سنکنرن مزاحمت کے نقصان سے بچنے کے لیے ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوب کے لیے درست ویلڈنگ کا طریقہ کار کیسے منتخب کریں؟

ایک ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوب جو بالکل سنکنرن مزاحم ہے اس کی خصوصیات چند منٹ کی خراب ویلڈنگ سے برباد ہو سکتی ہیں۔ منفرد دو فیز مائیکرو اسٹرکچر جو ڈوپلیکس کو اس کی طاقت اور مزاحمت فراہم کرتا ہے اسے دکان یا کھیت میں بنائے گئے ہر جوائنٹ کے دوران احتیاط سے محفوظ کیا جانا چاہیے۔ صحیح ویلڈنگ کے طریقہ کار کو منتخب کرنا محض لیک سے بچنے کا معاملہ نہیں ہے-یہ جارحانہ کلورائیڈ اور تیزابی ماحول میں کھوٹ کی سخت جیتی ہوئی سنکنرن مزاحمت کو برقرار رکھنے کے بارے میں ہے۔

میٹالرجیکل بنیاد: کیوں ڈوپلیکس مختلف ہے۔

ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل (مثال کے طور پر، UNS S32205، S31803 - عام طور پر 2205) میں تقریباً ایک متوازن مرکب ہوتا ہے50٪ آسٹنائٹاور50% فیرائٹ. یہ دوہری مرحلے کا ڈھانچہ فراہم کرتا ہے:

اعلی مکینیکل طاقت (316L سے تقریباً دوگنا)۔

کلورائد تناؤ سنکنرن کریکنگ (SCC) کے خلاف بہترین مزاحمت۔

اچھی پٹنگ اور کریوس سنکنرن مزاحمت، 34-36 کے PREN (پٹنگ ریزسٹنس کے مساوی نمبر) کے ذریعہ مقدار کے مطابق۔

ویلڈنگ کے دوران، مواد پگھل جاتا ہے اور پھر تیزی سے مضبوط ہوتا ہے۔ کولنگ ریٹ اور تھرمل ہسٹری ویلڈ میٹل اور گرمی سے متاثرہ زون (HAZ) میں آخری مرحلے کے توازن کا تعین کرتی ہے۔ اگر طریقہ کار غلط ہے تو، دو نقصان دہ مظاہر ہو سکتے ہیں:

ضرورت سے زیادہ فیرائٹ کی تشکیل- سست ٹھنڈک یا تیز گرمی کا ان پٹ فیرائٹ کو حاوی ہونے دیتا ہے، جفاکشی اور سنکنرن مزاحمت کو کم کرتا ہے۔

انٹرمیٹالک مراحل کی بارش- خاص طور پرسگما (σ) مرحلہ(FeCrMo) اورchi (χ) مرحلہ، جو 600-900 ڈگری درجہ حرارت کی حد میں بنتا ہے۔ یہ مراحل کرومیم اور مولبڈینم سے بھرپور ہیں، اس لیے ان کی تشکیل ان اہم مرکب عناصر میں ارد گرد کے میٹرکس کو ختم کر دیتی ہے۔ نتیجہ: شدید شکنجے اور سنکنرن مزاحمت کا شدید نقصان۔

اس کے برعکس، ناکافی ہیٹ ان پٹ یا بہت تیز ٹھنڈک بہت زیادہ آسٹنائٹ پیدا کر سکتی ہے، جس سے طاقت کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، ایک تنگ پروسیسنگ ونڈو کا احترام کیا جانا چاہئے.

ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ویلڈنگ کے طریقہ کار میں کلیدی پیرامیٹرز

ایک مناسبڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ویلڈنگ کا طریقہ کار ٹیوب سنکنرنروک تھام کی حکمت عملی مندرجہ ذیل متغیرات کو ٹھیک ٹھیک کنٹرول کرتی ہے۔

1. فلر میٹل سلیکشن

سنکنرن مزاحمت اور مرحلے کے توازن کو برقرار رکھنے کے لیے فلر دھات کا بنیادی دھات کے مرکب مواد سے مماثل یا اس سے زیادہ ہونا چاہیے۔ 2205 ڈوپلیکس کے لیے، معیاری فلر ہے۔ER2209(UNS S39209)۔ اس کی ساخت بیس میٹل کے مقابلے نکل اور نائٹروجن میں قدرے زیادہ مرکب ہے، جو ویلڈ ڈپازٹ میں آسٹنائٹ کی تشکیل کو فروغ دیتی ہے۔ یہ تیزی سے مضبوطی کے فیرائٹ کے موافق اثر کی تلافی کرتا ہے۔

سپر ڈوپلیکس گریڈز (مثلاً 2507) کے لیے فلر میٹل جیسے ER2594 استعمال کیا جاتا ہے۔ ڈوپلیکس بیس میٹل پر کبھی بھی آسنیٹک فلر (مثلاً 308L، 316L) استعمال نہ کریں۔ نتیجے میں آنے والے ویلڈ میں سنکنرن کی غلط خصوصیات ہوں گی اور وہ ٹوٹ سکتے ہیں۔

2. ہیٹ ان پٹ کنٹرول

ہیٹ ان پٹ وولٹیج، کرنٹ اور سفر کی رفتار کا ایک فنکشن ہے۔ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے لیے، تجویز کردہ ہیٹ ان پٹ رینج عام طور پر درمیان ہوتی ہے۔0.5 اور 2.5 کلوجولز فی ملی میٹر. بہت کم ہیٹ ان پٹ سے نامکمل فیوژن یا ضرورت سے زیادہ فیرائٹ کا خطرہ ہوتا ہے۔ بہت زیادہ گرمی کا ان پٹ سست ٹھنڈک کو فروغ دیتا ہے، جو سگما فیز کو بننے اور موٹے ہونے کی اجازت دیتا ہے۔

2205 ٹیوبوں کے GTAW (گیس ٹنگسٹن آرک ویلڈنگ) کا ایک عام ہدف ہے0.5–1.5 kJ/mm. پلسڈ سپرے ٹرانسفر کے ساتھ GMAW (گیس میٹل آرک ویلڈنگ) کے لیے، اگر انٹر پاس کے درجہ حرارت کو سختی سے کنٹرول کیا جائے تو قدرے زیادہ رینجز (2.0 kJ/mm تک) قابل قبول ہو سکتی ہیں۔

3. انٹرپاس درجہ حرارت

انٹر پاس کا درجہ حرارت (اگلے پاس سے پہلے ویلڈ ایریا کا درجہ حرارت) رکھنا ضروری ہے۔150 ڈگری سے نیچے، اور اکثر پہلے چند پاسوں کے لیے 100 ڈگری سے کم۔ اعلی انٹرپاس درجہ حرارت گرمی کو جمع کرتا ہے، ٹھنڈک کے وقت کو مؤثر طریقے سے بڑھاتا ہے اور سگما مرحلے کی بارش کو فروغ دیتا ہے۔ پتلی دیواروں والی ٹیوبوں کے لیے (مثلاً، 2–3 ملی میٹر دیوار)، پاسوں کے درمیان قدرتی ہوا کی ٹھنڈک کافی ہو سکتی ہے۔ موٹے حصوں کے لیے، زبردستی ہوا کو ٹھنڈا کرنا یا پاسز کے درمیان زیادہ انتظار کرنا ضروری ہے۔

4. شیلڈنگ اور بیک صاف کرنا

ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے ویلڈز کو ویلڈ کے چہرے اور جڑ کی طرف دونوں جگہوں پر ماحولیاتی آکسیجن سے محفوظ ہونا چاہیے۔ ٹیوب ویلڈنگ کے لیے:

پرائمری شیلڈنگ گیس- 1–3% نائٹروجن کے ساتھ آرگن اکثر استعمال ہوتا ہے۔ نائٹروجن ایک آسٹینائٹ سٹیبلائزر ہے۔ شیلڈنگ گیس میں تھوڑا سا فیصد شامل کرنے سے ویلڈ میٹل میں مطلوبہ مرحلے کے توازن کو برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے۔

پیٹھ صاف کرنا- جڑوں کی مالا کے آکسیڈیشن کو روکنے کے لیے ٹیوب کے اندر کو خالص آرگن (یا 2–5% نائٹروجن کے ساتھ آرگن) سے صاف کیا جاتا ہے۔ آکسیجن کی آلودگی کرومیم آکسائیڈ ترازو پیدا کرتی ہے جو کرومیم کی کمی اور سنکنرن مزاحمت کے نقصان کا سبب بنتی ہے۔

5. ویلڈنگ کا عمل اور تکنیک

پلسڈ آرک تکنیک (پلسڈ جی ٹی اے ڈبلیو یا پلسڈ جی ایم اے ڈبلیو) کو ڈوپلیکس ٹیوبوں کے لیے ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ وہ:

ہائی پیک کرنٹ کا استعمال کر کے ہیٹ ان پٹ کو کم کریں جس کے بعد پس منظر میں کم کرنٹ ہو۔

ویلڈ پول کے کنٹرول کو بہتر بنائیں اور پتلی دیواروں پر جلنے کے خطرے کو کم کریں۔

ایک باریک، زیادہ یکساں مائکرو اسٹرکچر تیار کریں۔

دستی ویلڈنگ کے لیے، چوڑے بنے ہوئے موتیوں کی بجائے سٹرنگر موتیوں (بنے بغیر سیدھے پاس) استعمال کیے جاتے ہیں، جو گرمی کے ان پٹ اور سست کولنگ کو بڑھاتے ہیں۔

اہم مرحلہ: ویلڈ کی صفائی کے بعد (اچار اور پیاسیویشن)

یہاں تک کہ کامل ہیٹ ان پٹ کے ساتھ بنائے گئے ویلڈ میں بھی a ہوگا۔گرمی کا رنگ(آکسائڈ پیمانہ) اس کی سطح اور ملحقہ HAZ پر۔ یہ آکسائیڈ پرت کرومیم سے ختم ہو چکی ہے کیونکہ کرومیم ترجیحی طور پر آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، جس سے نیچے کی دھات کم کرومیم مواد کے ساتھ رہ جاتی ہے۔ اس خستہ حال زون میں، کلورائیڈ کی خدمت میں گڑھے اور کریوس سنکنرن آسانی سے شروع ہو جاتے ہیں۔

ویلڈ کے بعد کی صفائی اختیاری نہیں ہے۔دو طریقے کارآمد ہیں:

اچار (کیمیائی ہٹانا)

اچار کا پیسٹ یا غسل- نائٹرک ایسڈ (HNO₃) اور ہائیڈرو فلورک ایسڈ (HF) کا مرکب گرمی کی رنگت کو تحلیل کرتا ہے اور کرومیم کی ختم ہونے والی تہہ کو ہٹا دیتا ہے۔ ٹیوبوں کے لیے، اچار کے پیسٹ کو ویلڈ اور گرمی سے متاثرہ زون پر برش کیا جاتا ہے، ایک مخصوص وقت (مثلاً 15-60 منٹ) کے لیے چھوڑ دیا جاتا ہے، پھر پانی سے اچھی طرح دھویا جاتا ہے۔

وسرجن اچار- چھوٹی ٹیوب اسمبلیوں یا سپول کے ٹکڑوں کے لیے، گرم اچار والے غسل میں ڈبونا زیادہ یکساں ہے لیکن اس کے لیے خصوصی سہولیات کی ضرورت ہوتی ہے۔

Passivation کے بعد مکینیکل صفائی

پیسنا یا برش کرنا- ہیٹ ٹنٹ کو باریک کھرچنے والے پیڈز یا غیر دھاتی برشوں سے ہٹایا جا سکتا ہے (مثال کے طور پر، سٹینلیس سٹیل کے تار برش صرف ڈوپلیکس پر استعمال ہوتے ہیں، کاربن سٹیل پر کبھی نہیں)۔ پیسنے سے لوہے کے ذرات کو چھوڑے بغیر پوری رنگت والی تہہ کو ہٹا دینا چاہیے۔

بے حسی- مکینیکل صفائی کے بعد، غیر فعال کرومیم آکسائیڈ فلم کو بحال کرنے کے لیے سطح کو نائٹرک یا سائٹرک ایسڈ کے محلول سے ٹریٹ کیا جاتا ہے۔ یہ مرحلہ ضروری ہے کیونکہ اکیلے پیسنے سے دھات کی دھبّہ لگ سکتی ہے اور کم حفاظتی سطح رہ سکتی ہے۔

ایک اچھا ویلڈ سنکنرن سے پوشیدہ ہے۔- مطلب یہ ہے کہ مناسب اچار کے بعد، ویلڈ اور HAZ کی ظاہری شکل اور سنکنرن مزاحمت وہی ہونی چاہیے جو کہ پیرنٹ ٹیوب کی ہے۔ اگر گرمی کا رنگ باقی رہتا ہے تو، ویلڈ پہلا ناکامی نقطہ ہو گا.

ویلڈ کوالٹی کی تصدیق کرنا: فیرائٹ پیمائش

اس بات کی تصدیق کرنے کے لیے کہ ویلڈنگ کے طریقہ کار نے صحیح مرحلے کا توازن برقرار رکھا ہے، aفیرائٹ دائرہ کار(مقناطیسی انڈکشن آلہ) ویلڈ میٹل اور HAZ کے فیرائٹ مواد کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے لئے قابل قبول حد عام طور پر ہے30-70% فیرائٹ(بیلنس آسٹنائٹ)۔ بہت سی وضاحتیں 40-60% کو نشانہ بناتی ہیں۔

30% سے نیچے کی قدریں ضرورت سے زیادہ آسٹنائٹ کی نشاندہی کرتی ہیں، جو طاقت کو کم کرتی ہے۔

70% سے اوپر کی قدریں ضرورت سے زیادہ فیرائٹ کی نشاندہی کرتی ہیں، جو سختی کو کم کرتی ہے اور سگما مرحلے کی موجودگی کا اشارہ دے سکتی ہے (سگما غیر مقناطیسی ہے، لیکن فیرائٹ کا فیصد سگما کی شکل میں گرتا ہے؛ ایک فیرائٹ ریڈنگ جو غیر متوقع طور پر کم یا متضاد ہے ایک اشارہ ہو سکتا ہے)۔

اہم ایپلی کیشنز کے لیے، aمائکرو اسٹرکچرل امتحان(میٹالوگرافی) انٹرمیٹالک مراحل کی جانچ کے لیے ویلڈڈ کوپن پر کی جا سکتی ہے۔ سگما مرحلہ فیرائٹ اناج کے اندر ایک بلاکی یا ایکیکولر پریزیٹیٹ کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔

عام غلطیاں اور ان سے کیسے بچنا ہے۔

ویلڈنگ کے طریقہ کار کی تفصیلات (WPS) اور اہلیت

کسی بھی صنعتی درخواست کے لیے، ایک رسمیویلڈنگ کے طریقہ کار کی تفصیلات (WPS)ASME سیکشن IX، AWS D1.6، یا ISO 15614 جیسے کوڈ کے مطابق تیار اور اہل ہونا چاہیے۔ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوبوں کے لیے WPS کو واضح طور پر بیان کرنا چاہیے:

بیس میٹل گریڈ اور موٹائی کی حد۔

فلر دھات کی درجہ بندی (مثال کے طور پر، ER2209)۔

ویلڈنگ کا عمل (GTAW، GMAW، یا SMAW)۔

شیلڈنگ گیس کی ساخت اور بہاؤ کی شرح۔

بیک صاف گیس اور طریقہ۔

ہیٹ ان پٹ رینج کے ساتھ برقی پیرامیٹرز (وولٹیج، کرنٹ، سفر کی رفتار)۔

انٹرپاس درجہ حرارت کی حد (مثال کے طور پر، 150 ڈگری زیادہ سے زیادہ)

پہلے سے گرم کرنے کے تقاضے (عام طور پر ڈوپلیکس کے لیے کوئی نہیں جب تک کہ 5 ڈگری سے کم نہ ہو)۔

ویلڈ کے بعد صفائی کا طریقہ کار (اچار کا پیسٹ، وسرجن، یا مکینیکل + پاسیویشن)۔

فیرائٹ مواد کے لیے قبولیت کا معیار (مثال کے طور پر، ویلڈ میٹل میں 30–70% فیرائٹ)۔

اہلیت کی جانچ میں مکینیکل ٹیسٹ (ٹینسائل، موڑ) اور سنکنرن ٹیسٹ (مثلاً، فیرک کلورائیڈ پٹنگ ٹیسٹ فی ASTM G48) شامل ہیں۔ ٹیوب ویلڈز کے لیے، aہائیڈروسٹیٹک ٹیسٹیاایڈی موجودہ معائنہبھی ضرورت ہو سکتی ہے.

فیلڈ ویلڈنگ کے تحفظات

فیلڈ میں ڈوپلیکس ٹیوبوں کو ویلڈنگ کرنا (مثلاً مرمت یا ٹائی ان کے لیے) دکان کی ویلڈنگ سے زیادہ مشکل ہے کیونکہ ماحولیاتی کنٹرول مشکل ہے۔ خصوصی توجہ دی جانی چاہئے:

ونڈ شیلڈنگ– شیلڈنگ گیس میں خلل کو روکنے کے لیے گیس لینز اور اسکرینوں کا استعمال۔

درجہ حرارت کی نگرانی- انٹر پاس کے درجہ حرارت کو چیک کرنے کے لیے انفراریڈ تھرمامیٹر یا رابطہ پائرو میٹر۔

صاف کرنا- بڑے قطر والی ٹیوبوں کے لیے، پوری لمبائی کو صاف کرنا غیر عملی ہو سکتا ہے۔ مقامی طور پر صاف کرنے والا ڈیم (انفلٹیبل ربڑ پلگ) استعمال کیا جا سکتا ہے۔

اچار- فیلڈ اچار پیسٹ دستیاب ہیں؛ ارد گرد کے سازوسامان پر بہنے سے بچنے کے لیے انہیں احتیاط سے لاگو اور غیر جانبدار کرنا چاہیے۔

نتیجہ: مواد صرف اتنا ہی اچھا ہے جتنا ہاتھ جوڑتے ہیں۔

سنکنرن مزاحمت کے تباہ کن نقصان سے بچنے کے لیے ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ٹیوبوں کے لیے درست ویلڈنگ کے طریقہ کار کا انتخاب ضروری ہے۔ متوازن آسٹنائٹ فیرائٹ مائیکرو اسٹرکچر، جو ڈوپلیکس کو اس کی طاقت اور پٹنگ مزاحمت فراہم کرتا ہے، ضرورت سے زیادہ ہیٹ ان پٹ، اعلی انٹر پاس درجہ حرارت، غیر مماثل فلر میٹلز، یا کرومیم سے ختم ہونے والی ہیٹ ٹنٹ کی موجودگی سے تباہ ہو سکتا ہے۔ ایک نظم و ضبط والا طریقہ کار-کنٹرولڈ ہیٹ ان پٹ (عام طور پر 0.5–2.5 kJ/mm)، انٹرپاس ٹمپریچر 150 ڈگری سے کم، 2205 بیس میٹل کے لیے ER2209 فلر، انرٹ بیک صاف کرنا، اور مکمل پوسٹ ویلڈ پکلنگ-یقینی بناتا ہے کہ ٹیوب کی رینٹ کورنٹ کی کارکردگی اسی طرح برقرار ہے۔ فیرائٹ پیمائش (30-70% فیرائٹ) کے ذریعے تصدیق کامیابی کی تصدیق کرتی ہے۔ مواد صرف اتنا ہی اچھا ہے جتنا ہاتھ جوڑتے ہیں۔ اچھی طرح سے چلایا گیا ویلڈ سنکنرن کے لیے پوشیدہ ہے۔