CheMin Spezifikation von Auftragschweißungen
Symposium der Uhlig Rohrbogen GmbH, Goslar, 12. und 13. Februar 2015 1
Mit Spec(k) fängt man(n) gutes Cladding
Good bait catches fine fish
• Cladding als Schutz gegen Korrosion
• Was ist in den üblichen Spezifikationen enthalten?
• Was sollte man außerdem beachten?
Thomas Herzog und Ghita von Trotha
www.chemin.de
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Einleitung
• Definition „Spezifikation“ laut Duden (2007): (Technik) Gesamtheit von Vorgaben, nach
denen etwas produziert werden soll.
• Die Gesamtheit von Vorgaben kann aber in einer Vortragszeit von 30 Minuten (inkl.
Diskussion) nicht behandelt werden, aber wir stehen gerne für eine Beratung zur Verfügung.
• Dieser Vortrag beschränkt sich auf die Gebrauchstauglichkeit von Auftragschweißungen als
Korrosionsschutz im 1. Zug (Rohrwände und Einzelrohre):
• Anforderungen aufgrund von Korrosion
• Nahtbild
• Metallurgie
• Nicht in diesem Vortrag sind unter anderem:
• Grundwerkstoff (Auswahl, Bestellung, Fertigung, Kontrolle der Fertigung,
Eingangskontrolle vor Cladding, Nahtvorbereitung, Schrumpfung etc.)
• Komplexität der Spezifikation (vom gecladdeten Brett bis zur kompletten Wand)
• Vorgabe und Ausführung der WPS
• Kontrolle und, sofern nötig, Nachbesserung nach 1. Reisezeit
Rahmen des Vortrags:
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Korrosion: Anforderung an die Auftragschweißung
Cladding Im Kessel in 1996
Ca. 20-30% Überlappung
Ca. 5-12 wt.-% Eisen
Verdampfer 40 bar/ 250°C
Foto im Jahr 2011
Warum folgt die Korrosion den Schweißgefügen?
Einlagig MIG-Puls (Ar)
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Korrosion: Anforderung an die Auftragschweißung
Weniger Korrosion an
der dickeren
Schichtdicke auf den
Schweißraupen
Schichtdicke 3,0 mm
Mehr Korrosion an
den geringen
Schichtdicken
entlang der
Überlappungen
Schichtdicke 1,5 mm
275°C 270°C
FEM-Modell:
Überlappung: Ca. 14% mehr Wärmestromdichte
50 kW/m2 57 kW/m2
Vergleichbare Oberflächentemperaturen
Korrosion folgt den Schweißgefügen
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Korrosion: Anforderung an die Auftragschweißung
WEZ
50 kW/m2 57 kW/m2
Wärmestrom leitet den Stoffstrom:
...mit der Wärme werden flüchtige Salze
(Chloride) zu den Überlappungen gelenkt,
schroffe Nahtübergänge sind gefährdet
Q .
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... alles mit der üblichen Spezifikation bestellt (WPS, Eisengehalt, Schichtdicke),
aber ohne Angaben zum Nahtbild
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... alles mit der üblichen Spezifikation bestellt (WPS, Eisengehalt, Schichtdicke),
aber ohne Angaben zum Nahtbild
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Übliche Spezifikation vs. Anforderung durch Korrosion
• Schweißfolge: Einlagig mit >50% Überlappung oder zwei voneinandergetrennte Lagen
• Eisenaufmischung max. 5 Gew.-%
• Schichtdicke min. 2 mm
Bisher sind in den üblichen Spezifikationen enthalten:
• Feinkörniges dendritisches Gefüge auch in den Wärmeeinflusszonen unter den Überlappungen Herzog & von Trotha (2013): Schweißen am Limit. Uhlig Rohrbogen Symposium, auf www.chemin.de
Bisher sind in den üblichen Spezifikationen noch nicht enthalten: Fein
Grob
• Sauberes Nahtbild, dass nicht nur gleichmäßig ist, sondern auch keine schroffen Nahtübergänge hat
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Spezifikation der Oberfläche mittels DIN EN ISO
Nahtübergangswinkel
(hier: groß)
Nahtübergangswinkel
(hier: klein)
Nahtübergang Nahtübergangslinie*
Raupenbreitendifferenz
(hier: kleiner)
Raupenbreitendifferenz
(hier: größer)
Nahtüberhöhung (hier: kleiner)
Nahtüberhöhung (hier: größer)
*: Die Summe aller Nahtübergänge bildet die Nahtübergangslinie.
Konrad Gerner (2014): Spezifikation der Gebrauchstauglichkeit von Auftragschweißungen auf
Kesselrohren, TU Dresden
Nahtübergangswinkel
(hier: klein)
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Schroffes Cladding muss nicht sein
Vergleich der früheren und der modernen Schweißtechnik
MIG-Puls MAG-CMT
2 mm 2 mm
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Zusammenfassung
Fein
Grob
Gute Mikroskopische
Eigenschaften:
• Geringe Aufmischung
aus GW (Fe, Si, C) und
geringe Entmischung
des Alloy 625
• Feinkörniges Gefüge
Unveränderter Grundwerkstoff:
• Geringer Einbrand
• Gleichmäßige Schmelzlinie zum GW
• Geringe Wärmeeinflusszone
• Geringer Verzug (Ovalität)
Gleichmäßige Schichtdicke:
• Weiches Nahtbild an der
Wurzel
• Weiches Nahtbild an der
Oberfläche
• Ohne Bindefehler und Poren
(durchgehende und an
Oberfläche)
Schroffe Nahtübergänge
entstehen durch:
• Kleine
Nahtübergangswinkel
• Große Nahtüberhöhung
• Große Raupenbreiten-
differenz
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Mit einer maßgeschneiderten Spec fängt man gutes Cladding
Auf die Anforderung zugeschnittene Spezifikation:
• Zustand nach 18 Monaten, Originalgefüge vorhanden
• Keine Reparaturen nötig
Mit der üblichen Spec bestellt:
• Zustand nach 12 Monaten, Rippung teilweise weg
• Reparaturen nötig
Beide Beispiele: 40 bar Verdampfer, ca. 1 m über Feuerfest
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit,
bitte schenken Sie diese auch Ihrem Cladding