SE528132C2 - Metod för sammanfogning av dispersionshärdande legering - Google Patents

Metod för sammanfogning av dispersionshärdande legering

Info

Publication number
SE528132C2
SE528132C2 SE0401139A SE0401139A SE528132C2 SE 528132 C2 SE528132 C2 SE 528132C2 SE 0401139 A SE0401139 A SE 0401139A SE 0401139 A SE0401139 A SE 0401139A SE 528132 C2 SE528132 C2 SE 528132C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
dispersion
joining
joint
cross
structural
Prior art date
Application number
SE0401139A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0401139D0 (sv
SE0401139L (sv
Inventor
Claes Oehngren
Original Assignee
Sandvik Intellectual Property
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Intellectual Property filed Critical Sandvik Intellectual Property
Priority to SE0401139A priority Critical patent/SE528132C2/sv
Publication of SE0401139D0 publication Critical patent/SE0401139D0/sv
Priority to EP05736065A priority patent/EP1744854A1/en
Priority to JP2007510651A priority patent/JP2007535409A/ja
Priority to CNA2005800137022A priority patent/CN1950171A/zh
Priority to PCT/SE2005/000572 priority patent/WO2005105362A1/en
Priority to US11/587,967 priority patent/US20080141616A1/en
Priority to KR1020067022670A priority patent/KR20070005711A/ko
Publication of SE0401139L publication Critical patent/SE0401139L/sv
Publication of SE528132C2 publication Critical patent/SE528132C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004Filling of continuous seams
    • B23K33/006Filling of continuous seams for cylindrical workpieces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/34Preliminary treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/24Preliminary treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06Tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • B23K2103/05Stainless steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/23Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

i 0 Iain nu 00 00 n c o J 0 O Inc c 0 o o o u 000 000 00 OI 10 15 20 25 30 528 132 ökade krav på nämnda rörs livslängd tillkommit. Det skulle även vara önskvärt att kunna tillverka längre rör som motstår den höga temperaturen under längre tid än hittills kända rör.
Den svenska patentansökan nr 0301500-5 beskriver strålningsrör i en krackerugn, där kolväten krackas till eten i ett rör genom vilket kolväten strömmar, vilket är uppvärmt utifrån till en temperatur vid vilken krackning av kolväten inträffar, och utmärks av, att röret är utfört i ett FeCrAl - material innehållande förutom Fe, 10 - 25 vikt-% Cr, 1 - 10 vikt-% Al och 1,5 - 5 vikt-% Mo samt en mindre mängd lege- ringsämnen.
Dispersionshärdande legerlngar används mestadels i applikationer där temperatu- rer upp till 1200°C uppträder. Detta i kombination med konstruktionspriciper som kräver långa, hängande rör ställer speciella krav på svetsar respektive samman- fogningar av rören. Konstruktionen optimeras med hänseende till väggtjockleken.
De avgörande faktorerna är livslängden och en maximal värmeöverföring utifrån röret, som gynnas av tunnare rör och högre hållfasthet. Rörets styrka måste väljas så att åtminstone egenlasten bärs upp. En konstruktionsdel kan typiskt vara upp till 10 till 17 meter lång och kan exempelvis bestå av två eller flera sammansvetsade delar t.ex. rör.
Vid sammanfogning av en eller flera komponenter eller konstruktionsdelar där åtminstone en av delarna är en dispersionshärdande legering, uppträder breda zoner med utskiljningar av t.ex. nitrider och/eller större oxidkluster, som leder till en avsevärd försvagning av konstruktionen vid sagda svetsar respektive fogningar.
Denna försvagning innebär att fogen i det dispersionshärdande materialet vid viss kombination av temperatur och last inte uppfyller hållfasthetskriterlerna för kon- struktionen. Egenvikten är i många konstruktioner där dispersionshärdande materi- al används den största lasten på fogen. Därför är det inte möjligt att öka vägg- tjockleken på hela röret för att klara designkriterier i fogen eftersom lasten då ökar. Även ur kostnadssynpunkt och värmeöverföringssynpunkt är det ej önskvärt att använda grövre vägg än vid konventionell design av rörkonstruktionen.
I syfte att sammanfoga konstruktionsdelar av där en eller båda delarna består av en dispersionshärdande legering sjunker den mekaniska hållfastheten i fogen till 15 20 528 132 hälften jämfört med grundmaterialet som följd av den nödvändiga uppvärmningen.
Det medför att svetsar, sammanfogningar eller dylikt bildar potentiella brottanvis- ningar.
Sammanfattning av uppfinningen Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en metod för sammanfogning av komponenter varav åtminstone en består av en dispersions- härdande legering där de ovan beskrivna nackdelarna kan elimineras och kon- struktionen optimeras.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning tillhandahåller en metod för sammanfogning av konstruk- tionsdelar där ett eller båda delarna består av en dispersionshärdande legering genom att kombinera känd fogningsteknik med tvärsnittsförstoring av fogområdet i syfte att förhöja hâllfastheten i fog- respektive svetsområdet till ett sådant belopp att lasten bärs upp av röret.
Föreliggande uppfinning tillhandahåller en metod för sammanfogning av konstruk- tionsdelar där ett eller båda delarna består av en dispersionshärdande legering genom tvärsnittsförstoring av fogområdet före sammanfogningen i syfte att förhöja hâllfastheten i fog- respektive svetsområdet till ett sådant belopp att lasten bärs upp av röret och konstruktionsdelens anvädning i högtemperaturapplikationer.
Den dispersionshärdande legering som används i metoden enligt föreliggande uppfinning har en sammansättning enligt följande (i vikt-%): C upp till 0.08 Si upp till 0,7 Cr 10 - 25 Al 1 - 10 Mo 1,5 - 5 Mn upp till 0,4 rest Fe samt normalt förekommande föroreningar. 20 25 528 132 Det är föredraget att materialet innehåller mindre fraktioner av ett eller flera av legeringsämnena hafnium. zirkonium, yttrium, kväve, kol och syre.
Föreliggande uppfinning kan varieras med avseende på materialkompositionen framför allt avseende legeringsämnen som har låg halt i materialet.
För att kunna använda en dispersionshärdande legering skall konstruktionsdelens, väggtjocklek ökas endast vid fogområdet. Ingen kännbar ökning i egenvikt uppstår och värmeöverföringen blir inte förändrad jämfört med konventionell design.
Lasten som fogen känner av beräknas enligt ekvation 1.
Ekvation (1) o = F/A o= Spänning [MPa] F= Kraft [N] A= Tvärsnittsarea [mmz] Om kraften F ger krypbrottsdesignkriteriet ob för fogen t.ex. o., = 4 MPa vid 1100°Cl100 000 timmar och styrkan i den dispersionshärdande fogen är o = 2 MPa kan materialet ej användas vid konventionell design av fogen.
Används däremot ökning av väggtjockleken vid fogområdet där A ökas med t.ex. faktor 2 ger kraften F, som är oförändrad, en minskning av krypbrottsdesignkriteriet med faktor 2. I fallet ovan innebär detta att krypbrottsdesignkriteriet minskas från o., = 4 MPa till or, = 2 MPa och styrkan i fogen där en eller båda delarna består av en dispersionshärdande legering därmed klarar designkriteriet.
Ekvation (1) ger i fallet konventionell design följande ob: 10 15 20 25 30 528 |== P1 [N] A= A1 [mm21 EkVaÜOfl (1)_) Gb = F1/Å1 Ekvation (1) ger i fallet med ökning av väggtjocklek då A ökas med faktor 2 gente- mot konventionell design: i== P1 [N] A= 2A1 [mmz] Ekvation (1)9 ot, = F1/2A1 Den önskade ökning av väggtjockleken för sagda konstruktionsdelarna som skall sammanfogas kan åstadkommas med flera tillverkningsmetoder såsom uppsmid- ning, HIP-ning och svarvning. I högtemperatur applikationer där konstruktionsde- larna av ovan beskrivet material används överstiger rörlângden ofta 6 meter. Det medför att uppsmidning är den mest kostnadseffektiva metoden för att sammanfo- ga eller svetsa rör till önskad konstruktion och/eller längd.
Rörets geometri vid den fogen med ökad väggtjocklek påverkar således inte strömningsegenskaperna i processen märkbart, varken utanpå eller inuti röret.
Av praktiska skäl skall väggförtjockning ha en utsträckning i konstruktionsdelens, respektive rörets Iängsaxel på minst 30 mm. Tvärsnittet skall ökas med ett belopp som motsvarar åtminstone den lastsänkningen som eftersträvas, dvs tvärsnittsök- ningen står i ett omvänt proportionellt förhållande till lasten enligt ekvationen ovan.
Metoden enligt föreliggande uppfinning uppvisar även fördelen att en eller flera konstruktionsdelar av dispersionshärdande och/eller andra material, såsom t.ex. rostfritt stål kan sammanfogas.
Metoden enligt föreliggande uppfinning uppvisar fördelen att kunna använda sig av konventionella metoder såsom t.ex. konventionell svetsning som TIG för att sam- 10 15 20 C 25 30 i 528 152 manfoga de uppsmidda konstruktionsdelarna, vilket är en väsentlig faktor i kon- struktions- och montagehänseende.
Ett möjligt användningsområde för rör sammanfogade med metoden enligt förelig- gande uppfinning är så kallade strålningsrör i krackerugnar. l krackerugnar eller etenugnar krackas kolväten till eten, H2C = H20, vilket utgör en råvara för plastindustrin.
Strålningsrör förefinns i en krackerugn, där kolväten krackas till eten i ett rör genom vilket kolväten strömmar. Krackningen sker genom att kolväten leds genom ett strålningsrör vilket upphettats medelst omgivande brännare till tillräckligt hög temperatur vid vilken krackning inträffar, exempelvis omkring 1100 °C, för att eten skall bildas i röret. Typiskt är rörets temperatur vid inloppsänden för gasen 900 °C och vid utloppsänden ca 1125 °C och upp till 1200°C.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 528 152 Patentkrav . Metod för sammanfogning av en eller flera konstruktionsdelar medelst svetsning, varvid åtminstone en av delama består av en dispersionshärdande legering, k ä n n e t e c k n a d av att tvärsnitteti fogen ökas genom uppsmidning före sammanfogning. . Metod för sammanfogning av en eller flera konstruktionsdelar enligt krav 1, varvid åtminstone en av delama består av en dispersionshärdande legering som har en sammansättning enligt följande (i vikt-%): C upp till 0,08 Si upp till 0,7 Cr 10-25 Al 1-10 Mo 1,5-5 Mn upp till 0,4 rest Fe samt normalt förekommande föroreningar. . Konstruktionsdel tillverkad enligt metod enligt krav 1 och 2 för användning i högtemperaturapplikationer vid temperaturer över 900 °C. . Konstruktionsdel tillverkad enligt metod enligt krav 1 och 2 för användning i krackerugnar. . Konstruktionsdel tillverkad enligt metod enligt krav 1 och 2 där krypbrottsdesignkriteriet o = F1/A1 ifogen ökas genom tvärsnittsökning.
SE0401139A 2004-04-30 2004-04-30 Metod för sammanfogning av dispersionshärdande legering SE528132C2 (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0401139A SE528132C2 (sv) 2004-04-30 2004-04-30 Metod för sammanfogning av dispersionshärdande legering
EP05736065A EP1744854A1 (en) 2004-04-30 2005-04-20 Method for joining dispersion-strengthened alloy
JP2007510651A JP2007535409A (ja) 2004-04-30 2005-04-20 分散強化合金の接合方法
CNA2005800137022A CN1950171A (zh) 2004-04-30 2005-04-20 弥散强化合金的结合方法
PCT/SE2005/000572 WO2005105362A1 (en) 2004-04-30 2005-04-20 Method for joining dispersion-strengthened alloy
US11/587,967 US20080141616A1 (en) 2004-04-30 2005-04-20 Method for Joining Dispersion-Strengthened Alloy
KR1020067022670A KR20070005711A (ko) 2004-04-30 2005-04-20 분산 강화 합금의 연결 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0401139A SE528132C2 (sv) 2004-04-30 2004-04-30 Metod för sammanfogning av dispersionshärdande legering

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0401139D0 SE0401139D0 (sv) 2004-04-30
SE0401139L SE0401139L (sv) 2005-10-31
SE528132C2 true SE528132C2 (sv) 2006-09-12

Family

ID=32466193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0401139A SE528132C2 (sv) 2004-04-30 2004-04-30 Metod för sammanfogning av dispersionshärdande legering

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20080141616A1 (sv)
EP (1) EP1744854A1 (sv)
JP (1) JP2007535409A (sv)
KR (1) KR20070005711A (sv)
CN (1) CN1950171A (sv)
SE (1) SE528132C2 (sv)
WO (1) WO2005105362A1 (sv)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE528189C2 (sv) * 2004-12-21 2006-09-19 Sandvik Intellectual Property Förfarande samt rörfog för hopfogning av komponenter som innefattar eller är gjort av ett material som är svårt att svetsa
US10480332B2 (en) 2014-12-10 2019-11-19 General Electric Company Rotors and methods of making the same
US10260370B2 (en) 2014-12-10 2019-04-16 General Electric Company Nanostructured ferritic alloy components and related articles
ES2938132B2 (es) * 2021-10-04 2023-09-26 Mecanizacion Ind Astillero S A Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidad

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR695339A (fr) * 1930-05-08 1930-12-13 Procédé d'assemblage par soudure pour tuyaux métalliques
US3572777A (en) * 1969-05-05 1971-03-30 Armco Steel Corp Multiple seal, double shoulder joint for tubular products
JPH09257167A (ja) * 1996-03-19 1997-09-30 Daiwa House Ind Co Ltd 配管の継手部構造およびその製造方法
SE9702909L (sv) * 1997-08-12 1998-10-19 Sandvik Ab Användning av en ferritisk Fe-Cr-Al-legering vid framställning av kompoundrör, samt kompoundrör och användning av röret
JPH11209850A (ja) * 1998-01-23 1999-08-03 Jgc Corp 加熱炉管および加熱炉管の使用方法
SE513989C2 (sv) * 2000-01-01 2000-12-11 Sandvik Ab Förfarande för tillverkning av ett FeCrAl-material och ett sådant marerial
TW494201B (en) * 2001-08-08 2002-07-11 Jgc Corp Connection method and structure for pipe with poor weldability for high temperature application

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070005711A (ko) 2007-01-10
CN1950171A (zh) 2007-04-18
EP1744854A1 (en) 2007-01-24
JP2007535409A (ja) 2007-12-06
SE0401139D0 (sv) 2004-04-30
WO2005105362A1 (en) 2005-11-10
US20080141616A1 (en) 2008-06-19
SE0401139L (sv) 2005-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101630096B1 (ko) Ni기 내열 합금
BR102013021664B1 (pt) processo para produção de tubo cladeado por trefilação e tubo cladeado
JPH11236652A (ja) ガスケットおよび管継手
EP3317571B1 (en) A method of producing a tube arrangement, a tube arrangement and a furnace provided with such a tube arrangement
JP2011052308A (ja) Ni基鍛造合金
Della Rovere et al. Local mechanical properties of radial friction welded supermartensitic stainless steel pipes
SE528132C2 (sv) Metod för sammanfogning av dispersionshärdande legering
JP2018059142A (ja) Ni基耐熱合金
Moiseev Titanium in russia
JPH10500177A (ja) 高耐食性、良好な加工性と組織安定性とを有するオーステナイトNi基合金
JP2013095949A (ja) オーステナイト系耐熱合金
US8281976B2 (en) Method of making multi-component composite metallic tube
Sharma et al. A short review of the effect of plunge depth on friction stir welding of aluminium pipes
RU2237097C1 (ru) Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него
JP2012177372A (ja) タービンロータ
Madyira et al. Comparative characterization of P91 and 10crmo9-10 creep resistant steel welds
Roder et al. Microstructure and mechanical properties of an inertia friction welded INCOLOY alloy 909–INCONEL alloy 718 joint for rotating applications
Harper et al. Materials selection for high temperature metal recuperators
Moiseev Structural titanium alloys in modern mechanical engineering
CN112219053B (zh) 管状元件和组件
Tawancy Failure of a furnace outlet pipe in a benzene plant by internal oxidation due to improper welding practice
Okita et al. Friction welding of cemented carbide alloy to tool steel
US11203720B2 (en) Tube arrangement and furnace
CN110088550B (zh) 喷枪管
POLESHCHUK et al. Estimation of possibility for producing full-strength joint of large steel parts using the method of autovacuum brazing of threaded profile

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed