वेल्डिंग इनकोनल 625: GTAW, GMAW और SMAW के लिए सर्वोत्तम अभ्यास

इनकोनेल 625 (यूएनएस एन06625)एक निकल {{0}क्रोमियम {{1}मोलिब्डेनम {{2}नाइओबियम सुपरअलॉय है जो उच्च तापमान शक्ति, ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों वातावरणों में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी के असाधारण संयोजन के लिए प्रसिद्ध है। यह व्यावसायिक उपयोग में सबसे अधिक वेल्ड करने योग्य निकल मिश्र धातुओं में से एक है - लेकिन 'वेल्ड करने योग्य' का मतलब 'वेल्ड करने में आसान' नहीं है। विशिष्ट प्रक्रियात्मक नियंत्रणों के पालन के बिना इन्कोनेल 625 वेल्डिंग के परिणामस्वरूप नियमित रूप से गर्म क्रैकिंग, सरंध्रता, संलयन की कमी, और गर्मी प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) संवेदीकरण - होता है, जो मांग वाले अनुप्रयोगों में समय से पहले सेवा विफलता का कारण बन सकता है।

यह मार्गदर्शिका तीन सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं: गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (जीटीएडब्ल्यू / टीआईजी), गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (जीएमएडब्ल्यू / एमआईजी), और शील्डेड मेटल आर्क वेल्डिंग (एसएमएडब्ल्यू / स्टिक) का उपयोग करके वेल्डिंग इंकोनेल 625 के लिए एक निश्चित, पैरामीटर स्तर का तकनीकी संदर्भ प्रदान करती है। इसमें भराव धातु चयन, प्रक्रिया {{3}विशिष्ट पैरामीटर तालिकाएं, संयुक्त तैयारी, दोष कारण और उपचार, और सभी प्रासंगिक अंतरराष्ट्रीय योग्यता मानक शामिल हैं। प्रत्येक अनुभाग को प्रत्यक्ष, उद्धरण योग्य निष्कर्ष प्रदान करने के लिए संरचित किया गया है।

ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) Inconel 625 के GTAW और GMAW के लिए सही और सार्वभौमिक रूप से निर्दिष्ट भराव धातु है। ENiCrMo-3 (AWS A5.11) संबंधित SMAW इलेक्ट्रोड है। स्टेनलेस स्टील ER316L या कार्बन स्टील फिलर्स सहित किसी भी अन्य फिलर धातु - का उपयोग करना - तकनीकी रूप से गलत है और निम्न संक्षारण प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रदर्शन वाले जोड़ों का उत्पादन करेगा।

इनकोनेल 625 वेल्डिंग संपत्ति

इनकोनल 625 में लगभग 61% निकल, 21.5% क्रोमियम, 9% मोलिब्डेनम और 3.65% नाइओबियम (कोलंबियम) होता है। ये तत्व उत्कृष्ट गुण प्रदान करते हैं, लेकिन वे विशिष्ट वेल्डिंग चुनौतियाँ भी पैदा करते हैं जो साधारण स्टेनलेस स्टील या कार्बन स्टील वेल्डिंग से बहुत अलग हैं।

वेल्डिंग में इन्हेंल 625 स्टेनलेस स्टील से अलग क्यों व्यवहार करता है?

इन्हेंल 625 की चार धातुकर्म विशेषताएं इसे वेल्डिंग के दौरान स्टेनलेस स्टील से अलग व्यवहार करती हैं:

कम तापीय चालकता (20 डिग्री पर 9.8 W/m·K बनाम 316L SS के लिए {{2%) W/m·K): गर्मी बेस मेटल में फैलने के बजाय वेल्ड के पास केंद्रित होती है। इसका मतलब है कि वेल्ड पूल लंबे समय तक गर्म और तरल रहता है, और गर्मी प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) तापमान प्रवणता तेज होती है। जब तक ताप इनपुट को सख्ती से नियंत्रित नहीं किया जाता है, व्यावहारिक परिणाम अधिक विकृति और संवेदीकरण का अधिक जोखिम होता है।

थर्मल विस्तार का उच्च गुणांक (20-315 डिग्री पर 13.1 x 10-6/डिग्री): इनकोनेल 625 गर्म और ठंडा होने पर कार्बन स्टील (12.0 x 10-6/डिग्री) की तुलना में काफी अधिक फैलता और सिकुड़ता है। यह वेल्डिंग के दौरान विरूपण प्रबंधन को एक महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग कार्य बनाता है, जिसके लिए फिक्स्चर, संतुलित वेल्डिंग अनुक्रम और अधिकतम 50-75 मिमी की वेल्ड रिक्ति की आवश्यकता होती है।

सुस्त, चिपचिपा वेल्ड पूल: उच्च निकल सामग्री इन्हेंल 625 वेल्ड पूल को स्टेनलेस स्टील या कार्बन स्टील वेल्ड पूल की तुलना में अधिक चिपचिपा ('सुस्त') बनाती है। इससे वेल्ड टोज़ पर खराब गीलापन हो सकता है - यदि एम्परेज और यात्रा की गति सही ढंग से सेट नहीं की जाती है, तो फ़्यूज़न की कमी और अंडरकटिंग का खतरा बढ़ जाता है।

दूषित होने पर गर्म क्रैकिंग की संवेदनशीलता: उंगलियों के निशान, मार्कर पेन, या अवशिष्ट काटने वाले तरल पदार्थों से भी सल्फर, फास्फोरस, सीसा, या बिस्मथ की ट्रेस मात्रा - इंटरग्रेनुलर तरल फिल्मों का कारण बनती है जो वेल्ड जमने के दौरान टूट जाती है। सफाई वैकल्पिक नहीं है: यह वेल्ड गुणवत्ता के लिए एक शर्त है।

सादा-भाषा स्पष्टीकरण: हॉट क्रैकिंग क्या है?

एक चॉकलेट बार को सांचे में डालने के बाद ठंडा होने की कल्पना करें। यदि आप सांचे को पूरी तरह से जमने से पहले दबाते हैं, तो स्थिर तरल चॉकलेट आंतरिक रूप से फट जाती है - जो गर्म टूटने के समान है। वेल्डिंग में, जैसे-जैसे पिघली हुई धातु जमती है, सिकुड़ती जाती है। यदि धातु की ताकत बढ़ने की तुलना में सिकुड़न तनाव तेजी से बढ़ता है (जो सॉलिडस के ठीक नीचे तापमान सीमा में होता है), तो आंशिक रूप से ठोस वेल्ड अनाज की सीमाओं के साथ टूट जाता है। यदि धातु दूषित है तो सल्फाइड या फॉस्फाइड की कम पिघलने वाली बिंदु वाली फिल्में मौजूद होती हैं, जिससे टूटना आसान हो जाता है। उपाय: संदूषण को खत्म करना, गर्मी इनपुट को सीमित करना, और चाप को हटाने से पहले गड्ढों को पूरी तरह से भरना।

तीनों प्रक्रियाओं के लिए ERNiCrMo-3 फिलर

इनकोनेल 625 के लिए गलत फिलर धातु का चयन करना एक फैब्रिकेटर द्वारा की जाने वाली सबसे बड़ी गलतियों में से एक है। गलत भराव संक्षारण प्रतिरोध को कम कर सकता है, उच्च तापमान की ताकत को कम कर सकता है, और क्रैकिंग की संवेदनशीलता को कम कर सकता है - इनमें से कोई भी तब तक स्पष्ट नहीं होगा जब तक कि उपकरण सेवा में विफल न हो जाए, संभावित रूप से विनाशकारी रूप से।

तालिका 1: वेल्डिंग इनकोनेल 625 के लिए फिलर धातु तुलना (नी + अन्य प्रमुख तत्व, वजन%)

स्रोत:AWS A5.14 'निकेल और निकेल के लिए विशिष्टता-मिश्र धातु बेयर वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और छड़ें' (वर्तमान संस्करण); AWS A5.11 'निकेल और निकेल के लिए विशिष्टता-शील्डेड मेटल आर्क वेल्डिंग के लिए मिश्र धातु वेल्डिंग इलेक्ट्रोड' (वर्तमान संस्करण); विशेष धातु निगम 'INCONEL मिश्र धातु 625' प्रकाशन SMC-027 Rev.2 (2018); हेन्स इंटरनेशनल एच-3159।

ERNiCrMo-3 सही विकल्प क्यों है: ERNiCrMo-3 (व्यापारिक नाम INCO-WELD 686 CPT या Metrode निमरोड 625 के नाम से भी जाना जाता है) की एक संरचना विशेष रूप से Inconel 625 बेस मेटल के मिश्र धातु रसायन विज्ञान से मेल खाने के लिए डिज़ाइन की गई है। उच्च क्रोमियम और मोलिब्डेनम सामग्री यह सुनिश्चित करती है कि वेल्ड जमा में आधार धातु के बराबर संक्षारण प्रतिरोध है - अपतटीय पाइपलाइनों, रासायनिक प्रसंस्करण वाहिकाओं और ग्रिप गैस डिसल्फराइजेशन उपकरण जैसे अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है जहां वेल्ड आधार धातु के समान आक्रामक वातावरण के संपर्क में है।

क्यों ER316L उच्च {{1}मिश्र धातु इनकोनेल 625 जोड़ों के लिए गलत है: ER316L (ERNiCrMo-4 को कभी-कभी 316L के साथ भ्रमित किया जाता है) में केवल 11-14% Ni और 18-20% Cr है - बेस मेटल की निकेल और मोलिब्डेनम सामग्री का लगभग एक तिहाई। संक्षारक सेवा में, यह वेल्ड धातु और आधार धातु के बीच एक गैल्वेनिक युगल बनाता है जो अधिमान्य वेल्ड संक्षारण का कारण बन सकता है, जो इनकोनेल 625 आधार सामग्री के सभी संक्षारण संरक्षण को नकार देता है।

महत्वपूर्ण खरीद नोट: ERNiCrMo-3 फिलर तार को AWS A5.14 के अनुसार रसायन विज्ञान की पुष्टि करने वाली प्रमाणित मिल परीक्षण रिपोर्ट के साथ खरीदा जाना चाहिए। वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं में नकली या गलत तरीके से वर्गीकृत निकल मिश्र धातु भराव तारों की पहचान की गई है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए हीट नंबर ट्रैसेबिलिटी और तृतीय-पक्ष रसायन सत्यापन की आवश्यकता होती है।

इनकोनेल 625 के लिए GTAW (TIG)।

गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (जीटीएडब्ल्यू), जिसे टीआईजी (टंगस्टन इनर्ट गैस) वेल्डिंग के रूप में भी जाना जाता है, इंकोनेल 625 पाइप जड़ों, पतली दीवार टयूबिंग, सटीक घटकों और किसी भी अनुप्रयोग जहां वेल्ड गुणवत्ता और आंतरिक सुदृढ़ता प्राथमिक मानदंड हैं, वेल्डिंग के लिए पसंदीदा प्रक्रिया है। GTAW किसी भी फ्यूजन वेल्डिंग प्रक्रिया के ताप इनपुट और आर्क विशेषताओं पर बेहतरीन नियंत्रण प्रदान करता है, जो इसे एयरोस्पेस, परमाणु और ऑफशोर पाइपलाइन रूट पास के लिए मानक बनाता है।

सतह की तैयारी पहला महत्वपूर्ण कदम है - इसे कभी न छोड़ें

Inconel 625 पर कोई भी GTAW कार्य शुरू होने से पहले, निम्नलिखित सतह तैयारी क्रम को पूरा किया जाना चाहिए:

जोड़ के दोनों ओर और वेल्ड लाइन से 50 मिमी पीछे एसीटोन या मिथाइल एथिल कीटोन (एमईके) - से डीग्रीज़ करें।

ऑक्साइड फिल्म को हटाने के लिए एक समर्पित स्टेनलेस स्टील ब्रश (कार्बन स्टील नहीं, अन्य सामग्रियों के साथ साझा नहीं किया गया) के साथ वायर ब्रश।

ब्रश करने के बाद पुनः {{0}डीग्रीज़ कम करें - ब्रश करने से अवशिष्ट तेल सतह पर फैल सकता है।

तेल की फिल्म, पेंट, मार्कर पेन के निशान या अन्य संदूषण के लिए तेज रोशनी या यूवी के तहत निरीक्षण करें।

तैयारी के 4 घंटे के भीतर वेल्ड; यदि देरी हो जाए, तो डीग्रीजिंग दोबारा दोहराएं।

'समर्पित स्टेनलेस स्टील ब्रश' वाक्यांश महत्वपूर्ण है। कार्बन स्टील पर पहले इस्तेमाल किए गए ब्रश का उपयोग लोहे के कणों को इन्कोनेल 625 सतह में एम्बेड करेगा। फिर ये लोहे के कण तैयार निर्माण में स्थानीयकृत गैल्वेनिक क्षरण का कारण बनेंगे - ठीक उसी प्रकार का संदूषण - प्रेरित विफलता जो अनुभवी निकल मिश्र धातु फैब्रिकेटर को समर्पित टूलींग पर जोर देती है।

तालिका 2: इन्हेंल 625 (यूएनएस एन06625) के लिए जीटीएडब्ल्यू वेल्डिंग पैरामीटर्स

स्रोत:AWS A5.14 (ERNiCrMo-3 वर्गीकरण); विशेष धातु वेल्डिंग उत्पाद 'INCO{5}}वेल्ड ए इलेक्ट्रोड और INCONEL फिलर मेटल 82' (SMC-043); हेन्स इंटरनेशनल 'हैस्टेलॉय निकल-बेस मिश्र धातुओं का निर्माण' (एच-2010सी, 625 बेस मेटल के लिए अनुकूलित); लिंकन इलेक्ट्रिक 'द प्रोसीजर हैंडबुक ऑफ आर्क वेल्डिंग' (14वां संस्करण); मिलर इलेक्ट्रिक 'गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (जीटीएडब्ल्यू) के लिए दिशानिर्देश' (2022)।

पीछे-पर्जिंग वैकल्पिक नहीं है - यह जड़ की गुणवत्ता के लिए अनिवार्य है

वेल्डिंग के दौरान वेल्ड जोड़ की जड़ की ओर से लगातार बहने वाली आर्गन गैस को वापस {{0}पर्ज करना -, निकल मिश्र धातु पाइप वेल्डिंग में यह सबसे कम प्रशंसित और कम लागू आवश्यकताओं में से एक है। बिना बैक पर्जिंग के, पाइप या बर्तन के अंदर का रूट वेल्ड वायुमंडलीय ऑक्सीजन के संपर्क में ऐसे तापमान पर आता है, जहां इनकोनेल 625 तेजी से ऑक्सीकरण करेगा, जिससे एक खुरदरी, छिद्रपूर्ण, कालानुक्रमिक रूप से संक्षारक सतह बनेगी जिसे आमतौर पर 'शुगरिंग' कहा जाता है।

पीछे की ओर लक्षित ऑक्सीजन स्तर {{0}पर्ज पक्ष 20 पीपीएम (प्रति मिलियन भाग) - से नीचे है जो 0.002% से कम ऑक्सीजन के बराबर है। वेल्डिंग शुरू होने से पहले पाइप के अंदरूनी हिस्से से हवा को शुद्ध करने के लिए पर्याप्त समय के लिए आर्गन प्रवाहित करने की आवश्यकता होती है (एक प्रक्रिया जिसे 'ड्वेल टाइम' कहा जाता है), और पूरे रूट पास और कम से कम पहले भरण पास में प्रवाह बनाए रखना होता है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए निकास लाइन में स्थापित एक इनलाइन ऑक्सीजन विश्लेषक की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है।

इनकोनल 625 फिल और कैप पास के लिए GMAW (MIG)।

गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (जीएमएडब्ल्यू), जिसे एमआईजी (मेटल इनर्ट गैस) वेल्डिंग के रूप में भी जाना जाता है, का व्यापक रूप से इनकोनेल 625 फिल और कैप पास, भारी खंड निर्माण और उत्पादन वातावरण में उपयोग किया जाता है जहां थ्रूपुट महत्वपूर्ण है। स्पंदित स्थानांतरण के साथ GMAW पर्याप्त ताप इनपुट नियंत्रण बनाए रखते हुए GTAW की तुलना में 3 - 4 गुना अधिक जमाव दर प्राप्त करता है - जिससे यह मोटी दीवार वाले दबाव वाहिकाओं, ऑफशोर मैनिफोल्ड्स और संरचनात्मक वेल्ड फैब्रिकेशन के लिए मानक विकल्प बन जाता है।

इनकॉनेल 625 के लिए शॉर्ट-सर्किट ट्रांसफर का उपयोग कभी भी क्यों नहीं किया जाना चाहिए

शॉर्ट-सर्किट ट्रांसफर (वह मोड जहां तार भौतिक रूप से वेल्ड पूल से संपर्क करता है और फिर 20{4}}200 हर्ट्ज पर बार-बार वापस आता है) कार्बन स्टील GMAW वेल्डिंग के लिए आम है। इसका उपयोग इनकॉनेल 625 के लिए कभी नहीं किया जाना चाहिए। इसका कारण मिश्र धातु का चिपचिपा वेल्ड पूल है: संक्षेप में {5}सर्किट मोड में, प्रति चक्र वितरित ऊर्जा चिपचिपा निकल {{6}मिश्र धातु वेल्ड पूल को जोड़ की साइड की दीवारों पर ठीक से फ्यूज करने के लिए अपर्याप्त है, जिसके परिणामस्वरूप व्यवस्थित कमी {7}फ्यूजन दोष होता है जिसे मानक रेडियोग्राफिक परीक्षण द्वारा पता नहीं लगाया जा सकता है लेकिन सेवा में थकान क्रैकिंग का कारण बन जाएगा।

सही ट्रांसफर मोड स्प्रे ट्रांसफर (स्प्रे ट्रांज़िशन करंट से ऊपर, आमतौर पर 1.2 मिमी ERNiCrMo {{5%) 3 तार के लिए 170{4}}180 ए) या स्पंदित स्प्रे ट्रांसफर है। स्पंदित स्प्रे कम वर्तमान सेटिंग के औसत ताप इनपुट के साथ स्प्रे-मोड मेटल ट्रांसफर प्रदान करता है - जो इसे इनकोनेल 625 के लिए आदर्श बनाता है जहां अच्छे संलयन और नियंत्रित ताप इनपुट दोनों की एक साथ आवश्यकता होती है।

तालिका 3: इन्हेंल 625 (यूएनएस एन06625) के लिए जीएमएडब्ल्यू वेल्डिंग पैरामीटर्स

स्रोत:AWS A5.14 (ERNiCrMo-3 तार वर्गीकरण); लिंकन इलेक्ट्रिक 'वेल्डिंग निकेल अलॉय गाइड' एनआई-1 (2021); मिलर इलेक्ट्रिक 'निकेल मिश्र धातु का स्पंदित GMAW' एप्लीकेशन नोट 278 (2020); विशेष धातु वेल्डिंग उत्पाद तकनीकी बुलेटिन W-3165 (इनकोनेल 625 का GMAW); यूटेक्टिक कॉर्पोरेशन 'निकल अलॉय एमआईजी वेल्डिंग गाइड' एनआई-एमआईजी-7 (2019)।

परिरक्षण गैस चयन: कोई CO2 परिवर्धन की अनुमति नहीं है

कार्बन स्टील GMAW के लिए, CO2 युक्त परिरक्षण गैस मिश्रण (जैसे कि 75% Ar + 25% CO2 - जिसे आमतौर पर 'C25' कहा जाता है) मानक हैं क्योंकि CO2 चाप स्थिरता और वेल्ड प्रवेश में सुधार करता है। इन गैस मिश्रणों का उपयोग कभी भी इनकोनेल 625 वेल्डिंग के लिए नहीं किया जाना चाहिए। परिरक्षण गैस में CO2 और ऑक्सीजन की मात्रा उच्च क्रोमियम वेल्ड पूल के साथ प्रतिक्रिया करके क्रोमियम ऑक्साइड बनाती है, जो: (1) वेल्ड धातु से क्रोमियम को ख़त्म कर देती है, जिससे संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाता है; (2) वेल्ड में ठोस ऑक्साइड समावेशन बनाता है; और (3) एक सुस्त, ऑक्सीकृत मनका सतह बनाता है जो अंतर-{14}}पास संलयन में हस्तक्षेप करता है।

सही परिरक्षण गैस शुद्ध आर्गन (न्यूनतम 99.99% शुद्धता) या आर्गन हीलियम मिश्रण है। हीलियम परिवर्धन (15-50%) समान तार फ़ीड गति पर आर्क वोल्टेज और हीट इनपुट को बढ़ाता है, मोटे वर्गों में प्रवेश में सुधार करता है और 'कोल्ड टोज़' (अनफ्यूज्ड वेल्ड टोज़) को कम करता है जो निकल मिश्र धातु GMAW में एक आम दोष है।

फील्ड रिपेयर और रिमोट इनकोनल 625 वेल्डिंग के लिए SMAW (स्टिक)।

शील्डेड मेटल आर्क वेल्डिंग (SMAW), जिसे स्टिक वेल्डिंग या मैनुअल मेटल आर्क (MMA) वेल्डिंग भी कहा जाता है, एक अलग परिरक्षण गैस के बजाय एक कवर इलेक्ट्रोड - फ्लक्स के साथ लेपित धातु की छड़ - का उपयोग करता है। यह SMAW को तीनों प्रक्रियाओं में से सबसे अधिक पोर्टेबल और मौसम प्रतिरोधी बनाता है, जो कि Inconel 625 उपकरण की फील्ड मरम्मत, सीमित स्थानों में रखरखाव वेल्डिंग और उन स्थानों पर निर्माण के लिए उपयुक्त है जहां गैस सिलेंडरों को व्यावहारिक रूप से तैनात नहीं किया जा सकता है।

ENiCrMo-3 इलेक्ट्रोड हैंडलिंग महत्वपूर्ण है - नमी सरंध्रता का कारण बनती है

इनकोनेल 625 - ENiCrMo-3 प्रति AWS A5.11 - के SMAW के लिए कवर किया गया इलेक्ट्रोड नमी के प्रति संवेदनशील है। कार्बन स्टील इलेक्ट्रोड के विपरीत, जो महत्वपूर्ण गुणवत्ता प्रभाव के बिना आर्द्र हवा के संक्षिप्त संपर्क को सहन कर सकते हैं, निकेल -मिश्र धातु इलेक्ट्रोड सीलबंद पैकेजिंग से हटाने के कुछ घंटों के भीतर वातावरण से नमी को अवशोषित करते हैं। अवशोषित नमी वेल्ड तापमान पर हाइड्रोजन में विघटित हो जाती है, जिससे हाइड्रोजन सरंध्रता पैदा होती है - वेल्ड धातु के माध्यम से वितरित गोलाकार गैस रिक्तियां जो यांत्रिक शक्ति और थकान जीवन को कम करती हैं।

अनिवार्य इलेक्ट्रोड हैंडलिंग प्रोटोकॉल है: (1) उपयोग के लिए तैयार होने तक मूल पैकेजिंग में सीलबंद स्टोर; (2) उपयोग से पहले एक समर्पित इलेक्ट्रोड ओवन में 1-2 घंटे के लिए 120-200 डिग्री पर बेक करें; (3) कार्य स्थल पर उपयोग के लिए पोर्टेबल रॉड ओवन (80-120 डिग्री पर बनाए रखा गया) में स्थानांतरित करना; (4) बिना रॉड ओवन के 4 घंटे से अधिक समय तक खुली हवा में छोड़े गए किसी भी इलेक्ट्रोड को हटा दें।

तालिका 4: इन्हेंल 625 (यूएनएस एन06625) के लिए एसएमएडब्ल्यू वेल्डिंग पैरामीटर्स

स्रोत:AWS A5.11 (ENiCrMo-3 इलेक्ट्रोड वर्गीकरण); लिंकन इलेक्ट्रिक 'स्टिक वेल्डिंग निकेल अलॉयज' एप्लीकेशन गाइड NI-SMAW-1 (2022); विशेष धातु वेल्डिंग उत्पाद 'ENiCrMo-3 इलेक्ट्रोड डेटा शीट' W-4175; मेट्रोड वेल्डिंग उपभोज्य 'Ni60 ENiCrMo-3 डेटा शीट' (2021); सैंडविक सामग्री प्रौद्योगिकी 'उच्च-मिश्र धातु स्टेनलेस और निकल मिश्र धातु की वेल्डिंग' (इनकोनेल 625 एसएमएडब्ल्यू के लिए अनुकूलित)।

कार्बन स्टील की तुलना में इनकोनेल 625 के लिए एम्परेज कम क्यों होना चाहिए?

एक 3.2 मिमी कार्बन स्टील E7018 इलेक्ट्रोड को आम तौर पर 90{8}}130 A पर चलाया जाता है। Inconel 625 के लिए एक 3.2 मिमी ENiCrMo-3 इलेक्ट्रोड को केवल 75-110 A - लगभग 15-20% कम पर चलाया जाना चाहिए। इसका कारण इनकोनेल 625 की उच्च विद्युत प्रतिरोधकता (कार्बन स्टील के लिए 1.29 माइक्रो-ओम-मीटर बनाम {{15%) है: विद्युत ऊर्जा का एक उच्च अनुपात आर्क के बजाय इलेक्ट्रोड स्टब के भीतर गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है। बहुत अधिक एम्परेज चलाने से इलेक्ट्रोड अधिक गर्म हो जाता है, फ्लक्स टूट जाता है, अत्यधिक छींटे पड़ जाते हैं और परिरक्षण कार्य नष्ट हो जाता है - जिसके परिणामस्वरूप सरंध्रता और वेल्ड धातु ऑक्सीकृत हो जाती है।

GTAW, GMAW, SMAW - एप्लिकेशन द्वारा चयन करें

सभी इनकोनेल 625 अनुप्रयोगों के लिए कोई एकल वेल्डिंग प्रक्रिया इष्टतम नहीं है। निम्नलिखित तालिका औद्योगिक इंकोनेल 625 निर्माण से संबंधित सभी मानदंडों में सीधे GTAW, GMAW और SMAW की तुलना करती है, जो एक निश्चित चयन मार्गदर्शिका प्रदान करती है।

तालिका 5: प्रक्रिया तुलना - इनकोनेल 625 (यूएनएस एन06625) के लिए जीटीएडब्ल्यू बनाम जीएमएडब्ल्यू बनाम एसएमएडब्ल्यू

स्रोत:AWS 'वेल्डिंग हैंडबुक' खंड 2 (9वां संस्करण, अध्याय 7: निकल और कोबाल्ट मिश्र धातु वेल्डिंग); लिंकन इलेक्ट्रिक 'एमआईजी वेल्डिंग के लिए परिरक्षण गैसों की संपूर्ण मार्गदर्शिका' (2022); मिलर इलेक्ट्रिक 'जीटीएडब्ल्यू बनाम जीएमएडब्ल्यू बनाम एसएमएडब्ल्यू प्रक्रिया तुलना' एप्लीकेशन नोट 190; ASME IX QW-432 समूहन डेटा; हेन्स इंटरनेशनल एच-3092बी से उद्योग उत्पादकता बेंचमार्क (इन्कोनेल 625 डेटा के लिए अनुकूलित)।

प्रक्रिया चयन का सामान्य नियम: रूट पास और पतली सामग्री के लिए GTAW का उपयोग करें जहां गुणवत्ता सर्वोपरि है; 4 मिमी से ऊपर के अनुभागों पर उत्पादकता अधिकतम करने के लिए GMAW फिल/कैप पास का उपयोग करें; फ़ील्ड वेल्डिंग, दूरस्थ साइटों या मरम्मत के लिए SMAW का उपयोग करें जहां गैस आपूर्ति अव्यावहारिक है। संयुक्त GTAW रूट + GMAW भरण अधिकांश Inconel 625 पाइप और पोत निर्माण के लिए उद्योग मानक प्रक्रिया है।

इन्हेंल 625 फैब्रिकेशन में आठ वेल्ड

निम्न तालिका तीनों प्रक्रियाओं, उनके मूल कारणों, रोकथाम रणनीतियों और पता लगाने के तरीकों में इंकोनेल 625 को वेल्डिंग करते समय सबसे अधिक बार सामने आने वाले दोषों को सूचीबद्ध करती है। यह तालिका इन्हेंल 625 निर्माण के कई दशकों के दौरान वेल्डिंग इंजीनियरिंग साहित्य और ओईएम फील्ड फीडबैक के समग्र अनुभव का परिणाम है।

तालिका 6: इनकोनेल 625 फैब्रिकेशन में सामान्य वेल्ड दोष - कारण, रोकथाम और पता लगाना

स्रोत:एएसएम इंटरनेशनल हैंडबुक वॉल्यूम . 6 'वेल्डिंग, ब्रेज़िंग और सोल्डरिंग' (अध्याय: निकल मिश्र धातु वेल्डिंग); एएसएमई अनुभाग IX QW-143 (एनडीई आवश्यकताएँ); कैरी, एचबी और हेल्ज़र, एससी 'मॉडर्न वेल्डिंग टेक्नोलॉजी' (छठा संस्करण, पियर्सन, 2005); डंकर्टन, एसबी टीडब्ल्यूआई 'निकल मिश्र धातु की वेल्डिंग' (वेल्डिंग इंस्टीट्यूट, एबिंगटन, यूके, तकनीकी ज्ञान श्रृंखला 9); NACE SP0170 'इलेक्ट्रोकेमिकल कैथोडिक सुरक्षा मानदंड का क्षेत्र माप' (सेवा में SCC के लिए संदर्भ); ISO 5817 'वेल्डिंग - खामियों के लिए गुणवत्ता स्तर'।

हीट इनपुट मास्टर वेरिएबल है - इसे प्रबंधित करने से आठ में से छह दोष नियंत्रित होते हैं

दोष तालिका की जांच करने से पता चलता है कि अत्यधिक गर्मी इनपुट - चाहे बहुत अधिक {1}एम्परेज से, बहुत ही कम यात्रा गति से, या अपर्याप्त इंटरपास कूलिंग - सूचीबद्ध आठ दोषों में से छह में या तो एक प्रत्यक्ष कारण है या एक योगदान कारक है। यह संयोग नहीं है: इन्हेंल 625 वेल्डिंग में हीट इनपुट प्राथमिक धातुकर्म नियंत्रण चर है।

हीट इनपुट (केजे/मिमी में)=(एम्प्स x वोल्ट x 60) / (1000 x यात्रा गति मिमी/मिनट में)। डब्ल्यूपीएस (वेल्डिंग प्रक्रिया विशिष्टता) पर दर्ज वास्तविक मापदंडों का उपयोग करके प्रत्येक वेल्ड पास के लिए इस सूत्र की गणना की जानी चाहिए। GTAW के लिए, लक्ष्य 1.5 kJ/mm प्रति पास से कम है। GMAW के लिए, लक्ष्य 2.0 kJ/mm प्रति पास से नीचे है। कोई भी WPS जो Inconel 625 के लिए हीट इनपुट सीमा निर्दिष्ट नहीं करता है, महत्वपूर्ण सेवा अनुप्रयोगों के लिए तकनीकी रूप से अपर्याप्त है।

इनकोनेल 625 के लिए संयुक्त तैयारी ज्यामिति

क्योंकि इनकोनेल 625 वेल्ड पूल कार्बन स्टील या स्टेनलेस स्टील की तुलना में अधिक चिपचिपा (सुस्त) है, यह आसानी से तंग संयुक्त ज्यामिति में प्रवाहित नहीं होता है। कार्बन स्टील के लिए समान ग्रूव कोणों का उपयोग करने का प्रयास करने से संयुक्त साइडवॉल पर व्यवस्थित कमी {{3}संलयन की कमी होगी - एक दोष जिसका पता लगाना मुश्किल है और दबाव युक्त सेवा में विनाशकारी है।

तालिका 7: सामग्री की मोटाई के आधार पर इन्हेंल 625 के लिए संयुक्त तैयारी ज्यामिति

स्रोत:एएसएमई बी16.25 'बटवेल्डिंग एंड्स' (पाइप बेवेल्स); AWS D1.6 'स्ट्रक्चरल वेल्डिंग कोड - स्टेनलेस स्टील' (संयुक्त ज्यामिति सिद्धांत, निकल मिश्र धातुओं के लिए अनुकूलित); ASME अनुभाग IX QW-469 (संयुक्त डिज़ाइन दस्तावेज़ीकरण); विशेष धातु वेल्डिंग उत्पाद 'INCONEL और INCOLOY मिश्र धातुओं की वेल्डिंग' (SMC-029); मेट्रोड वेल्डिंग उपभोग्य वस्तुएं 'निकल मिश्र धातु पाइप वेल्डिंग के लिए इंजीनियरिंग विशिष्टता' (एमई-एनआई-005, 2020)।

मध्यम वर्गों (4.8-12 मिमी) पर एकल - वी ग्रूव के लिए 75 - 80 डिग्री शामिल कोण विनिर्देश एक सामान्य कार्बन स्टील वी-ग्रूव की तुलना में 15-20 डिग्री चौड़ा है। यह अतिरिक्त चौड़ाई आवश्यक है: व्यापक नाली GTAW फिलर रॉड को फ्यूजन लाइन तक ठीक से पहुंचने के लिए आवश्यक साइडवॉल पहुंच प्रदान करती है, बिना ऑपरेटर को इलेक्ट्रोड को ऐसे कोण पर रखने की आवश्यकता होती है जो परिरक्षण गैस कवरेज से समझौता करेगा।

मशीनी या ज़मीनी संयुक्त सतहों की सफाई: यांत्रिक तैयारी (पीसने, मशीनिंग, या प्लाज्मा काटने) के बाद, बेवल सतहों को धारा 3.1 में प्रक्रिया के अनुसार साफ किया जाना चाहिए। प्लाज़्मा कटी हुई या थर्मल रूप से कटी हुई सतहों के बेवल फेस पर क्रोमियम ऑक्साइड हो सकता है, जिसे अगर पीसकर और फिर डीग्रीजिंग करके नहीं हटाया गया तो फ्यूजन की कमी हो जाएगी। निकल मिश्र धातुओं (कार्बन स्टील के साथ साझा नहीं किया गया) के लिए एक समर्पित 80-120 ग्रिट ग्राइंडिंग व्हील सही उपकरण है।

इनकोनेल 625 के लिए प्री{0}}वेल्ड और पोस्ट-वेल्ड उपचार नियम

कार्बन स्टील वेल्डिंग के लिए लगभग हमेशा हाइड्रोजन प्रेरित शीत दरार को रोकने के लिए वेल्डिंग से पहले आधार धातु के तापमान को - बढ़ाने की आवश्यकता होती है। इनकोनेल 625 के लिए, प्रीहीटिंग की आवश्यकता नहीं है और इसे तब तक लागू नहीं किया जाना चाहिए जब तक कि आधार धातु 5 डिग्री से नीचे न हो (जिस स्थिति में संक्षेपण नमी को दूर करने के लिए कमरे के तापमान तक हल्का गर्म - स्वीकार्य है)।

इनकोनेल 625 पर कार्बन स्टील - टाइप प्रीहीट तापमान (100 {6 }}300 डिग्री) लगाना प्रतिकूल होगा: यह इंटरपास तापमान को 100 डिग्री की सीमा से ऊपर बढ़ा देता है, जिससे गर्मी इनपुट और संवेदीकरण जोखिम बढ़ जाता है। धातुकर्म संबंधी कारण भी भिन्न हैं: इनकोनेल 625 ऑस्टेनिटिक है और यह मार्टेंसाइट नहीं बनाता है या इसमें कार्बन या कम-मिश्र धातु स्टील्स की तरह हाइड्रोजन संवेदनशीलता खिड़की नहीं है।

पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट (पीडब्लूएचटी) - आम तौर पर आवश्यक नहीं है, लेकिन महत्वपूर्ण अपवादों के साथ

इनकॉनेल 625 अनुप्रयोगों के बहुमत के लिए - संक्षारण {{2}प्रतिरोधी सेवा, उच्च {{3} तापमान सेवा, संरचनात्मक निर्माण - पोस्ट {{5}वेल्ड हीट ट्रीटमेंट (पीडब्ल्यूएचटी) की आवश्यकता नहीं है और यह फायदेमंद नहीं है। एएस{7}}वेल्डेड स्थिति सेवा के लिए पूरी तरह से स्वीकार्य है, बशर्ते वेल्ड प्रक्रिया नियंत्रित ताप इनपुट और इंटरपास तापमान के साथ सही ढंग से निष्पादित की गई हो।

महत्वपूर्ण अपवाद जहां PWHT निर्दिष्ट किया जा सकता है:

एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156 के अनुसार खट्टा गैस सेवा (एच2एस वातावरण): अवशिष्ट वेल्ड तनाव को कम करने और एचआरसी 40 से नीचे वेल्ड धातु की कठोरता को बनाए रखने के लिए तनाव राहत गर्मी उपचार की आवश्यकता हो सकती है।

क्रायोजेनिक सेवा (-100 डिग्री से नीचे): अत्यधिक कम तापमान पर पूर्ण ऑस्टेनाइट स्थिरता और कठोरता सुनिश्चित करने के लिए 1150 डिग्री पर समाधान की एनीलिंग और उसके बाद तेजी से शीतलन की आवश्यकता हो सकती है।

आयु सख्त करना (यदि इंकोनेल 625 का उपयोग अवक्षेपण में किया जाता है -कठोर रूप प्रति एएमएस 5663 ग्रेड 2): विशिष्ट उम्र बढ़ने के चक्र की आवश्यकता होती है; लागू सामग्री विनिर्देश से परामर्श लें।

असमान धातु वेल्ड (इनकोनेल 625 से कार्बन स्टील): कार्बन स्टील की तरफ इनकोनेल 625 के बटर पास के लिए कार्बन स्टील की पीडब्लूएचटी आवश्यकताओं को संबोधित करने के लिए प्रति एएसएमई VIII या बी31.3 पीडब्लूएचटी की आवश्यकता हो सकती है - असमान वेल्ड बनाने से पहले पीडब्ल्यूएचटी लागू करें।

निष्क्रियता और पोस्ट-वेल्ड सफ़ाई

वेल्डिंग के बाद, इनकोनेल 625 पर हीट-टिंटेड ज़ोन (वेल्ड से सटा हुआ बदरंग क्षेत्र) एक ऐसे क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है जहां क्रोमियम ऑक्साइड निष्क्रिय फिल्म बाधित हो गई है और इसमें सीआर - ख़राब ज़ोन हो सकते हैं। संक्षारण के लिए {{4}महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों (उदाहरण के लिए, फार्मास्युटिकल, खाद्य प्रसंस्करण, समुद्री जल सेवा) के लिए, पोस्ट{{7}वेल्ड पासिवेशन की सिफारिश की जाती है:

यांत्रिक सफाई: स्टेनलेस स्टील वायर ब्रश (निकल मिश्र धातु के लिए समर्पित) जिसके बाद ग्लास बीड या एल्यूमिना मीडिया के साथ अपघर्षक ब्लास्टिंग होती है।

रासायनिक निष्क्रियता: 30 मिनट के लिए 50-60 डिग्री पर 20% नाइट्रिक एसिड घोल, इसके बाद पूरी तरह से पानी से धोना और सुखाना। वैकल्पिक रूप से, एएसटीएम ए967 के अनुसार साइट्रिक एसिड निष्क्रियता।

अचार बनाने का पेस्ट: हाइड्रोफ्लोरोइक -नाइट्रिक एसिड अचार बनाने का पेस्ट हीट टिंट क्षेत्रों पर लगाया जाता है; अत्यंत प्रभावी लेकिन पूर्ण पीपीई और नियंत्रित निपटान की आवश्यकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

उत्तर: संख्या ER308L (304L स्टेनलेस के लिए) और ER316L (316L स्टेनलेस के लिए) में केवल 10{7}}14% Ni और 18{10}}20% Cr - होता है जो Inconel 625 बेस मेटल के गुणों से मेल खाने के लिए पूरी तरह से अपर्याप्त है। इन भरावों का उपयोग करने से आधार सामग्री की तुलना में काफी कम संक्षारण प्रतिरोध और उच्च तापमान ताकत वाला एक जोड़ तैयार होगा, जिससे प्रत्येक वेल्ड पर एक गारंटीशुदा तरजीही जंग या विफलता क्षेत्र का निर्माण होगा। सही फिलर क्रमशः ERNiCrMo-3 (GTAW/GMAW) या ENiCrMo-3 (SMAW) प्रति AWS A5.14 और A5.11 है। संक्षारण या उच्च तापमान सेवा में इनकोनल 625 वेल्डिंग करते समय इन भराव धातुओं के लिए कोई स्वीकार्य विकल्प नहीं हैं।

प्रश्न: क्या इन्हेंल 625 को वेल्डिंग करने से पहले प्रीहीटिंग करना आवश्यक है?

उत्तर: नहीं, इनकोनेल 625 के लिए प्रीहीटिंग की आवश्यकता नहीं है और इसे लागू नहीं किया जाना चाहिए। कार्बन या निम्न मिश्र धातु इस्पात के विपरीत, इनकोनेल 625 एक ऑस्टेनिटिक मिश्र धातु है जिसमें कोई हाइड्रोजन उत्सर्जन या मार्टेंसाइट परिवर्तन संबंधी चिंताएं नहीं हैं जिन्हें पहले से गरम करने की आवश्यकता होती है। यदि आधार धातु 5 डिग्री से नीचे है (उदाहरण के लिए, कोल्ड स्टोरेज या बाहरी परिस्थितियों से), तो संक्षेपण नमी को हटाने के लिए परिवेश के तापमान (अधिकतम 20 डिग्री) तक हल्का गर्म तापमान स्वीकार्य है। कमरे के तापमान से ऊपर कोई भी प्रीहीट प्रतिकूल है: यह गर्मी इनपुट को बढ़ाता है और इंटरपास तापमान को 100 डिग्री अधिकतम सीमा से ऊपर उठाता है, जिससे संवेदनशीलता और गर्म टूटने का खतरा बढ़ जाता है।

प्रश्न: इनकोनेल 625 GTAW वेल्ड में सरंध्रता का क्या कारण है, और मैं इसे कैसे ठीक करूँ?

ए: इनकोनेल 625 जीटीएडब्ल्यू वेल्ड में सरंध्रता लगभग हमेशा तीन स्रोतों में से एक के कारण होती है: (1) बेस मेटल या फिलर तार पर सतह संदूषण - तेल, नमी, या ऑक्साइड; धारा 3.1 में प्रोटोकॉल के अनुसार साफ़ करें। (2) 99.99% शुद्धता या दूषित गैस लाइन से नीचे गैस गुणवत्ता - आर्गन को ढालना; वेल्डिंग से पहले गैस और ब्लो आउट लाइनों को बदलें। (3) चाप की लंबाई बहुत लंबी है - 4 मिमी से अधिक लंबे चाप वायुमंडलीय गैसों को खींचते हैं; चाप को छोटा करें. SMAW से सरंध्रता आमतौर पर नमी अवशोषित इलेक्ट्रोड के कारण होती है; इलेक्ट्रोड को 150 डिग्री पर 2 घंटे तक बेक करें और रॉड ओवन में रखें। छिद्रपूर्ण क्षेत्र को पूरी तरह से पीसकर और सही प्रक्रिया के साथ पुनः वेल्डिंग करके मरम्मत करें।

प्रश्न: इनकोनेल 625 वेल्ड के निरीक्षण के लिए कौन सी एनडीई विधि सर्वोत्तम है?

ए: एनडीई पद्धति का चयन दोष के प्रकार और लागू कोड पर निर्भर करता है: (1) रेडियोग्राफिक परीक्षण (आरटी) - वॉल्यूमेट्रिक दोषों (छिद्रता, समावेशन, पाइप रूट पास में प्रवेश की कमी) के लिए सर्वोत्तम। एएसएमई बी31.3 सामान्य द्रव सेवा के लिए उद्योग मानक। (2) चरणबद्ध ऐरे अल्ट्रासोनिक परीक्षण (PAUT) - समतलीय दोषों (संलयन की कमी, गर्म दरारें) और मोटे अनुभाग निरीक्षण के लिए पारंपरिक आरटी से बेहतर। अपतटीय और परमाणु अनुप्रयोगों के लिए आरटी के बदले में निर्दिष्टीकरण बढ़ रहा है। (3) तरल पेनेट्रेंट परीक्षण (पीटी/एफपीआई) - अनिवार्य सतह निरीक्षण विधि; कैप पास पर सतह से जुड़ी दरारें, सरंध्रता और संलयन की कमी का पता लगाता है। (4) अन्य एनडीई की परवाह किए बिना सभी उत्पादन वेल्ड के लिए दृश्य परीक्षण (वीटी) - आवश्यक है; बीड प्रोफ़ाइल, अंडरकट और सतह की स्थिति की जाँच करता है। इनकोनेल 625 गैर -चुंबकीय है, इसलिए चुंबकीय कण परीक्षण (एमटी) लागू नहीं है।

प्रश्न: क्या इनकोनेल 625 को कार्बन स्टील में वेल्ड किया जा सकता है, और किस प्रक्रिया की आवश्यकता है?

उत्तर: हाँ, इनकोनेल 625 को नियमित रूप से असमान धातु वेल्ड (डीएमडब्ल्यू) कॉन्फ़िगरेशन - में कार्बन स्टील में वेल्ड किया जाता है, उदाहरण के लिए, रासायनिक संयंत्रों में कार्बन स्टील पाइपवर्क से इनकोनेल 625 पाइपिंग में संक्रमण के समय। अनुशंसित प्रक्रिया है: (1) GTAW का उपयोग करके, कार्बन स्टील की तरफ ERNiCrMo-3 फिलर धातु की एक 'मक्खन' परत लगाएं, जो आमतौर पर 3-6 मिमी मोटी होती है। (2) जॉइनिंग वेल्ड बनाने से पहले कार्बन स्टील के टुकड़े पर पीडब्ल्यूएचटी लागू करें (यदि कार्बन स्टील पी-नंबर के लिए लागू कोड द्वारा आवश्यक हो)। (3) मक्खन की परत को मशीन से पीसें या साफ सतह पर पीसें। (4) ERNiCrMo-3 फिलर का उपयोग करके बटरयुक्त कार्बन स्टील और इनकोनेल 625 के बीच जुड़ने वाला वेल्ड बनाएं। जॉइनिंग वेल्ड के बाद पीडब्ल्यूएचटी लागू न करें - यह इनकॉनेल 625 एचएजेड को संवेदनशील बना देगा। ASME धारा IX के तहत भिन्न संयोजन के लिए एक समर्पित WPS/PQR आवश्यक है।