|
6151 |
|
Tuesday, September 17, 2019, Saal 3 3:30 PM Anlagen-, Rohrleitungs- und Behälterbau |
|
Verbessern der Prozesssicherheit beim MSG-Schweißen von Superduplex-Stählen durch eine optimierte Draht-Gas-Kombination |
|
Stefan Eichler* / Linde AG, Deutschland Bernd Hoberg/ Voest Alpine Boehler Welding GmbH, Deutschland Richard Wagner/ Linde AG, Deutschland Erwan Siewert/ Linde AG, Deutschland Jochen Schein/ Universität der Bundeswehr München / Institut für Plasmatechnik, Deutschland |
|
Superduplex-Stähle wie der Grundwerkstoff 1.4410 - X2CrNiMoN25-7-4 / UNS S 32750 und die Wolfram und Kupfer legierte Variante 1.4501 - X2CrNiMoCuWN25-7-4 / UNS S 32760 sind sehr leistungsfähige Werkstoffe für industrielle Anwendungen z. B. bei der Gewinnung von Öl und Gas z.B. für Pumpen, Rohrleitungen und Umbilicals. Die Werkstoffe finden weiterhin eine zunehmende Verwendung. in der chemischen Prozessindustrie. Beide Werkstoffe zeichnen sich durch eine sehr effiziente Kombination aus mechanisch-technologischen Eigenschaften und guter Beständigkeit unter korrosiven Umgebungsbedingungen aus. Insbesondere die erzielbaren Korrosionsbeständigkeiten erfordern eine werkstoffgerechte Herstellung und schweißtechnische Verarbeitung. Zudem zeigt sich in fügetechnischen Anwendungen bei diesen Werkstoffen - besonders bei Verfahren mit abschmelzenden Elektroden - eine starke Porenbildung. In dieser Arbeit wird für einen Puls- und einen Sprühlichtbogen gezeigt, dass durch eine Optimierung der Schutzgaszusammensetzung eine signifikante Reduktion der Poren herbeigeführt werden kann. Hierfür werden die Lichtbogenstabilität und der Tropfenübergang mittels spektralselektiver Hochgeschwindigkeitsaufnahmen und Strom-Spannungs-Verläufe für Mischgase mit bis zu 3 Komponenten optimiert. Metallographisch wird das Einbrandverhalten untersucht. Die Porenanfälligkeit wird durch mehrlagige Auftragsschweißungen mittels Röntgenaufnahmen für Schweißgeschwindigkeiten von 35 60 cm/min bestimmt. Hierbei wird für den Werkstoff 1.4501 unter Verwendung eines 1,2 mm Thermanit 25/09 CuT Schweißdrahtes mit einem CO2 dotierten Helium-Argon-Schutzgasgemisch porenfreie Nähte im Sinne der DIN 5817 B erzielt. Mit diesem Schutzgasgemisch werden die mechanisch technologischen Eigenschaften anhand von Schweißgutproben gemäß ISO 15792-1 bestimmt. Diese erfüllen die Anforderungen der DIN 5817B. Hierbei zeigen sich eine Zugfestig um 900 N/mm²; eine Bruchdehnung zwischen 27 28 %, ein Ferritgehalt im Bereich von 51-54 %. Die Kerbschlagarbeit liegt bei -46°C zwischen 128 und 188 J, die Härteverlaufsprüfung zeigt Werte zwischen 250 und 308 HV. Somit werden hier sogar die Grundwerkstoffanforderungen der NORSOK für das Schweißgut übertroffen. Eine kritische Lochkorrosionstemperatur von über 40°C wird erreicht sowie eine Reduktion der Schweißrauchemissionen um bis zu 60%. |