سنکنرن مزاحمت کے نقصان سے بچنے کے لیے ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوب کے لیے درست ویلڈنگ کا طریقہ کار کیسے منتخب کریں؟
ایک پیغام چھوڑیں۔
چند منٹ کی ناقص ویلڈنگ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوب کی سنکنرن-مزاحم خصوصیات کو مکمل طور پر تباہ کر سکتی ہے۔ دکان یا کھیت میں تیار کردہ ہر جوائنٹ کو احتیاط سے الگ الگ دو-فیز مائیکرو اسٹرکچر کو محفوظ رکھنا چاہیے جو ڈوپلیکس کو اس کی طاقت اور مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ سخت کلورائد اور تیزاب کی حالتوں میں کھوٹ کی ہارڈ ون سنکنرن مزاحمت کو برقرار رکھنا صرف لیک کو روکنے سے زیادہ اہم ہے۔
میٹالرجیکل فاؤنڈیشن: ڈوپلیکس کو کیا منفرد بناتا ہے۔
ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل (جیسے UNS S32205، S31803، یا 2205) میں تقریباً 50% آسٹنائٹ اور 50% فیرائٹ کا متوازن مرکب پایا جاتا ہے۔ یہ دو-مرحلہ ڈھانچہ پیش کرتا ہے:
اعلی مکینیکل طاقت (تقریبا دو بار 316L's)۔
کلورائڈ (SCC) کی وجہ سے کشیدگی کے سنکنرن کریکنگ کے خلاف شاندار مزاحمت۔
34–36 کا ایک PREN (پٹنگ ریزسٹنس مساوی نمبر) گڑھے اور کریائس سنکنرن کے خلاف اچھی مزاحمت کی نشاندہی کرتا ہے۔
ویلڈنگ کے عمل کے دوران مواد پگھل جاتا ہے اور تیزی سے مضبوط ہو جاتا ہے۔ ویلڈ میٹل اور گرمی سے متاثرہ زون (HAZ) میں آخری مرحلے کا توازن کولنگ ریٹ اور تھرمل ہسٹری سے طے ہوتا ہے۔ اگر یہ عمل غلط طریقے سے کیا جاتا ہے تو دو نقصان دہ چیزیں ہو سکتی ہیں:
فیرائٹ کی زیادہ پیداوار: جب سست ٹھنڈک یا زیادہ گرمی کی وجہ سے فیرائٹ کا غلبہ ہوتا ہے تو سختی اور سنکنرن مزاحمت کم ہو جاتی ہے۔
انٹرمیٹالک مرحلہ ورن، خاص طور پر سگما (σ) مرحلہ (FeCrMo) اور chi (χ) مرحلہ، جو 600 اور 900 ڈگری کے درمیان تیار ہوتا ہے۔ ان مراحل کی نشوونما ان ضروری مرکب عناصر کے ارد گرد کے میٹرکس کو ختم کر دیتی ہے کیونکہ یہ کرومیم اور مولیبڈینم سے بھرپور ہوتے ہیں۔ شدید شکنجے اور سنکنرن مزاحمت میں تیزی سے کمی اس کے نتائج ہیں۔
دوسری طرف، بہت زیادہ آسٹنائٹ گرمی کی ناکافی ان پٹ یا انتہائی تیز ٹھنڈک سے پیدا ہو سکتی ہے، جس سے طاقت میں کمی واقع ہو گی۔ نتیجے کے طور پر، ایک محدود پروسیسنگ ونڈو پر عمل کرنے کی ضرورت ہے۔
ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ویلڈنگ کے عمل کے اہم عناصر
مندرجہ ذیل عوامل درست طریقے سے ایک مناسب ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ویلڈنگ کا طریقہ ٹیوب سنکنرن کی روک تھام کی تکنیک کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
1. فلر میٹل کا انتخاب
مرحلے کے توازن اور سنکنرن کے خلاف مزاحمت کو برقرار رکھنے کے لیے، فلر دھات کا مرکب مواد بنیادی دھات کے برابر یا اس سے آگے ہونا چاہیے۔ 2205 ڈوپلیکس کے لیے معیاری فلر ER2209 (UNS S39209) ہے۔ ویلڈ ڈپازٹ میں آسٹنائٹ کی پیداوار کو اس کی ساخت کی طرف سے حوصلہ افزائی کی جاتی ہے، جو بیس میٹل کی نسبت نکل اور نائٹروجن میں کچھ زیادہ- ملاوٹ ہوتی ہے۔ یہ فیرائٹ-فوری ٹھوس ہونے کے موافق اثر کو پورا کرتا ہے۔
فلر میٹل جیسے ER2594 کو سپر ڈوپلیکس گریڈز (جیسے 2507) کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ڈوپلیکس بیس میٹل پر، کبھی بھی آسٹینیٹک فلر استعمال نہ کریں (جیسے 308L یا 316L)؛ نتیجے میں آنے والے ویلڈ میں سنکنرن کی غلط خصوصیات ہوں گی اور اس میں شگاف پڑ سکتا ہے۔
2. ہیٹ ان پٹ کا کنٹرول
سفر کی رفتار، وولٹیج، اور کرنٹ سبھی گرمی کے ان پٹ کو متاثر کرتے ہیں۔ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے لیے تجویز کردہ ہیٹ ان پٹ رینج عام طور پر 0.5 اور 2.5 کلوجولز فی ملی میٹر کے درمیان ہوتی ہے۔ ایک ہیٹ ان پٹ جو بہت زیادہ ہے سست ٹھنڈک کی حوصلہ افزائی کرتا ہے، جو سگما فیز کی تشکیل اور فیرائٹ کے موٹے ہونے کی اجازت دیتا ہے۔ ایک ہیٹ ان پٹ جو بہت کم ہے اس سے نامکمل فیوژن یا ضرورت سے زیادہ فیرائٹ کا خطرہ ہوتا ہے۔
2205 ٹیوبوں کی گیس ٹنگسٹن آرک ویلڈنگ (GTAW) کا مقصد عام طور پر 0.5–1.5 kJ/mm ہوتا ہے۔ اگر انٹر پاس درجہ حرارت کو قریب سے کنٹرول کیا جاتا ہے تو، کچھ حد تک بڑی رینجز (2.0 kJ/mm تک) گیس میٹل آرک ویلڈنگ (GMAW) کے لیے پلسڈ سپرے ٹرانسفر کے ساتھ قابل قبول ہوسکتی ہیں۔
3. درجہ حرارت انٹرپاس
انٹر پاس کا درجہ حرارت-بعد کے پاس سے پہلے ویلڈ ایریا کا درجہ حرارت-150 ڈگری سے نیچے رکھنا ضروری ہے، اور ابتدائی پاسز کے دوران اکثر 100 ڈگری سے کم۔ گرمی اعلی انٹرپاس درجہ حرارت سے جمع ہوتی ہے، جو ٹھنڈک کی مدت کو لمبا کرتی ہے اور سگما مرحلے کی بارش کی حوصلہ افزائی کرتی ہے۔ دروں کے درمیان قدرتی ہوا کی ٹھنڈک پتلی دیواروں والی ٹیوبوں کے لیے کافی ہو سکتی ہے (مثلاً 2–3 ملی میٹر)۔ موٹے حصوں کے لیے زبردستی ایئر کولنگ یا پاسز کے درمیان زیادہ انتظار کا وقت ضروری ہے۔
4. بیک صاف کرنا اور شیلڈنگ کرنا
ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ویلڈز کے ویلڈ چہرے اور جڑ کی طرف دونوں کو محیطی آکسیجن سے بچانے کی ضرورت ہے۔ ٹیوب ویلڈنگ کے بارے میں:
1-3% نائٹروجن کے ساتھ آرگن ایک عام پرائمری شیلڈنگ گیس ہے۔ نائٹروجن کی ایک چھوٹی سی مقدار، ایک آسٹینائٹ سٹیبلائزر، ویلڈ میٹل میں مطلوبہ مرحلے کے توازن کو محفوظ رکھنے میں شیلڈنگ گیس کی مدد کرتا ہے۔
بیک صاف کرنا: جڑوں کی مالا کو آکسیڈائز ہونے سے روکنے کے لیے ٹیوب کے اندرونی حصے سے خالص آرگن (یا 2–5% نائٹروجن کے ساتھ آرگن) کو صاف کیا جاتا ہے۔ کرومیم آکسائیڈ ترازو، جو آکسیجن کی آلودگی سے پیدا ہوتے ہیں، کرومیم کی کمی اور سنکنرن مزاحمت میں کمی کا باعث بنتے ہیں۔
5. ویلڈنگ کا طریقہ اور طریقہ کار
ڈوپلیکس ٹیوبوں کے لیے، پلسڈ آرک طریقے (پلسڈ جی ٹی اے ڈبلیو یا پلسڈ جی ایم اے ڈبلیو) استعمال کیے جاتے ہیں کیونکہ وہ
ہیٹ ان پٹ کو کم کرنے کے لیے اونچی چوٹی کا کرنٹ استعمال کریں جس کے بعد پس منظر میں کم کرنٹ ہو۔
ویلڈ پول کے انتظام کو فروغ دیں اور تنگ دیواروں پر جلنے کے امکانات- کو کم کریں۔
ایک مائیکرو اسٹرکچر بنائیں جو زیادہ مستقل اور بہتر ہو۔
چوڑے بنے ہوئے موتیوں کے استعمال کے بجائے، جو گرمی کے ان پٹ اور سست کولنگ کو بڑھاتے ہیں، سٹرنگر موتیوں (بنے بغیر سیدھے پاس) کو دستی ویلڈنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
پوسٹ-ویلڈ کی صفائی (اچار اور پیاسیویشن) ایک اہم مرحلہ ہے
ہیٹ ٹنٹ (آکسائڈ پیمانہ) ویلڈ کی سطح اور اس کے آس پاس کے HAZ پر ظاہر ہوگا چاہے ہیٹ ان پٹ مثالی ہو۔ چونکہ کرومیم ترجیحی طور پر آکسیجن کے ساتھ تعامل کرتا ہے، جس سے بنیادی دھات کم کرومیم کے ساتھ رہ جاتی ہے، اس آکسائیڈ کی تہہ کرومیم-ختم ہو جاتی ہے۔ اس کمی والے زون میں کلورائڈ سروس میں گڑھا اور کریوس سنکنرن آسانی سے شروع کیا جاتا ہے۔
ویلڈنگ کے بعد صفائی ضروری ہے۔ دو موثر طریقے ہیں:
کیمیائی ہٹانا (اچار)
اچار کا پیسٹ یا غسل: ہیٹ ٹنٹ کو تحلیل کیا جاتا ہے اور کرومیم-ختم شدہ تہہ کو نائٹرک ایسڈ (HNO₃) اور ہائیڈرو فلورک ایسڈ (HF) کے محلول کا استعمال کرتے ہوئے ہٹا دیا جاتا ہے۔ اچار کا پیسٹ ویلڈ اور ٹیوبوں کے گرمی سے متاثرہ جگہ پر لاگو کیا جاتا ہے، پہلے سے طے شدہ وقت (جیسے 15 سے 60 منٹ) کے لیے چھوڑ دیا جاتا ہے، اور پھر پانی سے پوری طرح دھویا جاتا ہے۔
وسرجن اچار: اگرچہ اسے مخصوص آلات کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن گرم اچار کے غسل میں چھوٹی ٹیوب اسمبلیوں یا سپول حصوں کو ڈبونا زیادہ یکساں ہے۔
مکینیکل صفائی کے بعد غیر فعال ہونا
پیسنا یا برش کرنا: باریک کھرچنے والے پیڈ یا غیر- دھاتی برش (جیسے سٹینلیس سٹیل کے تار برش، جو صرف ڈوپلیکس پر استعمال ہوتے ہیں اور کبھی کاربن سٹیل پر نہیں) گرمی کی رنگت کو دور کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ بغیر کسی جڑے ہوئے لوہے کے ذرات کو چھوڑے، پوری رنگت والی تہہ کو پیس کر ہٹا دینا چاہیے۔
Passivation: غیر فعال کرومیم آکسائیڈ کوٹنگ کو بحال کرنے کے لیے، میکانیکی صفائی کے بعد سطح پر نائٹرک یا سائٹرک ایسڈ کا محلول لگایا جاتا ہے۔ خود ہی پیسنے سے دھات کی دھبّہ لگ سکتی ہے اور کم حفاظتی سطح پیدا ہو سکتی ہے، اس لیے یہ مرحلہ انتہائی اہم ہے۔
مناسب اچار کے بعد، ویلڈ اور HAZ کی ظاہری شکل اور سنکنرن مزاحمت پیرنٹ ٹیوب کی طرح ہونی چاہیے کیونکہ ایک اچھا ویلڈ سنکنرن سے متاثر نہیں ہوتا ہے۔ اگر گرمی کا رنگ برقرار رہتا ہے تو ویلڈ ناکامی کا پہلا نقطہ ہوگا۔
ویلڈ کوالٹی کی تصدیق کے لیے فیرائٹ پیمائش
ایک فیرائٹ اسکوپ، ایک مقناطیسی انڈکشن ڈیوائس، ویلڈ میٹل اور HAZ کے فیرائٹ مواد کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ اس بات کی تصدیق کی جا سکے کہ ویلڈنگ کے عمل نے مناسب مرحلے کا توازن برقرار رکھا ہے۔ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے لیے، 30-70% کا فیرائٹ مواد (بیلنسنگ آسٹنائٹ) اکثر قابل قبول ہوتا ہے۔ بہت ساری تفصیلات کا مقصد 40-60% ہے۔
ضرورت سے زیادہ آسٹنائٹ سے طاقت میں کمی واقع ہوتی ہے، جو کہ 30% سے کم اقدار سے ظاہر ہوتی ہے۔
ضرورت سے زیادہ فیرائٹ کی نشاندہی 70% سے اوپر کی قدروں سے ہوتی ہے، جو سختی کو کم کرتی ہے اور سگما مرحلے کی موجودگی کا مشورہ دے سکتی ہے (سگما غیر-مقناطیسی ہے، لیکن فیرائٹ فیصد کم ہو جاتا ہے جیسے جیسے سگما ہوتا ہے؛ غیر معمولی طور پر کم یا متضاد فیرائٹ ریڈنگ ایک اشارہ ہو سکتی ہے)۔
اہم ایپلی کیشنز میں، ایک ویلڈڈ کوپن انٹرمیٹالک مراحل کا پتہ لگانے کے لیے مائکرو اسٹرکچرل تجزیہ (میٹالوگرافی) سے گزر سکتا ہے۔ فیرائٹ دانوں کے اندر، سگما مرحلہ ایک اکیکولر یا بلاکی پریپیٹیٹ کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔
عام غلطیاں اور ان سے کیسے بچنا ہے۔
غلطی کے نتائج کو روکنا
308L یا 316L ویلڈ کی فلر میٹل کا استعمال کریکنگ کے لیے حساس ہوتا ہے اور اس میں سنکنرن کی کمزور مزاحمت ہوتی ہے۔ ہر وقت مماثل ڈوپلیکس فلر (ER2209 برائے 2205) استعمال کریں۔
زیادہ گرم ہونا (2.5 kJ/mm سے زیادہ) سگما مرحلے میں کم PREN، جھنجھلاہٹ، اور بارش ہیٹ ان پٹ کا تعین کریں، ایک پلسڈ آرک لگائیں، اور رفتار کی پابندی لگائیں۔
150 ڈگری سے اوپر درجہ حرارت کا انٹرپاس ہیٹ بلڈ اپ سگما کی پیمائش کرنے کے لیے تھرموکوپل استعمال کرنے کی حوصلہ افزائی کرتا ہے۔ پاسوں کے درمیان ٹھنڈا ہونے دیں۔
ٹیوب روٹ بیک پرج نہیں کرومیم کی کمی، جڑوں کی مالا آکسیڈیشن، اور کریوس سنکنرن کو صاف کرنے کے لیے آرگن یا ایک آرگن-نائٹروجن مرکب استعمال کریں
ہیٹ ٹنٹ کو جگہ پر چھوڑنا ویلڈ کے کنارے پر، مقامی سنکنرن شروع ہوتا ہے۔ مشین کا استعمال کرتے ہوئے اچار یا غیر فعال کریں۔
پیسنے والے پہیوں یا کاربن سٹیل کے برشوں کے استعمال سے گیلوینک سنکنرن لوہے کی آلودگی کی وجہ سے ہوتا ہے۔ سٹینلیس سٹیل کے خصوصی اوزار استعمال کریں، مثالی طور پر صرف ڈوپلیکس کے لیے۔
اہلیت اور ویلڈنگ کے طریقہ کار کی تفصیلات (WPS)
کسی بھی صنعتی ایپلی کیشن کے لیے ASME سیکشن IX، AWS D1.6، یا ISO 15614 جیسے کوڈ کے مطابق ایک رسمی ویلڈنگ پروسیجر اسپیسیفیکیشن (WPS) بنانا اور اہل ہونا چاہیے۔ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوبوں کے لیے WPS میں درج ذیل کو واضح طور پر بیان کیا جانا چاہیے:
بیس دھات کی موٹائی کی حد اور گریڈ۔
فلر میٹل کی درجہ بندی (مثال کے طور پر، ER2209)۔
GTAW، GMAW، یا SMAW ویلڈنگ کی تکنیک۔
شیلڈنگ گیسوں کی ساخت اور بہاؤ کی شرح۔
گیس اور بیک صاف کرنے کی تکنیک۔
ہیٹ ان پٹ رینج اور برقی پیرامیٹرز (وولٹیج، کرنٹ، اور سفر کی رفتار)۔
درجہ حرارت کی پابندی سے تجاوز کریں، جیسے زیادہ سے زیادہ 150 ڈگری۔
ڈوپلیکس کے لیے عام طور پر پہلے سے گرم کرنا ضروری نہیں ہوتا ہے جب تک کہ محیطی درجہ حرارت 5 ڈگری سے کم نہ ہو۔
اچار کا پیسٹ، وسرجن، یا مکینیکل + پاسیویشن پوسٹ-ویلڈ کی صفائی کے طریقے ہیں۔
فیرائٹ مواد کی قبولیت کے معیارات (مثال کے طور پر، ویلڈ میٹل میں 30-70% فیرائٹ)۔
تناؤ اور موڑ کے ٹیسٹ کے ساتھ ساتھ سنکنرن ٹیسٹ (جیسے کہ ASTM G48 کے مطابق فیرک کلورائڈ پٹنگ ٹیسٹ) اہلیت کی جانچ کی مثالیں ہیں۔ ٹیوب ویلڈز کے لیے ایڈی کرنٹ معائنہ یا ہائیڈرو سٹیٹک ٹیسٹ بھی ضروری ہو سکتا ہے۔
فیلڈ ویلڈنگ کے لئے تحفظات
چونکہ ماحولیاتی کنٹرول زیادہ مشکل ہے، اس لیے فیلڈ میں ڈوپلیکس ٹیوبوں کی ویلڈنگ (مثال کے طور پر ٹائی-یا مرمت کے لیے) دکان کی ویلڈنگ سے زیادہ مشکل ہے۔ خاص طور پر توجہ دینے کی ضرورت ہے:
شیلڈنگ گیس کی رکاوٹ کو روکنے کے لیے گیس لینز اور اسکرینوں کا استعمال ونڈ شیلڈنگ کے نام سے جانا جاتا ہے۔
درجہ حرارت کی نگرانی: انٹر پاس درجہ حرارت کی پیمائش کرنے کے لیے رابطہ پائرو میٹر یا انفراریڈ تھرمامیٹر استعمال کریں۔
صاف کرنا: بڑے-قطر کے ٹیوبوں کی پوری لمبائی کو خالی کرنا ممکن نہ ہو؛ اس کے بجائے، انفلٹیبل ربڑ پلگ سے بنا ایک محدود صاف ڈیم استعمال کیا جا سکتا ہے۔
اچار: قریبی سازوسامان پر پھیلنے سے بچنے کے لیے، کھیت میں اچار کے پیسٹ کو احتیاط سے لگانا اور بے اثر کرنا چاہیے۔
آخر میں، مواد کا معیار اس پر کام کرنے والے ہاتھوں پر منحصر ہے۔
ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوبوں کے لیے، سنکنرن مزاحمت کے تباہ کن نقصان کو روکنے کے لیے صحیح ویلڈنگ کی تکنیک کا انتخاب بہت ضروری ہے۔ ضرورت سے زیادہ ہیٹ ان پٹ، اعلی انٹرپاس درجہ حرارت، غیر مماثل فلر دھاتیں، یا کرومیم-ختم ہیٹ ٹنٹ کی موجودگی یہ سب متوازن آسٹنائٹ-فیرائٹ مائیکرو اسٹرکچر کو کمزور کر سکتے ہیں جو ڈوپلیکس کو اس کی طاقت اور پٹنگ مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ ویلڈ زون ایک طریقہ کار کی بدولت پیرنٹ ٹیوب کی طرح سنکنرن کی کارکردگی کو برقرار رکھتا ہے جو حرارت کے ان پٹ (عام طور پر 0.5–2.5 kJ/mm)، انٹر پاس درجہ حرارت 150 ڈگری سے نیچے، 2205 بیس میٹل کے لیے ER2209 فلر، انارٹ بیک پرجنگ، اور سخت ویلڈ پکنگ- کو کنٹرول کرتا ہے۔ کامیابی کی تصدیق فیرائٹ پیمائش (30–70% فیرائٹ) سے ہوتی ہے۔ اچھی طرح سے کیا گیا ویلڈ سنکنرن کے لیے ناقابلِ برداشت ہے۔ مواد صرف اتنا ہی اچھا ہے جتنا ہاتھ جوڑتے ہیں۔
