प्रत्येक वेल्ड आधार धातु में ऊर्जा जमा करता है। वह ऊर्जा, जिसे ऊष्मा इनपुट के रूप में मापा जाता है, सीधे ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र (HAZ) के आकार, शीतलन दर और अंततः वेल्डेड जोड़ की सूक्ष्म संरचना और गुणों को नियंत्रित करती है। स्टेनलेस स्टील्स के लिए, जहां संक्षारण प्रतिरोध प्राथमिक प्रदर्शन आवश्यकता है, गर्मी इनपुट नियंत्रण वैकल्पिक नहीं है - यह मौलिक है।
हीट इनपुट की गणना तीन वेल्डिंग मापदंडों से की जाती है: एम्परेज (करंट), वोल्टेज और यात्रा गति। संबंध सीधा है: हीट इनपुट वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए सुधार कारक के साथ, यात्रा की गति से विभाजित वर्तमान और वोल्टेज के उत्पाद के बराबर होता है। फिर भी इस सादगी के बावजूद, हीट इनपुट स्टेनलेस स्टील निर्माण में सबसे गलत समझे जाने वाले और गलत तरीके से लागू किए गए मापदंडों में से एक है।
यह आपके विचार से अधिक महत्वपूर्ण क्यों है? क्योंकि गलत ताप इनपुट के परिणाम हमेशा तुरंत दिखाई नहीं देते हैं। एक वेल्ड जो दृश्य निरीक्षण और रेडियोग्राफी से गुजरता है, फिर भी संवेदीकरण, सिग्मा चरण गठन, या अत्यधिक अनाज वृद्धि के कारण सेवा में विफल हो सकता है - ये सभी वेल्डिंग के दौरान लगाए गए थर्मल चक्र से सीधे जुड़े हुए हैं। यह आलेख ताप इनपुट सीमाओं के लिए धातुकर्म आधार की व्याख्या करता है और विभिन्न स्टेनलेस स्टील परिवारों के लिए व्यावहारिक मार्गदर्शन प्रदान करता है।
हीट इनपुट गणना
ऊष्मा इनपुट का मानक सूत्र बुनियादी भौतिकी से लिया गया है। पावर (वाट) वोल्टेज को करंट से गुणा करने के बराबर होती है। ऊर्जा (जूल) समय से गुणा की गई शक्ति के बराबर होती है। वेल्डिंग में, हम वेल्ड की प्रति यूनिट लंबाई में ऊर्जा में रुचि रखते हैं, जिसका अर्थ है कि हम यात्रा की गति से विभाजित करते हैं।
दक्षता कारक परिवेश में नष्ट होने वाली गर्मी के लिए जिम्मेदार है - विकिरण, संवहन और छींटे। विभिन्न वेल्डिंग प्रक्रियाओं की अलग-अलग क्षमताएँ होती हैं:
तालिका 1: वेल्डिंग प्रक्रिया द्वारा हीट इनपुट दक्षता कारक
|
वेल्डिंग प्रक्रिया |
दक्षता कारक (के) |
विशिष्ट हीट इनपुट रेंज |
|
SMAW (परिरक्षित धातु आर्क) |
0.70 - 0.85 |
1.0 - 3.0 केजे/मिमी |
|
GMAW (गैस मेटल आर्क) |
0.75 - 0.90 |
0.8 - 2.5 केजे/मिमी |
|
GTAW (गैस टंगस्टन आर्क) |
0.60 - 0.70 |
0.5 - 2.0 केजे/मिमी |
|
SAW (जलमग्न चाप) |
0.90 - 0.99 |
2.0 - 5.0 केजे/मिमी |
|
FCAW (फ्लक्स कोर्ड आर्क) |
0.75 - 0.90 |
1.0 - 3.0 केजे/मिमी |
स्रोत: AWS D1.6:2017; एएसएमई अनुभाग IX (2023); वेल्डिंग धातुकर्म, कोउ (2003)
उदाहरण गणना: 12 वोल्ट, 150 एम्पीयर और 150 मिमी/मिनट की यात्रा गति पर बना एक GTAW वेल्ड: हीट इनपुट=(12 x 150 x 0.6 x 60) / (150 x 1000)=0.43 केजे/मिमी। यह अपेक्षाकृत कम ताप इनपुट है, जो पतले -सेक्शन ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के लिए विशिष्ट है।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स: मध्यम ताप इनपुट संवेदीकरण को रोकता है
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्ससभी स्टेनलेस परिवारों में सबसे अधिक वेल्डेबल हैं, लेकिन वे थर्मल क्षति से प्रतिरक्षित नहीं हैं। प्राथमिक जोखिम संवेदीकरण है - जब धातु 500-850 डिग्री सेल्सियस रेंज से गुजरती है तो अनाज की सीमाओं पर क्रोमियम कार्बाइड की वर्षा होती है। उच्च ताप इनपुट HAZ द्वारा इस महत्वपूर्ण तापमान क्षेत्र में बिताए गए समय को बढ़ा देता है, जिससे संवेदीकरण की गंभीरता बढ़ जाती है।
निम्न -कार्बन ग्रेड (304एल, 316एल) और स्थिर ग्रेड (321, 347) विशेष रूप से संवेदीकरण का विरोध करने के लिए विकसित किए गए थे। हालाँकि, ये ग्रेड भी अत्यधिक ताप इनपुट के प्रभाव से प्रतिरक्षित नहीं हैं। उच्च ताप भी अनाज की वृद्धि का कारण बनता है, जो कठोरता को कम कर सकता है और पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक वेल्ड धातुओं में गर्म दरार का खतरा बढ़ा सकता है।
ऑस्टेनिटिक ग्रेड के लिए अनुशंसित हीट इनपुट रेंज दो प्रतिस्पर्धी आवश्यकताओं को संतुलित करती है: पर्याप्त संलयन और वेल्ड पूल तरलता सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त गर्मी, लेकिन इतनी अधिक नहीं कि HAZ संवेदीकरण रेंज में अत्यधिक समय व्यतीत करे। इंटरपास तापमान नियंत्रण (आमतौर पर 150 डिग्री सेल्सियस से नीचे) संचयी थर्मल एक्सपोज़र को और कम कर देता है।
तालिका 2: ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के लिए हीट इनपुट दिशानिर्देश
|
श्रेणी |
अनुशंसित हीट इनपुट |
अधिकतम इंटरपास तापमान |
अत्यधिक गर्मी का प्राथमिक जोखिम |
|
304 / 304L |
1.0 - 2.5 केजे/मिमी |
150 C |
संवेदीकरण, अनाज वृद्धि |
|
316 / 316L |
1.0 - 2.5 केजे/मिमी |
150 C |
संवेदीकरण, संक्षारण प्रतिरोध कम हो गया |
|
321 (टीआई-स्थिर) |
1.0 - 2.5 केजे/मिमी |
200 C |
अनाज की वृद्धि, कठोरता में कमी |
|
347 (नायब-स्थिर) |
1.0 - 2.5 केजे/मिमी |
200 C |
अनाज की वृद्धि, दरार का खतरा |
|
310 / 310S |
0.8 - 2.0 केजे/मिमी |
150 C |
गर्म टूटना, अनाज की वृद्धि |
स्रोत: आउटोकम्पु स्टेनलेस स्टील हैंडबुक (2020); एडब्ल्यूएस डी1.6:2017; एएसएमई अनुभाग आठवीं प्रभाग 1 (2023)
डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स: हीट इनपुट ऑस्टेनाइट -फेराइट संतुलन को नियंत्रित करता है
डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्सलगभग 50% ऑस्टेनाइट और 50% फेराइट की संतुलित सूक्ष्म संरचना से उनकी असाधारण ताकत और संक्षारण प्रतिरोध प्राप्त होता है। वेल्डिंग इस संतुलन को बिगाड़ देती है। तीव्र तापीय चक्र फेराइट निर्माण को बढ़ावा देता है, और यदि ताप इनपुट बहुत कम है, तो वेल्ड धातु और HAZ अत्यधिक फेराइट (70% से ऊपर) को बनाए रख सकते हैं, जो क्रूरता और संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है।
इसके विपरीत, यदि ताप इनपुट बहुत अधिक है, तो ऊंचे तापमान पर विस्तारित समय हानिकारक इंटरमेटेलिक चरणों के गठन को बढ़ावा देता है - विशेष रूप से सिग्मा चरण और ची चरण। ये चरण आसपास के मैट्रिक्स से क्रोमियम और मोलिब्डेनम का उपभोग करते हैं, जिससे गड्ढे और तनाव संक्षारण क्रैकिंग के लिए अतिसंवेदनशील कमजोर क्षेत्र बनते हैं। डुप्लेक्स वेल्डिंग में सिग्मा चरण का निर्माण सबसे गंभीर धातुकर्म जोखिम है।
समाधान एक सावधानीपूर्वक नियंत्रित ताप इनपुट विंडो है, जो उपयुक्त भराव धातुओं के साथ संयुक्त है। शीतलन के दौरान ऑस्टेनाइट सुधार को बढ़ावा देने के लिए डुप्लेक्स ग्रेड के लिए भराव धातुओं को निकेल (आमतौर पर 8-9%) के साथ मिलाया जाता है। इस ऑस्टेनाइट परिवर्तन के लिए समय देने के लिए ताप इनपुट पर्याप्त उच्च होना चाहिए, लेकिन इतना अधिक नहीं कि सिग्मा चरण बन जाए।
तालिका 3: डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए हीट इनपुट दिशानिर्देश
|
डुप्लेक्स ग्रेड |
हीट इनपुट रेंज |
मैक्स इंटरपास |
शीतलन दर की आवश्यकता |
लक्ष्य चरण संतुलन |
|
2205 (यूएनएस एस31803) |
0.5 - 2.5 केजे/मिमी |
150 C |
यदि सीमा के भीतर है तो महत्वपूर्ण नहीं है |
45-55% ऑस्टेनाइट |
|
2507 (यूएनएस एस32750) |
0.5 - 2.0 केजे/मिमी |
150 C |
मध्यम शीतलन को प्राथमिकता दी गई |
45-55% ऑस्टेनाइट |
|
2304 (यूएनएस एस32304) |
0.5 - 2.5 केजे/मिमी |
150 C |
आलोचनात्मक नहीं |
45-55% ऑस्टेनाइट |
|
लीन डुप्लेक्स (2101) |
0.8 - 2.5 केजे/मिमी |
150 C |
तेज़ शीतलन स्वीकार्य |
40-60% ऑस्टेनाइट |
स्रोत: आउटोकम्पु डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील हैंडबुक (2015); सैंडविक एसएएफ 2205/2507 वेल्डिंग दिशानिर्देश; एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156
मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील: प्रीहीट के साथ कम हीट इनपुट टूटने से बचाता है
ऑस्टेनिटाइजिंग तापमान से ठंडा होने पर मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील कठोर, भंगुर मार्टेंसाइट में बदल जाते हैं। यह परिवर्तन उच्च अवशिष्ट तनाव पैदा करता है और HAZ को हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग (जिसे विलंबित क्रैकिंग या कोल्ड क्रैकिंग भी कहा जाता है) के प्रति अत्यधिक संवेदनशील बनाता है। ऑस्टेनिटिक ग्रेड के विपरीत, मार्टेंसिटिक स्टील्स एक स्थिर एफसीसी क्रिस्टल संरचना द्वारा संरक्षित नहीं होते हैं।
मार्टेंसिटिक ग्रेड के लिए हीट इनपुट नियंत्रण दो उद्देश्यों को पूरा करता है। सबसे पहले, अत्यधिक ताप इनपुट कठोर HAZ के आकार को बढ़ाता है, जिससे बड़ी मात्रा में भंगुर सामग्री बनती है। दूसरा, प्रीहीटिंग के साथ संयुक्त कम ताप इनपुट शीतलन दर को धीमा कर देता है, जिससे मार्टेंसाइट की कठोरता कम हो जाती है और हाइड्रोजन को वेल्ड क्षेत्र से बाहर फैलने के लिए अधिक समय मिलता है।
मार्टेंसिटिक ग्रेड के लिए प्रीहीटिंग आवश्यक है। प्रीहीट तापमान कार्बन सामग्री और सेक्शन की मोटाई पर निर्भर करता है, लेकिन आम तौर पर 200 से लेकर 300 डिग्री सेल्सियस तक होता है। इंटरपास तापमान को प्रीहीट न्यूनतम से ऊपर बनाए रखा जाना चाहिए। वेल्ड के बाद ताप उपचार (650-750 C पर टेम्परिंग) की लगभग हमेशा आवश्यकता होती है।
तालिका 4: मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स के लिए हीट इनपुट और प्रीहीट आवश्यकताएँ
|
मार्टेंसिटिक ग्रेड |
कार्बन सामग्री |
अनुशंसित हीट इनपुट |
पहले से गरम तापमान |
पीडब्ल्यूएचटी आवश्यक |
|
410 (यूएनएस एस41000) |
0.08-0.15% |
1.0 - 2.0 केजे/मिमी |
200-300 C |
हाँ (गुस्सा) |
|
420 (यूएनएस एस42000) |
0.16-0.25% |
0.8 - 1.5 केजे/मिमी |
250-350 C |
हाँ (गुस्सा) |
|
431 (यूएनएस एस43100) |
0.12-0.22% |
0.8 - 1.5 केजे/मिमी |
200-300 C |
हाँ (गुस्सा) |
|
17-4पीएच (यूएनएस एस17400) |
0.07% अधिकतम |
1.0 - 2.0 केजे/मिमी |
100-150 C |
हाँ (उम्र बढ़ने) |
स्रोत: एएसएम स्पेशलिटी हैंडबुक: स्टेनलेस स्टील्स (1994); एडब्ल्यूएस डी1.6:2017; एएसएमई अनुभाग VIII Div.1
शीतलन दर कनेक्शन: अकेले हीट इनपुट पर्याप्त क्यों नहीं है
ऊष्मा इनपुट जमा की गई ऊर्जा का एक माप है, लेकिन यह शीतलन दर है जो अंतिम सूक्ष्म संरचना को निर्धारित करती है। 3 मिमी शीट पर लागू समान ताप इनपुट 25 मिमी प्लेट पर लागू होने की तुलना में बहुत तेज़ शीतलन दर उत्पन्न करेगा। यही कारण है कि अनुभाग की मोटाई के साथ हीट इनपुट अनुशंसाओं पर हमेशा विचार किया जाना चाहिए।
वेल्डिंग में शीतलन दर को आमतौर पर 800 से 500 डिग्री सेल्सियस (t8/5) तक ठंडा होने के समय के रूप में मापा जाता है। कार्बन स्टील्स के लिए, यह पैरामीटर सीधे HAZ की कठोरता और माइक्रोस्ट्रक्चर को निर्धारित करता है। स्टेनलेस स्टील के लिए, महत्वपूर्ण तापमान सीमा भिन्न होती है - संवेदीकरण के लिए, 850 और 500 डिग्री सेल्सियस के बीच बिताया गया समय मायने रखता है।
ऊष्मा प्रवाह समीकरणों का उपयोग करके ऊष्मा इनपुट और शीतलन दर के बीच संबंध का अनुमान लगाया जा सकता है। पतले वर्गों के लिए (जहां गर्मी मुख्य रूप से दो आयामों में बहती है), शीतलन दर गर्मी इनपुट के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होती है। मोटे खंडों (तीन-आयामी ताप प्रवाह) के लिए, शीतलन दर ऊष्मा इनपुट के व्युत्क्रमानुपाती होती है। इसका मतलब यह है कि पतले वर्गों में, गर्मी इनपुट में थोड़ी सी वृद्धि नाटकीय रूप से शीतलन दर को धीमा कर देती है।
तालिका 5: हीट इनपुट और अनुभाग मोटाई के साथ शीतलन दर में भिन्नता
|
अनुभाग की मोटाई |
हीट इनपुट 1.0 केजे/मिमी |
हीट इनपुट 2.0 केजे/मिमी |
हीट इनपुट 3.0 केजे/मिमी |
HAZ पर प्रभाव |
|
3 मिमी (पतला) |
बहुत तेजी से ठंडा होना |
तेजी से ठंडा होना |
मध्यम शीतलन |
न्यूनतम संवेदीकरण जोखिम |
|
10 मिमी (मध्यम) |
तेजी से ठंडा होना |
मध्यम शीतलन |
धीमी गति से ठंडा होना |
संवेदीकरण जोखिम बढ़ जाता है |
|
25 मिमी (मोटा) |
मध्यम शीतलन |
धीमी गति से ठंडा होना |
बहुत धीमी गति से ठंडा होना |
उच्च संवेदीकरण जोखिम |
स्रोत: वेल्डिंग धातुकर्म, कोउ (2003); एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम 6ए (2011)
मल्टी-पास वेल्डिंग: संचयी हीट इनपुट और इंटरपास तापमान
मल्टी{0}पास वेल्डिंग एक ऐसी जटिलता पेश करती है जो सिंगल{1}पास वेल्डिंग में नहीं होती है: प्रत्येक बाद का पास अंतर्निहित वेल्ड धातु और HAZ को अतिरिक्त थर्मल चक्रों के अधीन करता है। यह ग्रेड के आधार पर फायदेमंद या हानिकारक हो सकता है। कुछ ऑस्टेनिटिक वेल्ड के लिए, बाद के पास से निकलने वाली गर्मी पहले के पास के दौरान बने कार्बाइड को घोल सकती है। डुप्लेक्स ग्रेड के लिए, 600-900 डिग्री सेल्सियस रेंज में बार-बार गर्म करने से सिग्मा चरण का निर्माण तेज हो जाता है।
इंटरपास तापमान अगला पास जमा करने से ठीक पहले वेल्ड ज़ोन का तापमान है। अधिकांश स्टेनलेस स्टील्स के लिए, संचयी थर्मल एक्सपोज़र को सीमित करने के लिए इसे 150 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखा जाना चाहिए। कुछ डुप्लेक्स विनिर्देश और भी अधिक प्रतिबंधात्मक हैं, जिसके लिए 2507 जैसे सुपर{4}}डुप्लेक्स ग्रेड के लिए 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे इंटरपास की आवश्यकता होती है।
व्यावहारिक निहितार्थ यह है कि मल्टी{{0}पास वेल्ड के लिए सिंगल {{1}पास वेल्ड की तुलना में अधिक सावधानीपूर्वक योजना की आवश्यकता होती है। वेल्डर को शीतलन के लिए पासों के बीच पर्याप्त समय देना चाहिए, या मजबूर शीतलन विधियों (वायु विस्फोट, जल धुंध) का उपयोग करना चाहिए जो वेल्ड क्षेत्र को दूषित नहीं करते हैं। डुप्लेक्स या सुपर-डुप्लेक्स ग्रेड पर मल्टी{4}पास वेल्डिंग को जल्दी करना सिग्मा चरण के गठन और उसके बाद की सेवा विफलताओं का एक सामान्य कारण है।
तालिका 6: मल्टी-पास वेल्डिंग के लिए इंटरपास तापमान दिशानिर्देश
|
ग्रेड परिवार |
अनुशंसित इंटरपास |
बिना शीतलन के अधिकतम पास |
महत्वपूर्ण निगरानी बिंदु |
|
ऑस्टेनिटिक (304, 316) |
150 सी अधिकतम |
3-4 विशिष्ट |
संवेदीकरण सीमा में समय |
|
डुप्लेक्स (2205) |
150 सी अधिकतम |
2-3 विशिष्ट |
सिग्मा चरण गठन |
|
सुपर-डुप्लेक्स (2507) |
अधिकतम 100 C |
2 अनुशंसित |
सिग्मा चरण, इंटरमेटालिक्स |
|
मार्टेंसिटिक (410, 420) |
प्रीहीट से ऊपर बनाए रखें |
यदि पहले से गरम कर लिया जाए तो कोई सीमा नहीं |
हाइड्रोजन का टूटना |
|
निकल मिश्र (625, सी-276) |
150 सी अधिकतम |
3-4 विशिष्ट |
अनाज की वृद्धि, सूक्ष्म पृथक्करण |
स्रोत: आउटोकम्पु वेल्डिंग दिशानिर्देश (2020); विशेष धातु वेल्डिंग हैंडबुक; एनएसीई MR0175
अत्यधिक ताप इनपुट के परिणाम
खराब ताप इनपुट नियंत्रण के परिणाम सैद्धांतिक नहीं हैं। वे विभिन्न उद्योगों की विफलता विश्लेषण रिपोर्टों में नियमित रूप से दिखाई देते हैं। विफलता के इन तरीकों को समझने से इंजीनियरों और निरीक्षकों को लक्षणों को पहचानने और मूल कारण तक पहुंचने में मदद मिलती है।
अंतरकणीय संक्षारण: HAZ में संवेदीकरण के कारण होता है। अनाज की सीमाओं पर चुनिंदा तरीके से हमला किया जाता है, जिससे सतह पर 'शर्करा जैसी' उपस्थिति दिखाई देती है। उचित एल-ग्रेड या स्थिरीकरण के बिना अत्यधिक ताप इनपुट के साथ 304/316 वेल्ड में आम।
पिटिंग संक्षारण: डुप्लेक्स स्टील्स में सिग्मा चरण निर्माण में क्रोमियम और मोलिब्डेनम की खपत होती है, जिससे कम पिटिंग प्रतिरोध वाले क्षेत्र बनते हैं। गड्ढे प्राथमिकता से उच्च {{1}हीट{{2}इनपुट वेल्ड के HAZ में शुरू होते हैं।
तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी): उच्च ताप इनपुट उच्च अवशिष्ट तनाव के साथ बड़ा HAZ बनाता है। संवेदीकरण के साथ मिलकर, यह क्लोराइड युक्त वातावरण में SCC के लिए आदर्श स्थितियाँ बनाता है।
कम कठोरता: ऑस्टेनिटिक HAZ में अत्यधिक अनाज वृद्धि से प्रभाव क्रूरता कम हो जाती है। डुप्लेक्स स्टील्स में, उच्च फेराइट सामग्री और सिग्मा चरण दोनों कठोरता को काफी कम कर देते हैं।
हॉट क्रैकिंग: पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक वेल्ड धातुओं (310, कुछ निकल मिश्र धातु) में, उच्च ताप इनपुट भंगुर जमने की सीमा में बिताए गए समय को बढ़ाता है, जिससे जमने के टूटने का खतरा बढ़ जाता है।
तालिका 7: अत्यधिक ताप इनपुट से जुड़े विफलता मोड
|
विफलता मोड |
प्राथमिक कारण |
ग्रेड सर्वाधिक प्रभावित |
रोकथाम |
|
अंतर कणीय क्षरण |
HAZ में संवेदीकरण |
304, 316 (गैर-एल ग्रेड) |
एल-ग्रेड का उपयोग करें, ताप इनपुट सीमित करें |
|
HAZ में गड्ढा |
सिग्मा चरण, सीआर/एमओ कमी |
2205, 2507 डुप्लेक्स |
ताप इनपुट सीमित करें, इंटरपास नियंत्रित करें |
|
तनाव संक्षारण दरार |
संवेदीकरण + अवशिष्ट तनाव |
सभी ऑस्टेनिटिक ग्रेड |
समाधान रद्द करें, तनाव कम करें |
|
कम प्रभाव क्रूरता |
अनाज की वृद्धि, सिग्मा चरण |
304, 316, 2205 |
ताप इनपुट सीमित करें, उचित भराव का उपयोग करें |
|
गर्म टूटना |
विस्तारित जमने की सीमा |
310, 347, कुछ नी मिश्र |
कम ताप इनपुट, उचित भराव |
स्रोत: एएसएम हैंडबुक खंड 11: विफलता विश्लेषण (2002); एनएसीई संक्षारण डेटा सर्वेक्षण; जेएन अलॉय विफलता मामले का अध्ययन
व्यावहारिक ताप इनपुट नियंत्रण: डब्ल्यूपीएस से दुकान के फर्श तक
हीट इनपुट नियंत्रण इंजीनियरिंग कार्यालय में शुरू होता है और दुकान के फर्श पर समाप्त होता है। वेल्डिंग प्रक्रिया विनिर्देश (डब्ल्यूपीएस) में स्पष्ट ताप इनपुट सीमाएं शामिल होनी चाहिए, न कि केवल एम्परेज, वोल्टेज और यात्रा गति के बुनियादी पैरामीटर। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, डब्ल्यूपीएस को प्रत्येक पैरामीटर के लिए स्वीकार्य सीमा और गणना की गई ताप इनपुट सीमा निर्दिष्ट करनी चाहिए।
डब्ल्यूपीएस में हीट इनपुट निर्दिष्ट करें: यह न मानें कि लिस्टिंग एम्परेज और वोल्टेज रेंज पर्याप्त है। अधिकतम ताप इनपुट की गणना करें और स्पष्ट रूप से बताएं (उदाहरण के लिए, 'अधिकतम ताप इनपुट: 2.0 केजे/मिमी')।
कैलिब्रेटेड उपकरण का उपयोग करें: आधुनिक बिजली स्रोत वास्तविक एम्परेज और वोल्टेज को प्रदर्शित और रिकॉर्ड कर सकते हैं। इस डेटा का उपयोग वास्तविक ताप इनपुट की गणना करने के लिए करें, न कि केवल निर्धारित बिंदुओं के लिए।
परिणामों पर वेल्डर को प्रशिक्षित करें: जो वेल्डर समझते हैं कि अत्यधिक गर्मी इनपुट संक्षारण विफलताओं का कारण बन सकता है, वे यात्रा की गति और इंटरपास तापमान को नियंत्रित करने के लिए अधिक प्रेरित होंगे।
यात्रा गति की निगरानी करें: यात्रा गति उत्पादन के दौरान वेल्डर द्वारा सबसे अधिक बार समायोजित किया जाने वाला पैरामीटर है। निरंतर गति कैसे बनाए रखें, या महत्वपूर्ण वेल्ड के लिए मशीनीकृत/स्वचालित सिस्टम का उपयोग कैसे करें, इस पर मार्गदर्शन प्रदान करें।
महत्वपूर्ण वेल्ड के लिए ताप इनपुट का दस्तावेजीकरण करें: दबाव वाहिकाओं, अपतटीय घटकों और रासायनिक संयंत्र पाइपिंग के लिए, प्रत्येक वेल्ड के लिए वास्तविक ताप इनपुट की गणना और रिकॉर्ड करें। यह भविष्य में विफलताओं के मामले में पता लगाने की क्षमता प्रदान करता है।
हीट इनपुट कैलकुलेटर का उपयोग करें: मुफ़्त ऐप्स और ऑनलाइन कैलकुलेटर वेल्डर को बुनियादी मापदंडों से हीट इनपुट की तुरंत गणना करने की अनुमति देते हैं। दुकान के फर्श पर उनके उपयोग को प्रोत्साहित करें।
सेवा में संक्षारण विफलता की लागत की तुलना में ताप इनपुट नियंत्रण की लागत न्यूनतम है। किसी रासायनिक संयंत्र में एक भी गड्ढे की विफलता के परिणामस्वरूप उत्पादन, पर्यावरणीय सफाई और उपकरण प्रतिस्थापन में लाखों डॉलर का नुकसान हो सकता है। उचित ताप इनपुट नियंत्रण में निवेश करना सिर्फ अच्छी इंजीनियरिंग नहीं है - यह अच्छा अर्थशास्त्र है।
सारांश
निम्नलिखित तालिका इस आलेख की अनुशंसाओं को त्वरित-संदर्भ प्रारूप में समेकित करती है। इंजीनियर और फैब्रिकेटर अपने विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए ताप इनपुट सीमा स्थापित करने के लिए इस मैट्रिक्स का उपयोग कर सकते हैं।
तालिका 8: स्टेनलेस स्टील परिवार द्वारा हीट इनपुट निर्णय मैट्रिक्स
|
स्टेनलेस परिवार |
हीट इनपुट रेंज |
इंटरपास मैक्स |
गंभीर जोखिम |
मुख्य नियंत्रण बिंदु |
|
ऑस्टेनिटिक (304एल, 316एल) |
1.0 - 2.5 केजे/मिमी |
150 C |
संवेदीकरण |
500-850 सी में एल - ग्रेड, सीमा समय का उपयोग करें |
|
स्थिर (321, 347) |
1.0 - 2.5 केजे/मिमी |
200 C |
अनाज के आकार में वृद्धि |
अत्यधिक पास से बचें |
|
डुप्लेक्स (2205) |
0.5 - 2.5 केजे/मिमी |
150 C |
सिग्मा चरण |
ऑस्टेनाइट/फेराइट को संतुलित करें |
|
सुपर-डुप्लेक्स (2507) |
0.5 - 2.0 केजे/मिमी |
100 C |
सिग्मा चरण |
सख्त इंटरपास नियंत्रण |
|
मार्टेंसिटिक (410, 420) |
0.8 - 2.0 केजे/मिमी |
पहले से गरम बनाए रखें |
हाइड्रोजन का टूटना |
प्रीहीट + पीडब्ल्यूएचटी आवश्यक |
|
वर्षा-कठोर होना |
1.0 - 2.0 केजे/मिमी |
150 C |
क्रैकिंग, ओवरएजिंग |
निर्माता की विशिष्टता का पालन करें |
|
निकल मिश्र (625, सी-276) |
0.8 - 2.0 केजे/मिमी |
150 C |
सूक्ष्म पृथक्करण |
कम गर्मी, उचित भराव |
स्रोत: AWS D1.6, ASME सेक्शन VIII/IX, आउटोकम्पु, सैंडविक, स्पेशल मेटल्स और जेएन अलॉयज तकनीकी दिशानिर्देशों से संकलित
निष्कर्ष
हीट इनपुट एकमात्र सबसे नियंत्रणीय चर है जो स्टेनलेस स्टील वेल्ड की गुणवत्ता और सेवा प्रदर्शन को निर्धारित करता है। ताप इनपुट के धातुकर्म परिणाम - संवेदीकरण, सिग्मा चरण गठन, अनाज वृद्धि, और चरण असंतुलन - अच्छी तरह से समझे जाते हैं और पूर्वानुमानित होते हैं। इस ज्ञान को व्यवहार में लाने के अनुशासन की अक्सर कमी होती है।
इस लेख की सिफारिशें दशकों के शोध और क्षेत्र के अनुभव पर आधारित हैं। वे मनमानी सीमाएँ नहीं हैं - - वे वेल्डिंग की अंतर्निहित भौतिकी और धातु विज्ञान को दर्शाते हैं। प्रत्येक स्टेनलेस स्टील परिवार के लिए उचित सीमा के भीतर ताप इनपुट को नियंत्रित करके, फैब्रिकेटर ऐसे वेल्ड का उत्पादन कर सकते हैं जो संक्षारण प्रतिरोध, यांत्रिक गुणों और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को बनाए रखते हैं जो उनके ग्राहक अपेक्षा करते हैं।
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