظهور قبل از استفاده از سازه شناسایی می شود.
