15CrMo thép Pearlite mô chịu nhiệt thép, có độ bền nhiệt cao (δb ≥440MPa) và khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, và có một số khả năng chống ăn mòn hydro. Do hàm lượng Cr, C và các yếu tố hợp kim khác cao hơn trong thép, xu hướng cứng của thép rõ ràng hơn và khả năng hàn kém.

Kiểm tra đánh giá quá trình hàn

Kiểm tra lỗ hổng siêu âm 100% được thực hiện theo tiêu chuẩn JB4730-94 "Kiểm tra không phá hủy bình áp lực" sau khi hàn mẫu thử. Mối hàn loại I là đủ điều kiện. Kiểm tra đánh giá quá trình hàn theo tiêu chuẩn JB4708 "Đánh giá quá trình hàn của tàu áp lực thép". Kết quả đánh giá được trình bày trong Bảng 5.

Bảng 5 Kết quả kiểm tra đánh giá quá trình hàn

Sơ đồ kiểm tra Kiểm tra độ bền kéo Kiểm tra độ uốn Kiểm tra độ bền tác động aky (J/cm2)

Độ bền kéo δb/Mpa Vị trí gãy Góc uốn cong Mặt cong Trở lại Đường nối nóng chảy Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)

Phương án Ⅰ 550/530 vật liệu mẹ 50. Đủ điều kiện 84,8 162 135,6

Phương án II 525/520 Nguyên liệu cơ bản 50. Đủ điều kiện 79,4 109,2 96,7

Từ kết quả kiểm tra độ bền kéo, có thể thấy rằng cả hai mẫu thử kéo của sơ đồ đều bị hỏng trong vật liệu cơ bản, cho thấy độ bền kéo của mối hàn cao hơn vật liệu cơ bản; Kiểm tra uốn tất cả đều đạt tiêu chuẩn, cho thấy độ dẻo của mối hàn tốt hơn. Theo kết quả kiểm tra độ dẻo dai tác động trong Bảng 5, độ dẻo dai tác động của sơ đồ I cao hơn đáng kể so với sơ đồ II, chứng minh rằng đặc điểm kỹ thuật xử lý nhiệt sau hàn của sơ đồ I là lý tưởng, ủ nhiệt độ cao không chỉ đạt được mục đích cải thiện tổ chức khớp và hiệu suất, mà còn làm cho độ dẻo dai và sức mạnh phù hợp. Từ kết quả của tính chất cơ học ở nhiệt độ phòng, có thể thấy rằng cả hai phương án quy trình hàn được đề xuất đều có thể được sử dụng trong xây dựng hiện trường. Đề án I sử dụng điện cực hàn gần với thành phần cơ bản. Hiệu suất của mối hàn phù hợp với vật liệu cơ bản. Mối hàn phải có độ bền nhiệt cao. Việc sử dụng lâu dài của mối hàn ở nhiệt độ cao không dễ bị phá hủy. Khó khăn là thông số kỹ thuật xử lý nhiệt sau khi hàn tương đối nghiêm ngặt, nhiệt độ ủ và thời gian giữ nhiệt và kiểm soát tốc độ sưởi ấm và làm mát không đúng sẽ gây ra sự suy giảm hiệu suất hàn. Đề án II sử dụng điện cực hàn thép không gỉ Austenitic để áp dụng hàn, mặc dù có thể loại bỏ xử lý nhiệt sau hàn, nhưng do hệ số giãn nở của mối hàn và vật liệu cơ bản khác nhau, hiện tượng di chuyển khuếch tán carbon có thể xảy ra khi làm việc ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, dễ dẫn đến sự phá hủy của mối hàn trong khu vực nóng chảy. Do đó, từ độ tin cậy của việc sử dụng, việc áp dụng phương án hàn tại chỗ là ổn định hơn.

Hàn ống áp suất cao 15CrMo thép dày tường là khả thi với cả hai phương án hàn. Để đảm bảo hiệu suất mối hàn phù hợp với vật liệu gốc và có độ bền nhiệt cao, sử dụng sơ đồ Ⅰ hiệu quả tốt hơn, điều quan trọng là kiểm soát chặt chẽ quá trình xử lý nhiệt sau khi hàn.

Phương án II Mặc dù có thể loại bỏ xử lý nhiệt sau hàn, nhưng khả năng mối hàn bị phá hủy do sự di chuyển của carbon ở nhiệt độ cao không thể bỏ qua, do đó, chỉ khi xử lý nhiệt không thể được thực hiện sau khi hàn.