PN-EN 1011-3

: : : .:

: i : j . . . : . : . 1

P o l s k i K o m i t e tN o r m a l i z a c y j n y

POLSKA NORMA

SpawanieWytyczne dotyczqce spawania metali

PN-EN 1011-3

Gzq6c 3: Spawanie Nukowe stalinierdzewnych

listopad 2002

Welding - Recommendations for welding of metallic materials - Part 3: Arc welding of stainless stebls

@ 2adna czg56 niniejszei normy nie mo2e by6 przedrukowywana ani kopiowanajak4kolwiek technikq bez pisemnej zgody Prezesa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego

ABSTRAKT NORMY

Podano wytyczne dotyczqce spawania lukowego rQcznego, czqsciowo zmechanizowanego, w pelnizme-chanizowanego i automatycznego stali nierdzewnych, we wszystkich rodzajach wyrobow.

TLUMACZENIE ABSTRAKTU

Gives guidance for manual, semi-mechanical, mechanised and automatic arc welding of stainless steels,in all product forms.

N o rm a op racowa n: J#:ilHifff H:,JI#:,J;'"0,"'

owei n r 1 6 S

Pienivsze wydanie normy (rok) i lata kolejnych nowelizacji

Zmiany wprowadzone do normy

Numer zmiany Data wprowadzenia

l istopad 2002

POLSKI

KOMITET

NORMALIZACYJNY

POLSKA NORMA

PN-EN 1011-3

SpawanieWytyczne dotyczqce

spawania metaliGzq6c 3: Spawanie lukowe

stali nierdzewnych

Zamiast:

tcs 25.160.10

EN 1011-3;2000, lDT

This national document is identical with EN 1011-3:2000 and is publishedwith the permission of CEN, rue de Stassart 36, B-1050 Bruxelles, Belgium.

Niniejsza Polska Norma jest identyczna z EN 1011-3:2000 ijest publikowanaza zgodq CEN, rue de Stassart 36, B-1050 Bruksela, Belgia.

PRZEDMOWA KRAJOWA

Niniejsza norma jest oficjalnym tlumaczeniem normy EN 1 01 1 -3:2000.

Wprowadzona norma europejska jest zharmonizowana z dyrektywq nowego podejScia 97l23lEC UrzqdzeniaciSnieniowe.

W normie sEstosowane odsylacze krajowe oznaczone od N1)do N5).

Norma zawiera zalqcznik krajowy NA (informacyjny), kt6rego treSciq jest wykaz norm powolanych w tek6cieEN i ich odpowiednik6w krajowych.

nr ref. PN-EN 1011-3:2002

Norma europejskaEN 1011-3:2000

ma status Polskiej Normy

Ustanowio na przez Polski Komitet Normalizacyjnydnia 12 listopada 2002 r.(Uchwala nr 4512002-o)

NORMA EUROPEJSKAEUROPEAN STANDARDNORME EUROPEENNEEUROPAISCHE NORM

EN 1011-3

wrzesiefr2000

rcs 25 .160.10

Wersja polska

Spawanie - Wytyczne dotyczitce spawania metali -CzqSc 3: Spawanie lukowe stali nierdzewnych

Welding-Recommendationsforwe- Soudage-Recommandationspourle SchweiBen - Empfehlungen zumldingof metallicmaterials-Part3:Arc soudagedesmat6riauxm6talliques- SchweiBen metallischer We*stoffe

v

welding of stainless steels Partie 3: Soudage d I'arc des aciers - Teil 3: LichtbogenschweiBen voninoxydables nichtrostenden Stiihlen

Niniejsza norma jest polskq wersjq normy europejskiej EN 1 011 -3:2000. Zostala ona przeflumaczona przez polski KomitetNormalizacyjny i ma ten sam status co wersje oficjalne.

Norma europejska zostala przyjqta przez CEN 13 sierpnia 2000 r.

Zgodnie z wewnqtanymi przepisami CEN/CENELEC, czlonkowie CEN sq zobowiqzani do nadania normieeuropejskiej statusu normy krajowej bez wprowadzania jakichkolwiek zmian.

Aktuafne wykazy norm krajowych (powstatych w wyniku nadania normie europejskiej statusu normy krajowej),lqcznie z ich danymi bibliograficznymi, mozna otrzyma0 w Sekretariacie Centralnym CEN lub w krajowyihjednostkach normalizacyjnych bqdqcych czlonkami CEN.

Norma europejska zostala opracowana w trzech oficjalnych wersjach jqzykowych (angielskiej, francuskiej i nie-mieckiej). Wersja w kazdym innym jqzyku, przetlumaczona na odpowiedzialnoScdanego czlonka CEN izarejestrowana w sekretariacie Centralnym cEN, ma ten sam status co wersje oficjalne.

Czlonkami CEN sq krajowe jednostki normalizacyjne nastqpujqcych panstw: Austrii, Belgii, Danii, Finlandii,Francji, Grecji, Hiszpanii, Holandii, lrlandii, lslandii, Luksemburga, Niemiec, Norwegii, portugalii, RepublikiCzeskiej, Szwajcarii, Szwecji, Wloch i Zjednoczonego Kr6lestwa

CEN

Europejski Komitet NormalizacyjnyEuropean Committee for Standard ization

Comit6 Europ6en de NormalisationEuropdisches Komitee f[ir Normung

nr ref. EN 1011-3:2000 E

stronica 2EN 1011-3:2000

Spis tre6ciStronica

2 Normy powolane . . . . . . . . . . . . . . .4

3 Terminy i de f in ic je . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

4 Mater ia l pods tawowy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

5 Sk ladowan ie iuzy tkowan ie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

6 Materialy dodatkowe do spawania ........6

8 Wymagania dotyczqce jakoSci spoin . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . B

10 Czyszczen ie po spawan iu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Talqcznik A (informacyjny) Spawanie austenitycznych stali nierdzewnych ........... 10

Zalqcznik B ( informacyjny) Spawanie ferrytycznych stal i n ierdzewnych.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . '15

Zalqcznik C (informacyjny) Spawanie austenityczno-ferrytycznych stali nierdzewnych ........... 18

Zalqcznik D (informacyjny) Spawanie martenzytycznych imartenzytyczno-austenitycznychstal inierdzewnych . ." . . . . . . .2.

Zalqcznik ZA (informacyjny) Rozdziaty niniejszej normy europejskiejdotyczqce zasadniczych wymagafrlub innych postanowiei dyrektyw UE .. . . . . . . . . . . . . . . . . .25

stronica 3EN 10'11-3:2000

Przedmowa

Niniejsza norma europejska zostala opracowana przez Komitet Techniczny CEN/TC 121 ,,Spawanie" N1), kt6re-go sekretariat jest prowadzony przez DS.

Niniejsza norma europejska powinna uzyska6 status normy krajowej, przez opublikowanie identycznego tekstulub uznanie, najp62niej do marca 2001 r., a normy krajowe sprzeczne z danq norma powinny byc wycofanenajpozniejdo marca 2001 r.

Niniejsza norma europejska zostala opracowana na podstawie mandatu udzielonego CEN przez Komisjq Euro-pejskqi Europejskie Stowarzyszenie Wolnego Handlu, iwspiera podstawowe wymagania dyrektywy(-yw) UE.

W zalEczniku informacyjnym ZA, kt6ry stanowi integralnqczqsi niniejszej normy, podano informacje dotyczEcepowi4zania niniejszej normy z dyrektywq(-ami) UE.

Zgodnie z przepisamiwewnqtrznymi CENiCENELEC do wprowadzenia niniejszej normy europejskiej sqzobo-wiqzane nastqpujqce kraje czlonkowskie: Austria, Belgia, Dania, Finlandia, Francja, Grecja, Hiszpania, Holan-dia, lrlandia, lslandia, Luksemburg, Niemcy, Norwegia, Portugalia, Republika Czeska, Szwajcaria, Szwecja,Wochy i Zjednoczone Kr6lestwo.

Niniejsza norma europejska sklada siq z nastqpujqcych czgsci:

Part 1: General guidance for arc welding;

Part 2: Arc welding of ferritic steels;

Part 3: Arc welding of stainless steels;

Part 4: Arc welding of aluminium and aluminium alloys.

Zal4cznikiA, B, C iD sqzalqcznikami informacyjnymi.

"t) Odsylacz krajowy: Odpowiednia nazwa w jqzyku polskim - ,,Welding".

4

-,,;ll:ii;8#Wprowadzenie

Niniejsza norma europejska zostala ustanowiona wtazzkilkoma zalqcznikami, aby mogla byc poszerzana i abyobejmowala r6zne stale, produkowane zgodnie ze wszystkimi normami europejskimi dla stali nierdzewnych.

Jezeli niniejsza norma jest przywolywana dla celow umowy, zaleca siq, aby zamawiajqcy lub strony umowyokreSlity zakres zgodno5ci z niniejszq normE i innymi zalqcznikami, w zaleznoSci od potrzeb.

W niniejszej normie podano o96lne wytyczne dotyczqce zadowalajEcego wytwarzania i kontroli spawania orazopisano szczegoly mo2liwych niekozystnych nastqpstw, jakie mogE wystqpic, z podaniem wskazowek orazmetod zapobiegania im. Dotyczy ona w zasadzie wszystkich stali nierdzewnych, bez wzglqdu na rodzaj wyro-bu, jednakze normy wyrobu mogqzawierai dodatkowe wymagania. Nie uwzglqdniono dopuszczalnych obciq-zefi konstrukcyjnych spoin, metod badai nieniszczqcych i poziom6w akceptacji, poniewa| zalezq one odwarunk6w pracy wyrobu.Taleca siq, aby dane dotyczqce tego zakresu zawierala dokumentacja konstrukcyjna.

Ta czqSc niniejszej normy europejskiej zawiera dodatkowe wskazowki dotyczqce spawania stali nierdzewnychi zaleca siq, aby byla rozpatrywana lqcznie z og6lnymiwytycznymi ujqtymiw EN 1011-1.

1 Zakres normy

W niniejszej normie podano og6lne wytyczne dotyczEce spawania stali nierdzewnych. Szczeg6ly dotyczEceaustenitycznych, austenityczno-ferrytycznych, ferrytycznych i martenzytycznych stali nierdzewnych podanow zalqcznikach od A do D.

2 Normy powolaneNz)

Do niniejszej normy europejskiej wprowadzono, drogqdatowanego lub niedatowanego powolania siq, wymaga-nia zawarte w innych publikacjach. Powolania te znajdujq siq w odpowiednich miejscach w tekScie normy,awykaz publikacji podano ponizej. W pzypadku powolari datowanych p6zniejsze zmiany lub nowelizacje kt6-rejkolwiek z wymienionych publikacji maj4 zastosowanie do niniejszej normy europejskiej tylko wowczas, gdyzostanE wprowadzone do tej normy przeziej zmianq lub nowelizacjg. W przypadku powolai niedatowanychstosuje siq ostatnie wydanie powolanejpublikacji (lqcznie ze zmianami).

EN 288-2 Specification and approval of welding procedures for metallic materials - Part 2: Weldingprocedure specification for arc welding

EN 439 Welding consumables - Shielding gases for arc welding and cutting

EN 1600 Welding consumables - Covered electrodes for manual metal arc welding of stainless and heatresisting steels - Classification

EN 1011-1 Welding - Recommendations for welding of metallic materials - Part 1 : General guidance forarc welding

EN 10088-1 Stainless steels - Part 1: List of stainless steels

EN 12072 Welding consumables - Wire electrodes, wires and rods for arc welding of stainless and heatresisting steels - Classification

EN 12073 Welding consumables - Tubular cored electrodes for metal arc welding with or without a gasshield of stainless and heat resisting steels - Classification

EN 25817 Arc-welded joints in steel - Guidance on quality levels for imperfections (lSO 5817:1992)

N2) Odsylacz krajowy: P atz zalqcznik krajowy NA.

stronica 5EN 1011-3 :2000

EN 29692 Metal-arc welding with covered electrode, gas-shielded metal-arc welding and gas welding -Joint preparations for steel (lSO 9692:1992)

EN ISO 8249 Welding - Determination of Ferrite Number (FN) in austenic and duplex ferritic-austenitic Cr-Nistainless steelwelds metals (lSO 8249:2000)

CR ISO 15608 Welding - Guidelines for a metallic material grouping system (ISO/TR 15608:2000) ,

3 Terminy idefinicje

W niniejszej normie europejskiej przyjqto nastqpujqce terminy idefinicje:

3.1warstwa pasywnaCienka, prze2roczysta i 6ci5le przylegajqca powloka na powierzchni stali nierdzewnych, ktora chronije pzedagresjqkorozyjnq.

3.2stabil izowane/n iestabi I izowaneStabilizowane stale zawieraj4 dodatki, wykazujEce du2q sklonno3d do tworzenia wqglik6w/azotk6w (zwykletytanu lub niobu) i w ten spos6b ograniczajqce powstawanie wqglik6w/azotk6w chromu, przez co zachowanazostaje odpomo6c korozyjna stali nierdzewnych, antlaszcza na granicach ziarn.

3.3liczba ferrytyczna (FN)Liczba okre6lajqca wlasno6ci magnetyczne, odniesiona do szeregu wzorc6w, proporcjonalna do zawarto6cifazy fenytyczno-magnetycznej, w przyblizeniu rownej zawartoSciferrytu (ferrytu delta) w zakresie od 0 % do10 %,i dlatego latwiejsza do zmierzenia [EN ISO 8249].

3.4wklad ka materialu dodatkowegoUprzednio przygotowana wkladka z materialu dodatkowego, ksztaltem iwymiarami dostosowana do rowkaspawalniczego, kt6ra po stopieniu podczas spawania stanowi integralnqczq6c zl4cza.

3.5granica plastyczno6ciJezeli w niniejszej normie przywoluje siq granicq plastycznoSci, dotyczy ona wydluzenia 0,2 o/o (R rs,2,/"). !

4 Material podstawowy

Niniejsza norma dotyczy stali nierdzewnych, austenitycznych, ferrytycznych, martenzytycznych i austenitycz-no/ferrytycznych, zgodnie z grupamiod B do 10, wedlug CR ISO 15608.

5 Skladowanie i u2ytkowanie

Podczas skladowania, u2ytkowania lub obr6bki stali nierdzewnej, otoczenie powinno byi stale nadzorowane,aby zapobiec trwalemu uszkodzeniu warstwy pasywnej, dajqcej stali nierdzewnej dobrqodporno66 na korozjq.Stale nierdzewne powinny byc zabezpieczone przed zanieczyszczeniami i uszkodzeniem powierzchniw kaz-dej fazie skladowania, wytwarzania i transportu.

Zaleca sig unikanie kontaktu miqdzy stalami nierdzewnymi i innymi materialami, np. stalami niestopowymi,miedzi4 powlokami, farbami i ta6mami klejqcymi, kt6re spowodowad mogquszkodzenie warstwy pasywnej lubinne szkodliwe dzialania. Jezeli kontakt taki jest nie do unikniqcia, zaleca sig zwr6cenie uwagi na usuniqciewszystkich pozostalo6ci.

o


Stojaki do skladowania stali nierdzewnych powinny byc stabilnie zbudowane i powinny byc zabezpieczonewykladzinq z materialu, nie wplywajqcego szkodliwie na stal nierdzewn4 np. suchym drewnem lub stal4 nie-rdzewnq. Niepowlekane lub malowane stojaki ze stali niestopowej nie powinny byc stosowane. Uchwyty dopodnoszenia powinny byc wykonane z materialu nie majqcego wplywu szkodliwego albo powinny byc wylo2onetym materialem.

Oprzyrzqdowanie spawalnicze, zaciski przewodu zerujqcego lub manipulatory, podobnie, powinny by6 wyko-nane albo z materialu nie majqcego szkodliwego wplywu albo powinny byc wylo2one tym materialem.

6 Materiaty dodatkowe do spawania

Zaleca siq, aby materiaty dodatkowe do spawania byly odpowiednio dobrane do materialu podstawowego i prze-widywanego zastosowania oraz spelnialy wymagania odpowiednich norm.

Je2eli stosowana jestwkladka materialu dodatkowego, powinna byc ona dostosowana do skladu odpowiedniegomaterialu dodatkowego.

7 Wytwarzanie

7.1 Postanowieniaog6lne

Powierzchnie i urzqdzenia slu2Ece do przetwarzania stali nierdzewnych powinny by6 oddzielone od innejprodukcji oraz powinny byc chronione od wszystkich material6w, kt6re moglyby spowodowae zanieczyszcze-nie, takich jak ol6w, cynk, miedz, stopy miedzi lub stale niestopowe itp.

Urz4dzenia do ksztaftowania powinny byd dokladnie oczyszczone, przed ich u2yciem aby uniknq6 zanieczysz-czen. Wszystkie Srodki smarownicze, uzyte w operacjach ksztaftowania, powinny byc usunigte z przedmiotu.

Mo2na stosowac tylko takie narzqdzia, kt6re przeznaczone sq dla stali nierdzewnych; dotyczy lo zt{aszczatarcz 6ciernych i szczotek drucianych.

W wyniku spawania na spoinie i obszarach przyleglych do spoiny powstaje powloka tlenk6w. Te tlenki, jakrownie22u2le powstajqce przy spawaniu elektrodamiotulonymi, drutami proszkowymi lub przy spawaniu lukiemkrytym, powinny byc usuniqte, je2eli zlqcze poddane bqdzie dzialaniu korozyjnego medium lub je6li za tymprzemawiajq inne przyczyny (patrz rozdzial 10).

Je2eli podczas przygotowania do spawania przez cigcie termiczne powstajq tlenki, zahartowania lub innezwykle zanieczyszczenia, zaleca siq ich usunigcie przez obrobkg mechaniczna na dostatecznq glgboko6c odpowierzchni ciqcia. Podczas ciqcia gilotyna mogE powsta6 pqkniqcia. Te r6wniez wymagajq usuniqcia przedspawaniem.

Jezeli powieachnie ciqte nie stanowiq brzeg6w rowka spawalniczego, zaleca siq zwrocenie uwagi na to, abyciqcie gilotynq lub ciqcie termiczne nie pogorszylo warunk6w wytwarzania.

Zaleca sig unikanie stosowania twardych stempli, jezelijednak zostanqzastosowane, nalezy pamigta6 o wyni-kajqcym z tego zagro2eniu w obszarach wysoko obciqzonych lub korozyjnych. Zaleca sig, aby wskazowki o lo-kalizacjitego rodzaju oznakowafi podal klient. Dla oznakowari, kt6re sluzqdo identyfikacjibadafi radiograficz-nych, zaleca siq takie same Srodki ostro2no6ci.

Nie zafeca siq malowania lub innego sposobu obrabiania zlqczy spawanych przeznaczonych do badari i oce-ny, zanim nie zostanq zaakceptowane.

7.2 Dane dotyczqce spawania

Dane dotyczAce spawania powinny byc opisane w odpowiedniej instrukcji technologicznej spawania (WPS1 no)

zgodnie z EN 288-2.

N3)Odsylacz krajowy: WPS - Welding Procedure Specification


Dalsze szczegoly dotyczqce zagadnierl spawalno5ci podano w zalqcznikach od A do D.

Akceptowalne kryteria oceny przesuniqcia krawqdzi rowka spawalniczego podano w EN 25817. W pzypadkuniekt6rych zastosowai (dla pzykladu spawanie rurociqgow) i proces6w spawalniczych mo2e by6 koniecznezaostrzenie tych tolerancj i.

Je6listosuje sig plytkidobiegowe iwybiegowe, powinny byc one wykonane ze stali nierdzewnej, ktora odpowia-da stali zastosowanej w produkcji, i powinny miec grubo6e orazpzygotowane brzegi do spawania, podobne dostosowanych we wla6ciwym zlqczu.

Usuwanie plytek dobiegowych i wybiegowych powinno byd wykonane takim sposobem, aby nie wplywaloniekorzystnie na material podstawowy ispoinq. Zaleca siq przeprowadzenie badafi kt6re udowodni4 ze zar6w-no w materiale, jak iw spoinie nie wystqpujq2adne niedopuszczalne niezgodno6ci spawalnicze.

Jezeli spoina wykonywana jest tylko z jednej strony, mo2e byc konieczne osloniqcie grani przed zanieczysz-czeniami atmosferycznymi, kt6re obni2aj4odpornoSd korozyjnqzlqcza. Warstwa graniowa tego rodzaju spoinwykonywa n a jest zazwy czal przez spawan ie metod q Tl G I u b spawan ie plazmowe.

7.3 Podkladka spawalnicza

PozostaiEca podkladka spawalnicza powinna byc wykonana ze zbli2onego gatunku stali nierdzewnej i niezaleca siq jej stosowania, je2eli istnieje zagro2enie korozjqszczelinowq.

Je2elinie jest mo2liwewykorzystanie elementu konstrukcyjnego jako materialu podkladki, zastosowany materialpowinien byi zgodny z wymaganiami dokumentacji konstrukcyjnej.

Jezeli stosuje siq miedz jako podkladkq usuwaln4 powinien byc w niej maszynowo wykonany rowek w obrq-bie rowka spawalniczego. Podczas spawania zaleca siq zachowanie ostro2noSci, je2eli istnieje niebezpie-czeistwo wnikania miedzi. To zagro2enie mozna zmniejszy6, stosujqc powlokq niklu lub chromu na miedziu2ytej na podkladkq. Je2eli stosuje siq duzqenergiq liniowqspawania, podkladka miedziana mo2e byc chlodzo-nawodq.

Material podkladki powinien by6 pozbawiony zanieczyszczefi, takich jak tluszcz, wilgoc, tlenki itp.

Je2eli stosuje siq podkladkq pozostajqcqlub usuwaln4 zlqcze powinno byi tak przygotowane do spawania, abymo2na bylo latwo i pewnie osiqgnqi pelne przetopienie l4czonych element6w.

Jezeli niezbqdne jest zapobie2enie utlenieniu od strony grani spoiny , zaleca siq przeplukiwanie przez doprowa-dzenie odpowiedniego gazu. Moze nim byc wysokiej czysto5ci gaz lub mieszanka gaz6w, zgodnie z EN 439,dostosowana do materialu podstawowego istopiwa, doprowadzona do grani spoiny. Celem jest, unikanie zanie-czyszczei spowodowanych powietrzem atmosferycznym zwlaszczatlenem, poniewaz mogqone doprowadzicdo niedopuszczalnych niezgodnoSciw spoinie i/lub do zmniejszenia odpornoSci korozyjnej.

Jezeli stosuje siq pzeplukiwanie grani spoiny, zaleca siq, aby pzeplukiwanie gazem wystarczajqco wyprze-dzalo spawanie, tak aby zapewnic, ze stopieh utlenienia grani odpowiada6 bqdzie wymaganiom dokumentacjikonstrukcyjnej. Czas wypzedzeniazale2y zasadniczo od strumienia objqtoSci pzeplywajqcego gazu, jak row-nie2 w mniejszym stopniu od ggsto6ci gazu oraz od miejsca jego doplywu.

Jezeli w umowie okre6lono maksymalnqdopuszczaln4zawartoSc tlenu bqdzie konieczne stosowanie analizato-ra tlenu o wystarczaj4cej dokladnoSci pomiaru, aby okresli6 koncentracjg tlenu w uchodzqcym gazie. Zalecasig, aby pzed rozpoczqciem spawania pzeprowadzic dziesiqciokrotnqwymiang objqtoSci.

Zaleca siq, przeplukiwanie grani przez wystarczajqco dlugi czas, aby utlenienie dolnej powiezchni gotowegozlqcza odpowiadalo wymaganiom umowy.

8

stronica IEN 1011-3:2000

I Wymagania dotycz4ce iako6ci spoin

Zlqcza spawane powinny byc wolne od niezgodno5ci, jeSli mogqone pogorszyc zdolno56 eksploatacyjnq kon-

strut<c;i. iroziomy akceptacji powinny byc zgodne z normawyrobu, jezeli taka istnieje. Jezeli nie istnieje 2adna

norma wyrobu, poziomy akceptacji powinny byc zgodne z EN 25817.

Szczeg6lne wymagania jako6ciowe dotyczqce stali nierdzewnych, np. stan powierzchni i odpornoSci korozyj-

nej, mogq byd uwzglqdnione i powinny byd okreSlone w umowie-

I Odksztalcenie

Odksztalcenie spawanego elementu konstrukcyjnego spowodowane jest nier6wnomiernym wydlu2eniem iskur-

czem stopiwa orcz przyleglego materialu podstawowego podczas spawania. Dla austenitycznych stali nie-

rdzewnych to dzialanie jest wyrazniejsze ni2 dla stali niestopowych wskutek wy2szego wspolczynnika rozsze-

rzalnoSci i mniejszej przewodnoSci cieplnej.

lstn ieje kilka praktycznych mo2liwo6ci, zmniejszenia od ksztalcenia, np. :

zmniejszenie objqto$ci stoPiwa;symetryczne (dwustronne) spawanie zlqcza;zmnieiszenie ilo6ci doprowadzonego ciepla;zmniejszenie ilo6ci warstw spoiny;spawanie sposobem krokowo-wstecznym ;wla6ciwe ustawien ie spawanych element6w;oprzyrzqdowanie i mechaniczne Srodki mocujqce;spoiny sczepne;odprowadzenie ciePla.

Zaleca siq zwracanie uwagi na to, aby wybrane sposoby nie wywieraly szkodliwego wplywu na wlasnoSci

spoiny i calej konstrukcji.

10 Czyszczenie Po spawaniu

OdpornoSc korozyjna spawanych element6w ze stali nierdzewnych uzale2niona jest wyra2nie od stanu ichpowierzchni. Stopieri niezbqdnego czyszczenia po spawaniu zale|y od wymagari jakoSciowych i zaleca siq

podanie go w dokumentacji konstrukcyjnej.

Czyszczenie po spawaniu mo2na przeprowadzic r6znymi sposobami, wykorzystujqc je oddzielnie albo lqcznie,jak na przyklad:

Szczotkowanie: Zaleca siq stosowanie specjalnych szczotek drucianych z drutami ze stali nierdzewnej

lub z innego por6wnywalnego materialu. Tq technikq najczqSciej nie mo2na usuwac przywartych zanie-

czyszczeh.Zaleca siq ostro2ne stosowanie mechanicznych szczotek obrotowych, gdfz moze nastqpic od-

ksztalcenie powiezchni, a to moZe spowodowac powstanie mikropqknigi, ktore obnizqodpornoS6 korozyj-

nq. Po szczotkowaniu mo2e byc niezbqdne stosowanie trawienia'

Obr6bka strumieniowo-Scierna: Tq technika usuwane sq przywarte odpryski, ale r6wnie2 mozna

wprowadzic naprq2enia Sciskajqce do powierzchni. Zalecane Srodki do obr6bki strumieniowo-Sciernej togranulaty szkla i stali nierdzewnej. Te powinny byc wolne od zanieczyszczeh 2elaza lub stali niestopowej.

Szlifowaniel. Zaleca siq stosowanie specjalnych tarcz, ta6m lub kamieni szlifierskich pozbawionych

Lelaza.Zaleca siq unikania nadmiernego szlifowania, aby nie doprowadzid do uszkodzenia powierzchni

i zmniejszenia grubo6cispawanego materialu. Ta technika jest stosowana do usuwania duzych zanieczysz'czei powierzchniowych oraz do wykonania lagodnego przej5cia spoiny w material podstawowy.


Trawienie: Dziqki reakcji chemicznej podczas trawienia usuwane sq powierzchniowe utlenienia lubpowloki z powierzchni stali. Stosuje siq kwaSny Srodek trawiqcy, kt6rego sklad chemiczny zaleilny jest odgatunku stali, temperatury trawienia i czasu. Wszystkie produkty trawienia nalezy ostro2nie usunac.

Polerowanie elektrolityczne: Ta technika w zasadzie stosowana jest dla stali nierdzewnych niestabli-zowanych, aby uzyskac gladkq powierzchniq o optymalnej odpornosci korozyjnej.

Najbardziej efektywnym procesem czyszczenia zapewniajqcym optymalnqodporno6c korozyjnqjest trawienieipolerowanie eleKrolityczne z nastgpnqnaturalnqlub wymuszonqobr6bk4pasywacyjnq.

1 0

stronica 10EN 1011-3 :2000

Zal qcznik A ( i nf o rm acyj ny)

Spawanie austenitycznych stali nierdzewnych

A.1 Postanowienia096lne

A1.1 Sklad chemiczny

Sklady chemiczne typowych austenitycznych stali nierdzewnych podano w EN 10088-1. Stale te w zasadziezawierajq minimum 16,5 % chromu z dostatecznq zawartoSciq niklu i/lub manganu, wqgla i azotu w celuutworzenia austenitycznej mikrostruktury. Mogq one zawierac r6wnie2 inne, dodatkowe pierwiastki, takie jakmolibden, azot, tytan, niob, miedz, krzem lub siarkq, aby poprawid szczeg6lne wla6ciwo6ci, takie jak odpornoSckorozyjna, odpornoSc na utlenienie lub obrabialnoSc itp.

A1.2 Mikrostruktura

Mikrostruktura austenitycznych stali nierdzewnych wynika z proporcji miqdzy ilosciq pierwiastk6w austenito-tw6rczych i ferrytotw6rczych. Najwa2niejszymi pierwiastkami ferrytotw6rczymi sq: chrom, molibden i krzem,podczas gdy najwazniejszymi pierwiastkami austenitotw6rczymi sq: nikiel, mangan, wggiel i azot. Strukturq,ktora utworzy siq w spoinie, mozna przewidziec na podstawie o proporcji miqdzy pierwiastkami austenitotwor-czymi ifenyrtotw6rczymi z wykorzystaniem np. wykresu Schaefflera, Delonga, W.R.C. lub Espy.

Austenityczne stale nierdzewne majq osnowq austenityczn4 ktora w niektorych gatunkach mo2e zawieracnieznaczne ilo6ci ferrytu delta, przy czym ilo6c ferrytu wzrasta, jezeli spawanie odbywa siq bez dodatkustopiwa. lnne gatunki sqcalkowicie austenityczne i nie zawierajqferrytu nawet po spawaniu.

Austenityczne stale nierdzewne zwykle dostarczane sqw stanie przesyconym; przesycanie polega na nagrza-niu do okolo 1050 "C lub wy2ej i nastqpnie szybkim chlodzeniu do temperatury pokojowej. Przesycanie powo-duje zmiqkczenie stali, a tak2e ograniczenie zawarto6ci ferrytu delta tak, 2e nawet stale, w kt6rych pod wply-wem spawania tworzy siq ferryt delta, ostatecznie nie bqdqzawieraly ferrytu w stanie przesyconym.

A.1 .3 Rodzaje a u ste n itycznych sta I i nierdzewnych

A 1.3.1 Typowe austenityczne stale nierdzewne

Wiqkszo6c typowych austenitycznych stali nierdzewnych to nie stale calkowicie austenityczne, poniewaz mogqzawiera6 niewielkie iloSci ferrytu delta, je2eli spawanie odbywa sig bez dodatku stopiwa. Mimo to typowe stalenierdzewne tej grupy zaliczane sq do stali austenitycznych, nawet je2eli majq nieznacznq zawartoSc ferrytu,np. gatunki 1.4301 , 1 .4401, 1.4436 wg EN 10088-1 .

Zawarto66 wqgla w typowych austenitycznych stalach nierdzewnych wynosi zwykle mniej ni2 0,06 %.

Aby ograniczy6 powstawanie wqglik6w chromu podczas spawania, wytwafta siq wiele typowych gatunkow staliz malqzawarto6ciq wqgla (< 0,03 %); gatunki te majq podwyzszonq odporno5c korozyjnq w niekt6rych 6rodo-wiskach, np. gatunki 1 .4307, 1.4404, 1.4432 wg EN 10088-1.

Podobne podwyzszenie odporno6ci korozyjnej typowych gatunk6w stali mo2na uzyskac przez dodatek tytanulub dodatek niobu/tantalu; pierwiastki te wiqzq wqgiel i ograniczajq tworzenie sig wqglikdw chromu podczasspawania. Te gatunki okre6lane sq jako stabilizowane austenityczne stale nierdzewne, np. gatunki 1.4541,1.4550 wg EN 10088-1.

A.1 .3.2 C alkow i c i e a u ste n ity c z ne sfale n i e rd ze w n e

Sklady chemiczne tych stali sq tak dobrane, 2e uzyskuje sig szczeg6lne wlasnoSci, takie jak: mala przenikal-noSc magnetyczna (niemagnetyczne), podwyzszonq odporno$c korozyjnq lub odporno5c na pelzanie/utlenie-nie w wysokich temperaturach. Zapewnia to calkowicie austenityczna trwala struktura, np. gatunek 1.4335 wgEN 10088-1 . Dziqki wysokiej ciqgliwo6ci w niskich temperaturach, calkowicie austenityczne stale mogq tak2ebyd wykorzystane w zastosowaniach kriogenicznych.

1 1


Ryzyko powstawania pqknig6 krystalizacyjnych podczas spawania, w tych stalach wzrasta.

Stale superaustenityczne i stale o bardzo wysokiej odpornoSci korozyjnej nalezq do grupy stali calkowicieaustenitycznych. Stale te majEzwiqkszonqzawarto6i chromu i innych pierwiastkow, takich jak molibden i azotdla podwy2szenia odpornoSci na korozjq w2erowq i szczelinowqoraz mied2 dla podwyzszenia odpornoScikorozyjnej w kwasach. Zwiqkszenie zawartoSci niklu zapewnia stabilne, calkowicie austenityczne struktury. Testale maj4wyjqtkowo wysokqodporno66 korozyjnqiwymagajqszczeg6lnejostroznoSci podczas spawania, abyzachowa6 wysokq odpornoS6 korozyjnq materialu podstawowego, np. gatunki 1 .4539, 1 .4547 wg EN 1 0088-1 ,.

A.1.3.3 lnne odmiany o ulepszonych wlasnoficiach

lstnieiq inne austenityczne stale nierdzewne, kt6rych sklad chemiczny zostal dobrany w taki spos6b, abypoprawi6 szczeg6lne wlasnoSci. Zale2nie od skladu chemicznego kazdy z tych gatunk6w stali zalicza siq dojednej zwy2ej wymienionych grup (A.1.3.1 iA.1.3.2) izaleca siq ich spawanie zzachowaniem podobnychSrodk6w ostro2no6ci.

a) Stale austenityrczne z dodatkiem azotu o wysokiej granicy plastyczno5ci. Te stale zawierajq malqilo56 azotu (do 0,45 %) wplywajacq na podwyzszenie granicy plastycznoSci (0,2 o/o). Azot mo2e by6dodany zar6wno do typowych, jak iniskowqglowych gatunk6w stalinierdzewnych. Azot jest pierwiastkiemstabilizujqcym austenit i wptywa na ograniczenie wydzielania siq ferrytu delta podczas spawania.

b) Stale 2aroodporne austenityczne. Stale do stosowania w wysokich temperaturach mogq miec zwiqk-szona zawarto66 chromu i/lub krzemu, zapewniajqcq podwyzszenie odpomo6ci na uilenienie. R6wniezdodatkimolibdenu, azotu, aluminium, wqgla, metaliziem rzadkich, tytanu i/lub niobu polepszajqwlasno6cistali w wysokich temperaturach.

c) Stale austenityczne o ulepszonej obrabialno$ci. Gatunki o ulepszonej obrabialnosci majq podwyz-szonA zawarto$i siarki (do 0,35 %) i/lub dodatki innych pierwiastk6w jak wapri lub selen, wskutek czegojednak zwykle pogarsza siq spawalno6c iodpomo66 korozyjna.

4.2 Problemy spawania

4.2.1 Szczegoly dotyczqce spawania

Wszystkie typowe metody spawania wymienione w EN 1 01 1 -1 , sq przydatne do spawania austenitycznych stalinierdzewnych.

Zaleca siq, aby iloSc doprowadzonego ciepla byta mala, dla zmniejszeniaryzykaodksztalcen, pqkania gorAce-go, rozrostu ziaren i wydzielei miqdzymetalicznych polqczeri.

Zaleca siq unikanie podgrzewania wstgpnego przed spawaniem austenitycznych stali nierdzewnych, poniewa2wprowadzenie dodatkowego ciepla moze zwiqkszy6 ryzyko odksztalceri, pqkania gor4cego, rozrostu ziareni wydzielei migdzymetalicznych polqczei.

Przygotowanie brzegow do spawania jest podobne do stosowanego dla stali niestopowych, chocia2 mog4bycstosowane r62ne kqty i odstqpy progowe, np. dla stali z dodatkiem azotu moze by6 wymagane stosowanieszerszego ukosowania.

Jezeli spawa siq cienkie blachy i plyty, spoina moze powstad ze stopienia lqczonych brzeg6w, bez dodatkuspoiwa.

4,.2.2 Materialy dodatkowe do spawania

Zaleca siq, aby wszystkie materialy dodatkowe byly dobierane zgodnie z zaleceniami producentow/dostawc6w.

Jezelito wymagane, zaleca siq dobieranie material6w dodatkowych/prqt6w zgodnie z EN 1600, EN 12072 lubEN 12073.

1 2


Materraly dodatkowe dla typowych austenitycznych stali nierdzewnych dobierane sqzwykle w ten sposob, abyw strefie wtopienia w stanie po spawaniu liczba ferrytyczna mieScita siq miqdzy 3 FN i 15 FN, dla zmniejszenia

ryzyka powstania pqkniqc gorqcych.

Wykresy Schaefflera, De Longa, W.R.C. lub Espy mogEbyc stosowane do okre6lenia, czy uzyty materiat do-datkowy zapewni poprawnq zawarto66 ferrytu, z uwzglqdnieniem zjawiska wymieszania.

Calkowicie austenityczne stale nierdzewne sq niemagnetyczne. Obecno56 ferrytu delta w austenicie daje niskistopien magnesowania, ta wlasno6c wykorzystywana jest do pomiaru zawarto6ci ferrytu w spoinie, po spa-waniu.

Sklad chemiczny material6w dodatkowych do spawania lest zwykle nieznacznie bogatszy w stosunku do skladuchemicznego materialu podstawowego, a to w celu optymalizacji odpornoSci korozyjnejprzezskompensowaniestrat pierwiastk6w stopowych, wplyw6w segregacji, wtrqcefi iniezgodno6cipowierzchniowych w spoinie.

Calkowicie austenityczne stale nierdzewne wymagaj4stosowania podobnych lub trochq bardziej wysoko stopo-wych material6w dodatkowych i sq sklonne do pqkania gorEcego. Zaleca siq, aby Srodki ostroznoSci opisanew A.3.1 byly zachowane. Materialy dodatkowe mogq posiadac zwiqkszonq zawarto6i manganu, aby zmniej-szye, ryzyko pqkania goracego.

Materialy dodatkowe na bazie niklu zwykle stosowane sqdo stali superaustenitycznych.

Gazy oslonowe do spawania metod4TlG to zwykle argon, argon-wodor, argon-hel lub kombinacje tych gaz6w,zgodnie z EN 439.

Dodatek wodoru lub helu do argonu (zgodnie z EN 439) czqsto umo2liwia dobieranie wigkszych prqdko6cispawania, a redukujqce wlasno$ci gaz6w zawierajqcych wod6r pozwalajq na uzyskiwanie czystszych spoin.

Zaleca siq, aby gazy oslonowe do spawania MIG/MAG austenitycznych stali nierdzewnych byly dobieranezgodnie z EN 439, poniewaz obecnie jest dostqpny szeroki ich wyb6r.

A.3 Nastgpstwaspawania

4.3.1 Pgkanie

Dziqki wysokiej odksztalcalno6ci i ciqgliwo6ci austenityczne stale nierdzewne rzadko wykazujq sklonno66 dopgkania zimnego po spawaniu.

Jednak2e niekt6re spawane elementy z austenitycznych stali nierdzewnych mogE wykazywa6 sklonnoSc dopqkniqi gorqcych, do kt6rych zaliczane sq pqknigcia podczas krzepniqcia (pqkniqcia solidusowe) i pqknigciaw strefie wptywu ciepla lub w materiale podstawowym (pqkniqcia likwidusowe).

To pqkanie spowodowane jest zanieczyszczeniami takimijak siarka i fosfor tworzqcymi fazy niskotopliwe, i ichsegregacjq w obszarach miqdzydendrytycznych i na granicach ziarn. Naprgzenia skurczowe powstajqce pod-czas stygniqcia spoiny mogq rozciqgac te jeszcze plynne warstwy i powodowac powstanie pqknigcia.

Spos6b krzepniqcia ma ogromny wplyw na odpornoSi na pqkanie gorqce. Austenityczne stale nierdzew-ne mogq krzepnqc jako ferryt, austenit lub jako mieszanina tych faz, w zale2noSci od ich skladu. Kzep-niqcie ferrytyczne zapewnia wyra2nie mniejszq sklonnoS6 do pqkania gorEcego. Dlatego tez sklad chemicznytypowych austenitycznych stali nierdzewnych jest dobrany w taki spos6b, aby zapewnic krzepniqcie fenytycz-ne, przejawiajqce siq liczbqferrytyczna> 3 FN, a przezlo zmniejsza sig ryzyko pqkniqc solidusowych (patrzEN ISO 8249 dla okre6lenia zawartoSciferrytu).

Powstawanie pqkniqc gorqcych zale2y r6wniez do warunkow spawania. Du2a prqdkosi spawania powodujepowstawanie jeziorka spawalniczego o ksztalcie zbli2onym do lzy z segregacj4 zanieczyszczeh w osi spoinyi zwiqkszone ryzyko pqkania. Wywazony stosunek miqdzy natq2eniem prqdu i prqdkoSciq spawania jest nie-zbgdny dla uzyskania optymalnych warunk6w spawania.

1 3


Pozostale zalecenia dotycz4ce unikania pqkniq6 gorqcych sq nastqpujqce:

a) dla typowych austenitycznych stali nierdzewnych dobierac materialy dodatkowe tak, aby w spoinieuzyskad liczbq ferrytycznq miqdzy 3 FN i 15 FN,

b) dla calkowicie austenitycznych stali nierdzewnych dobierac materialy dodatkowe o niskiej zawarto6cizanie czy szczei i podwyzszonej zawa rtoSci m a n g a n u,

c) zapewni6 optymalnq czystoSc,

d) ograniczyc utwierdzenie zlqcza,

e) wprowadzac malq iloSc ciepla i unika6 duzego jeziorka spawalniczego,

f) obni2yd temperaturq miqdzySciegowq (150 "C maksimum),

g) zmniejszyi prqdko6c spawania,

h) zaleca siq, aby stosunek miqdzy szerokoSciq i glqboko6ciqjeziorka spawalniczego mie6cil siq w przybli-2eniu miqdzy 1 i1,5.

Calkowicie austenityczne stale nierdzewne wskutek ich sposobu krzepniqcia wykazujq wiqkszq sklonno6c dotworzenia pqkniq6 krystalizacyjnych. Zatem podczas spawania tych stali nale2y przestrzega6 mozliwie najwiq-cejz wymienionych wy2ejzalecefi, z wyjqtkiem a).

A.3.2 Wasno6ci mechaniczne

Granica plastycznoSci i wytrzymaloSc na rozciqganie spoin austenitycznych stali niedrzewnych jest zwyklepodobna lub wiqksza od tych dla materialu podstawowego. CiqgliwoSc mo2e byc nieco mniejsza, jednak pozo-staje bardzo dobra. Dlatego te2 obr6bka cieplna po spawaniu (PWHT) N4) zwykle nie jest potrzebna.

Odksztalcalno6c iciqgliwo5d spoin moze by6zmniejszona, je2elitworzqsig znaczne iloSci miqdzymetalicznychwydzielen, takich iakfazy sigma i chi. Te wystqpujqzwykle w stalach o wysokiej zawarto6ci chromu, molibdenui kzemu, jezeli stosuje siq doprowadzenie duzej ilo6ciciepla. Zaleca siq unikanie doprowadzenia duzych ilo6ciciepla dla wysokostopowych austenitycznych stati n ierdzewnych.

A.3.3 Odpornoie korozyjna

4.3.3.1 Uwra2liwienie lub pogorszenie wlasnoici spoiny

Dobra odporno6d korozyjna zaleLnajest od r6wnomiernego rozkladu takich pierwiastk6w jak chrom i molibdenw spoinie i w materiale podstawowym. Zaleca siq unikanie uwra2liwienia, kt6re moze byc spowodowane pzezwqgliki i azotki lub wydzielenia faz miqdzymetalicznych, takich jak fazy sigma, prowadzqce do miejscowegozubo2enia zawarto6ci chromu i/lub molibdenu.Ryzyko uwra2liwienia zmniejsza siq, gdy stosuje siq niskowqglowe gatunki stali (< 0,030 %) lub stabilizowane(tytanem, niobem/tantalem) stale i materialy dodatkowe.

Aby wykfuczyc wchlanianie wqgla i azotu zaleca siq unikanie zanieczyszczefi w spoinie i strefie wphTwu ciep-h (HAZ)N5). Nie zaleca siq stosowania gazow oslonowych zawierajqcych wigcej ni22,5o/o CO2,chyba ze jest toszczeg6lnie zalecane przez producentaidostawcg material6w dodatkowych.

Aby zmniejszyc ryzyko wydzielania faz miqdzymetalicznych podczas spawania, zaleca siq, aby doprowadzo-ne cieplo itemperatura miqdzy6ciegowa byly niskie.

Na)Odsylacz krajowy: Skr6t PWHT - Post weld heat treatment.NslOdsylacz krajowy: Skr6t HM - Heat affected zone.

14

stronica 14EN'1011-3:2000

A.3.3.2 Korozja naprq2eniowa

Korozja naprqzeniowa w austenitycznych stalach nierdzewnych mo2e wystqpic, jezeli sE one eksploatowanew kombinacji niekorzystnych warunk6w, do kt6rych zalicza sig niektore agresywne media fiak roztwory halo-genk6w), podwyzszone temperatury i przylozone naprezenia rozciqgajqce. Naprqzenia wlasne od spawanialub szlifowania przy niekorzystnych warunkach otoczenia czqsto wystarczaj4 aby wywolac taki rodzaj agresji.Df atego ograniczamy naprqzenia wlasne, zwlaszcza w tych wyrobach, ktore mogq byc podatne na ten rodzajagresji.

Odporno6d na korozjq naprqzeniowq mo2e byi wyra2nie poprawiona pftez stosowanie gatunkow stali ferry-tycznych lub stali duplex, jak r6wniez stali superaustenitycznych z wysokqzawarto6ciqniklu (typowe ferrytycz-ne gatunki stali nierdzewnych wykazujq jednak zmniejszonq odporno6i na korozjq og6lnq).

A.3.4 Odksztalcenie

Wskutek wysokiej rozszerzalnoSci cieplnej i niskiej przewodnoSci cieplnej w porownaniu ze stalE niestopow4austenityczne stale nierdzewne sq bardziej wraZliwe na odksztalcenie ni2 stale niestopowe lub inne stale nie-rdzewne. Zalecenia dotyczqce zmniejszenia odksztalcei podano w rozdziale 9.

A.4 Obr6bka po spawaniu

A.4.1 Obr6bka cieplna

Obr6bka cieplna po spawaniu (PWHT) dla austenitycznych stali nierdzewnych zwykle nie jest potrzebna. Jednak-2e czasami obr6bka cieplna moze byc niezbqdna dla zmniejszenia naprg2eri po odksztalcaniu na zimno, dlazmniejszenia ilo6ci ferrytu lub ograniczenia segregacji/wydzielefi, aby optymalizowac odporno5c korozyjnq.

Tego rodzaju obr6bka wymaga zwykle przesycania, dlatego wymagane sq ostro2ne przemy6lenia dotyczqceryzyka zwiqzanego z odksztalceniem, uginaniem i utlenieniem. Jezeli nie jest mozliwe przeprowadzenie prze-sycania, wy2arzanie odprg2ajqce w temperaturze okolo 450 'C mo2e byc korzystne dla usunigcia naprgzenwlasnych i ograniczenia odksztalceh.

4.4.2 Czyszczenie

Dla przywr6cenia odpornoSci korozyjnej spawanego elementu niezbqdne jest usuniqcie powierzchniowychzanieczy szczei, kt6 re powstaj q podczas s pawan ia.

Zalecenia dotyczqce czyszczenia po spawaniu podano w rozdziale 10.

't5


Zalqcznik B (informacyjny)

Spawanie ferrytycznych stali nierdzewnych

8.1 Postanowieniao96lne

B.1.1 Sklad chemiczny

Ferrytyczne stale nierdzewne zgodnie z EN 10088-1 zawierajq zwykle miqdzy 10,5 To i 30 % chromu i do0,08 % wqgla. Niekt6re gatunki ponadto zawierajqjeden lub kilka nastqpujqcych pieniviastkow: do 4,5 % molib-denu, 1,6 % niklu, 2,1o/o aluminium oraz dla stabilizacji tytan, niob/tantal lub cyrkon. W okre6lonych gatunkachzawartoS6 wggla i azotu jest szczeg6lnie mala (Ell-ferryt).

8j.2 Mikrostruktura

W zaleznoSci od stosunku pienruiastk6w ferrytotworczych i austenitotw6rczych, mikrostrukturq tych stali stano-wifenyt (calkowicie ferrytyczna) lub ferryt z udzialem martenzytu (czgsciowo ferrytyczna). Dokladne informa-cje podaje wytw6rca lub dostawca stali.

Calkowicie fer44yczna struktura wykazuje sklonnoS6 do rozrostu ziamw temperatuze ponad okolo 950 "C. W re-zultacie spada ciqgliwo6i. Ponowne rozdrobnienie wielko6ci ziarn przezobr6bkq cieplnqnie jest mozliwe.

Rozrost ziam w stabilizowanych ferrytycznych stalach nierdzewnych jest mniej wyra2ny i najmniejszy w stalachnierdzewnych czq6ciowo ferrytycznych. WielkoSd rozrostu ziarn zale2na jest od naiwy2szej temperatury, cza-su pzebywania w tejtemperaturze i ilo6ciwarstw spoiny. Dlatego spawane elementy ze stali calkowicie ferry-tycznych majqzastosowanie ograniczone tylko dla cienkich gruboSci Scianek (najwyzejokolo 2,5 mm).

Spoiny w grubych elementach ze stali nierdzewnych czqsciowo ferrytycznych w stosunku do calkowicie ferry-tycznych wykazujq lepszq ciqgliwoSd. Wqgliki chromu wydzielajq siq w materiale podstawowym i r6wnoimien-nym stopiwie, nawet podczas szybkiego chlodzenia z temperatury spawania. Te wydzielenia zmniejszaj4ciqgli-woSc i odporno6c na migdzykrystalicznq korozjq wskutek miejscowego zubozenia w chrom.

Tego zubozenia mozna uniknq6, jezeli material podstawowy i r6wnoimienne stopiwo majqbardzomalqzawar-toSc wqgla lub, lepiej, jezeli sqstabilizowane tytanem, niobem/tantalem lub cyrkonem.

Migdzymetaliczne wydzielenia, np. faza sigma, ktore powstajq w stalach o zawarto6ci (chrom + molibden)wiqkszej ni2 22 7o w zakresie temperatur od 550 'C do 850 'C, prowadzq do krucho6ci w temperaturzepokojowej i zwiqzanego z tym pogorszenia odpornoSci korozyjnej. Przy podgzaniu do temperatur od g00 "C do1000 "C inastqpnym szybkim chlodzeniu do temperatury pokojowejfaza sigma moze przej6c do roztworu.

KruchoS6 475 "C, ktora prowadzi do utraty ciqgliwo6ci, moze powstac w stalach o zawartoSci chromu wiqkszejniz 15 % w zakresie temperatur od 400 'C do 450 'C. Ta kruchoSc moze by6 usuniqta przez nagrzanie dookolo 540 'C i nastqpne szybkie chlodzenie do temperatury pokojowej.

8.2 Problemy spawania

8.2.1 Szczeg6ly dotyczqce spawania

Ferrytyczne stale nierdzewne mogq byc spawane lukowo elektrodq otulonq (spawanie MMA) (111), lukowoelektrodqmetalow4w oslonie gazu obojqtnego (spawanie MIG)(131), lukowo elektrod4metalowqw osloniegazu aktywnego (spawanie MAG) (135), lukowo elektrodqwolframowqw oslonie gazu obojqtnego (spawanieTIG) (141) i plazmowo (15).

fnne metody spawania, np. spawanie wiqzkq elektron6w (51), spawanie laserowe (52), zgrzewanie prqdamiwysokiej czqstotliwo6ci (291), mogq. byc stosowane po uzgodnieniu.

1 6


Ferrytyczne stale nierdzewne sA podatne na nadmierny rozrost ziarn, w zwiqzku z czym zaleca siq, aby do-prowadzenie ciepla bylo male, np. przez male jeziorko spawalnicze, du2e prqdkoSci spawania.

Podgzewanie wstqpne do temperatury od 200 'C do 300'C mo2e byc stosowane do czqSciowo ferrytycznychgatunk6w o gruboSci ponad 3 mm. Zaleca siq, aby temperatura migdzySciegowa mie6cila siq w tym samymzakresie.

Zaleca siq utrzymanie mozliwie niewielkiego wchlaniania wqgla i azotu podczas spawania, np. pftezczyszcze-nie obszaru spoiny i utzymywanie kr6tkiego luku.

8.2.2 Materialy dodatkowe do spawania

Preferowane sq austenityczne materialy dodatkowe poniewa2 austenityczna spoina ma lepszq ciqgliwo5c nizstopiwo rownowa2ne z materialem podstawowym. Zaleca siq, aby ze wzglqdu na odporno56 korozyjnq zawaltoSc chromu w stopiwie byla mniejsza ni2 w materiale podstawowym. Je2eli istnieje zagro2enie, ze podczasp6zniejszej eksploatacji nastqpi wchlanianie siarki, zaleca sig wykonanie warstwy spoiny, kt6ra ma kontaktz otoczeniem, materialem dodatkowym nierdzewnym ferrytycznym lub ferrytyczno-austenitycznym.

Ferrytyczne nierdzewne materialy dodatkowe sqtak2e stosowane, je2eli wymagane jest jednakowe wydluzeniecieplne, jednakowa barwa powierzchni spoiny lub wymagane sqspoiny pozbawione niklu.

Spawanie metodqTlG mo2e byi r6wniez stosowane z udzialem i bez udzialu materialu dodatkowego.

Jezelijest to wymagane, zaleca siq, aby przed spawaniem elektrody otulone byly suszone zgodnie zzalecenia-m i wytw6rcow/d ostawc6w.

Zaleca siq, aby jako gazy oslonowe stosowac mieszankina bazie argonu, np. M 13 zgodnie EN 439, kt6re niezawierajqCO2, wodoru i/lub azotu.

8.3 Nastqpstwaspawania

8.3.1 Pgkanie

Pqkniqcia gorAce w ferrytycznych stalach nierdzewnych nie stanowi4 problemu.

Elementy spawane tych stali mogq byi wrazliwe na nastqpujqce zjawiska:

a) pqkniqcia zimne wskutek malej ciqgliwo6ci. Elementy o gruboSci powyzej 3 mm (czqsciowo ferrytyczne)w obszarze spoiny mo2na podgrzac wstqpnie w zakresie od 200 "C do 300 "C i zaleca sig unikanieznacznego utwierdzenia

b) kruchoSc wodorowq (pqknigcia wywolane wodorem). W celu jej unikniqcia zaleca siq utrzymywaniezawartoSci wodoru na poziomie tak niskim, jak to tylko mo2liwe.

8.3.2 Wasno6ci mechaniczne

Zaleca siq, aby granica plastyczno6ci i wytrzymaloSi na rozciqganie stopiw austenitycznych i ferrytycznychmateriat6w dodatkowych spelniala wymagania materialu podstawowego. CzqSciowo ferrytyczne stale nierdzewnez uwagi na malq ciqgliwoSc powinny byc podgzewane wstqpnie w zakresie od 200 "C do 300 'C pzedksztaltowaniem na zimno.

B.3.3 Odporno6€ korozyjna

Ferrytyczne stale nierdzewne sq wra2liwe na korozjg miqdzykrystaliczn4 chyba 2e uniknie siq zubozeniazawartoSci chromu pzez ekstremalnie malq zawarto5c wqgla i azotu, przez stabilizacjq (tytanem, niobem/tantalem lub cyrkonem) lub przez wy2arzanie w zakresie temperatur miqdzy 750 "C i 800 'C. Na ferrytycznychstalach nierdzewnych o zawarto6ci chromu w dolnym zakresie i pozbawionych niklu tworzqca siq pasywnapowloka jest slaba pzy kontakcie z wieloma mediami chemicznymi. Dla mniej agresywnych Srodowisk ichodporno6c korozyjna mo2e byi wystarczajqca.

1 7


B 3.4 Odksztalcenie

Ferrytyczne stale nierdzewne majq wy2sze wspolczynniki przewodnictwa cieplnego i nizszq rozszerzalnoS6cieplnq niz austenityczne stale nierdzewne, dlatego problemy z odksztalceniem nie wystgpujqtak wyraznie.

8.4 Obr6bka po spawaniu

8.4.1 Obrobka cieplna

Wy2arzanie po spawaniu w zakresie od 700 "C do 800 "C zwykle poprawia ciqgliwoSc strefy wplywu ciep-la (HM), jak r6wniez spoiny oraz redukuje naprqzenia wlasne. Ponadto dziqki takiej obr6bce przywr6conazostaje odporno6i na miqdzykrystalicznq korozjq niestabilizowanych stali ferrytycznych.

B 4.2 Ohr6bka kohcowa

Dla pr4twr6cenia odpomo6ci korozyjnejspawanych element6w konieczne jest usuniqcie z powierzchniwszystkichzanieczyszczefi wywola nych procesem spawan i a.

Zalecenia dotyczqce koficowego czyszczenia po spawaniu podano w rozdziale 10.

1 8


Zalqcznik C (informacyjny)

Spawanie austenityczno-ferrytycznych stali nierdzewnych

C.1 Postanowienia ogolne

Austenityczno-ferrytyczne stale nierdzewne, zwykle nazywane stalami duplex, stosowane sqze wzglqdu na ichwytrzymaloSi i odporno5c korozyjnq. Powszechnie stosowane sEw zakresie temperatur od -50 "C do +250 'C.

C.i.1 Sktad chemiczny

Stale duplex zgodnie z EN 10088-1 arykle zawierajq2l % do 28 7o chromu, 3,5 % do B % niklu, 0,1 o/o do 4,5 o/o

molibdenu i 0,05 % do 0,35 o/o dzotu. Niekt6re z nich zawierajq r6wniez miedz i wolfram.

C.1.2 Mikrostruktura

Nierdzewne stale duplex skladajq siq z osnowy ferrytycznej zawierajqcej okolo 45 % do 60 % austenitu. Tastruktura powstaje po przesycaniu w okolo 1020 'C do 1100 'C, w zale2no6ci od gatunku, i nastgpnie szybkirnchlodzeniu.

G. 1 . 3 Rodz aj e a u s te n i ty cz n o -ferrytycz n y c h sta I i n i e rdzew ny c h

C.1.3.1 Nlskosfopowe

Niskostopowe stale nierdzewne duplex, np. gatunek 1.4362 wg EN 10088-1, charakteryzuj4sig bardzo malqzawarto6ciq molibdenu. Gl6wny obszar ich stosowania to zastqpowanie typowych austenitycznych stali nie-rdzewnych, je2eli one nara2one sq na korozjq naprgzeniowq.

C.1 -3.2 Sredniostopowe

Najczq6ciej stosowane Sredniostopowe stale nierdzewne duplex, np. gatunek 1 .4462 wg EN 10088-1, to Sred-niostopowe gatunki stali zawierajqce molibden. Sq to stale do og6lnego stosowania i gt6wnie stosowane sqw chemii, petrochemii i budowie wysp wiertniczych.

C.1.3.3 Wysokostopowe

Wysokostopowe stale nierdzewne duplex, np. gatunek 1.4410 wg EN 10088-1, zawierajqwiqcej chromu, molib-denu i azoluni2 Sredniostopowe stale nierdzewne duplex i dlatego stosowane sqw silnie korozyjnych Srodowi-skach.

C.2 Problemy spawania

C.2.1 Szczegoly dotyczqce spawania

Spawalno5c stali nierdzewnych duplex poprawia siq w wyniku optymalizacji r6wnowagi austenitu i ferrytu orazzwiqkszonego dodatku azotu. Ryzyko niekorzystnego rozrostu ziarn lub nadmiernego wzrostu zawarto6ciferry-tu w HM po spawaniu jest male.

Wszystkie powszechnie stosowane metody lukowego spawania wymienione w EN '1011-1 przydatne sqdospawania stali nierdzewnych duplex. Metody spawania, w kt6rych zwykle nie stosuje siq spoiwa, lub charakte-ryzujqce siq szybkim stygniqciem, np. spawanie plazmowe, spawanie laserowe, spawanie wiqzkqelektron6wi zgrzewanie rezystancyjne, mogq by6 stosowane tylko z zachowaniem szczegolnych srodk6w ostro2no6ci.

Spawanie bez dodatku spoiwa nie jest zalecane, chyba ze zlqcze po spawaniu poddawane jest pzesycaniuz szybkim chlodzeniem do temperatury pokojowej. Spawanie bez dodatku spoiwa i bez obrobki cieplnej pospawaniu moze dac zadowalajqce efekty w6wczas, kiedy stosowany jest gaz oslonowy z dodatkiem azotu dlapolepszenia tworzenia siq austenitu.

1 9


Zaleca siq, aby pzygotowanie brzeg6w bylo zgodne z EN 29692, lecz dla spoin typu V i podwojne V czasamizalecane jest stosowanie wiqkszego k4ta ukosowania ni2 dla austenitycznych stali nierdzewnych, aby uzyskacdobre Mopienie. Jezeliwarstwq graniowqwykonuje siq metodqTlG lub MIG/MAG zaleca siq stosowanie wiqk-szego odstqpu progowego niz dla staliaustenitycznych, z tego samego powodu.

Ze wzglqdu na wysokq wytrzymaloSc stali nierdzewnych duplex zaleca siq mniejszy odstqp miqdzy spoinamisczepnymi.

Podgrzewanie wstqpne nie jest konieczne, moze byc jednak stosowane do maksimum 100 'C. dla usunieciawilgoci z powierzchni.

Energia liniowa dla stali nierdzewnych duplex mie6ci sig w okreSlonych granicach. Zbyt mala energia liniowaprowadzi do szybkiego stygniqcia, co w konsekwencji daje du2EzawartoSc ferrytu. Zbyt. du2aenergia liniowamo2e doprowadzic do wydzieleri miqdzymetalicznych faz. Nisko- i Sredniostopowe gatunki spawane sqzwykleenergiq liniowq powyzej 0,5 kJ/mm do 2,5 kJ/mm i w temperaturze miqdzySciegowej nzszej niz 250 'C.Dla wysokostopowych gatunk6w stali energia liniowa le2y zwykle w tym samym zakresie, od 0,2 kJ/mm do'1,5 kJimm, natomiast maksymalna temperatura miqdzySciegowa mie6ci siq w zakresie od 100 "C do 150 "C.Te liczby stanowiq og6lne zalecenia, jednak niezbqdne jest takze uwzglqdnienie wplywu procesu spawaniaigruboSci przedmiotu.

C.2.2 Materialy dodatkowe do spawania

Aby uzyskac wlaSciwq mikrostrukturq w spoinie, powinno by6 stosowane spoiwo ze zwigkszonq zawarto6ci4niklu. Poprzez wla6ciwy sklad mo2na uniknq6 niekorzystnego wplywu zwiqzanego z szybkim stygnigciem pospawaniu oraz du2ym wymieszaniem z materialem podstawowym w warstwie graniowej.

Dfa nisko- i Sredniostopowych gatunk6w przeznaczonych do pracy w agresywnych Srodowiskach korozyjnychmogqbyc stosowane spoiwa duplex o zwigkszonejzawarto6ci chromu, molibdenu i azotu, np. wysokostopowespoiwo duplex do Sredniostopowej stali nierdzewnej duplex.

Wszystkie gazy oslonowe powinny byi dobierane zgodnie z EN 43g.

Zalecanymi gazami oslonowymi do spawania TIG i spawania plazmowego saargon, argon-hel lub argon z do-datkiem do 3 % azotu. Zaleca siq unikanie gaz6w osfonowych z dodatkiem wodoru.

Do spawania MAG mo2na stosowa6 znormalizowane gazy jak argon z dodatkiem do 2,5 % dwuflenku wqgla,mieszankiargon-hel-tlen, mieszankiargon-hel-dwutlenek wqgla lub gazy z dodatkiem azotu do 3 %.

W przypadku spawania lukowego drutami proszkowymizaleca siq kierowanie zaleceniamiwytw6rc6w i uwzglqd-nianie ich informacji dotyczqcych gaz6w oslonowych.

Je2eli wymagane jest stosowanie zalecanych gaz6w formujqcych grafi spoiny, zaleca siq stosowanie argonu,mieszanki argon-azot lub czystego azotu, lub w szczeg6lnych przypadkach, mieszanek azoVwod6r.

W przypadku spawania lukiem krytym, rutylowe topniki zwykle dajqniskq udamo6c. Bardziej zasadowy topnikpoprawia udarno56. W pelni zasadowy topnik jednak2e mo2e powodowad trudno6ci z usuniqciem 2uzla.

C.3 Nastgpstwaspawania

C.3.1 Posta nowienia og6lne

Stale nierdzewne duplex z podwy2szonq zawarto6ciq chromu, molibdenu i wolframu sq bardziej sklonne dotworzenia miqdzymetalicznych faz, kt6re mogqniekozystnie wplywac na wlasnoSci mechaniczne i odpomo6ikorozyjnq.

20


C.3.2 Pqkanie

Stale nierdzewne duplex majqmal4sklonnoSc do pqkniqc gorqcych, dziqki ich ferrytycznemu sposobowi krzep-niqcia.

Wod6r w spoinie duplex moze byc powodem powstawania pqknigc zwlocznych jezeli stopiwo ma du2q liczbqfenytycznq(> 110 FN = okolo 75 % ferrytu) oraz duzqzawarto6d wodoru, a stopiefr utwierdzenia zlqcza jestwysoki.

C.3.3 Mas noici mechaniczne

Wytrzymalo6c spoiny stali nierdzewnej duplex jest zawsze wylsza od minimalnej wytrzymaloSci odpowiedniegomaterialu podstawowego.

Dla wszystkich spoin duplex wartoSci wydluzenia wynoszA czqsto okolo 25 %.

Dla elementow spawanych ze Srednio- iwysokostopowych stali duplex stosowanych w Srodowiskach zawiera-jqcych siarkowodor, zwykle wymaga siq najwyzszych twardo5ci, 28 HRC dla Sredniostopowych i 32 HRC dlawysokostopowych stali nierdzewnych duplex.

W wiqkszoSci przypadk6w zastosowania to ograniczenie maksymalnej twardo6ci moze byc spelnione. Wsku-tek naprq2efi wprowadzonych paez ulozenie nastqpnych warstw spoiny, najwyzsza twardo6c wystqpuje w ob-szatze warstwy graniowej, w grubych zlqczach spawanych jednostronnie.

Udarno6c spoin jest mniejsza ni2 udarno6d materialu podstawowegoizale2y zasadniczo od zawartoSci ferrytu,od metody spawania istosowanych material6w dodatkowych.

C.3.4 Odporno$6 korozyjna

OdpornoSc korozyjna stali nierdzewnych duplex zaleLnajest od ich mikrostruktury i skladu chemicznego. Naj-czq6ciej stosowane sq one ze wzglqdu na ich dobrq odpomo6c na korozjq wzerowE i naprgzeniowq.

Wazne jest, aby stosowa6 taki material podstawowy i spoiwo, kt6re zar6wno w HM jak i w spoinie zapewniaj4ustalonq i akceptowalnq rownowagq migdzy austenitem i ferrytem. W zasadzie 2qdane wlasnoSci osiqga siq,je2eli zawarto$6 ferrytu wynosi od 30 FN do 100 FN.

Azot jest jednym istotnym dodatkiem stopowym dla uzyskania najwy2szejodporno6cikorozyjnej. Straty azotumogqwystqpic podczas spawania TIG i MIG/MAG. Spoiny wykonywane elektrodami otulonymi ilukiem k$ymnie wykazujqsklonnoSci do strat azotu.

C.3.5 Odksztatcenie

Odksztalcenie podczas spawania stali nierdzewnych duplex jest mniejsze niz austenitycznych stali nierdzew-nych. Jednak2e, prostowanie po spawaniu gatunk6w duplex jest o wiele trudniejsze ze wzglqdu na ich wysokqgranicq plastycznoSci.

C.3.6 Porowatoic

Stale nierdzewne duplex o wysokiej zawartoSci azotu (> 0,20 Yo) sq o wiele bardziej sklonne do tworzeniaporowato5ci podczas spawania ni2 typowe austenityczne stale nierdzewne.

SklonnoSc do porowatoSci wzrasta, je2eli spawanie odbywa sig w pozycji sufitowej. Zaleca sig, w celu ograni-czenia tego zjawiska, ukladanie cienkich Scieg6w i unikanie spawania zbyt dlugim lukiem.

Aby zwiqkszyc odpornoS6 na korozjq wzerowA, azot moze byc dodawany do gazu oslonowego .Zaleca siq, abyto zastosowanie bylo ograniczone do odpowiedniego obszaru spoiny (warstwa graniowa i warstwa licowa)w cefu unikniqcia nadmiernego wchlaniania azotu przez spoine oraz porowato6ci. Nadmierny strumiei gazuoslonowego zwiqksza r6wniez ryzyko porowato5ci.


G.4 Obr6bka po spawaniu

C.4.1 Obrohka cieplna

Obr6bka cieplna po spawaniu (PWHT) zwykle nie jest potrzebna dla stali nierdzewnych duplex.

Je2eli po spawaniu wymaga siq przesycania, zaleca siq, aby temperatura byla zwykle od 30 'C do 40 "Cwyzsza od temperatury przesycania zalecanejdla materialu podstawowego, w celu rozpuszczenia miqdzyme-talicznych faz.Zaleca siq nastqpnie szybkie chlodzenie do temperatury pokojowej.

C.4.2 Czyszczenie

Do czyszczenia stali nierdzewnych duplex mogq byc stosowane te same techniki, kt6re opisane zostaly w roz-dziale 10.

22


Zalqcznik D (i nform acyi ny)

Spawanie martenzytycznych i martenzytyczno-austenitycznych stali nierdzewnych

D.1 Postanowieniaogolne

D.1.1 Sklad chemiczny

Martenzytyczne stale nierdzewne, zgodnie z EN 10088-1, zwykle zawierajqmiqdzy 13 o/oi 17 % chromu, do4o/,niklu i do 1,0 % wggla. Ze wzglgdu na ich sklad chemiczny moga by6 podzielone na tzy r62ne rodzaje.

D.1.2 Rodzaie martenzytycznych i martenzytyczno-austenitycznych stali nierdzewnych

D.1.2.1 Stale nierdzewne martenzytyczne

Gatunki stali nierdzewnych martenzytycznych sqw temperaturze pokojowej calkowicie martenzytyczne i dlate-go sq bardzo twarde i kruche. Odpuszczanie wymagane jest dla podwyzszenia odksztalcalnoSci i ciqgliwoSciz konsekwencjq obn i2enia wytrzymalo6ci na rozciqganie.

D.1.2.2 Stale n ie rdzewn e martenzytyczno-a u ste nityczne

Gatunki o zawarto6ci mniej niz 0,1 % wqgla majqosnowq o strukturze martenzytycznej z zawartoSciqod 5 % do25 % austenitu. W rezultacie uzyskuje siq mniejszqv'ry7rzymalo66 itwardo56, izwiqkszonqodksztalcalnoSc.

D. 1 .2.3 Stale n ie rdzewne martenzytyczne utwardzane wydziele niowo

Wytrzymalo6c martenzytycznych gatunk6w stali mozna zwigkszyd o okolo 50 % dziqkiwydzieleniowemu utwar-dzeniu przez dodatek miedzi, tytanu, niobu, aluminium i molibdenu. Przyjgte jest ograniczenie w tych stalachzawartoSciwqgla poni2ej 0,1 o/o.

Stale te skladajqsiq z odpuszczonej osnowy martenzytycznejzwydzieleniami, kt6re zwykle powstajqwskutekpodw6jnej obrobki cieplnej po hartowaniu. Mogq byd uzyskiwane zro2nicowane wytzymaloSci przez zmiangwarunk6w starzenia.

D.2 Problemy spawania

W zasadzie stosowane sqtylko metody spawania lukowego elektrodqwolframowqw oslonie gaz6w obojqtnych(spawanie metodqTlG (141)) ispawanie lukowe elektrodqotulonq(spawanie MMA)(111). Jednakze dla szcze-golnych zastosowafi mo2e byc stosowane spawanie plazmowe (15), spawanie lukowe elektrod4 metalowqw oslonie gazu obojqtnego (spawanie metodqMlG (131)/spawanie lukowe elektrodqmetalowqw oslonie gazuaktywnego (spawanie metodq MAG (135)), spawanie lukiem krytym (12) i inne metody.

Wszystkie gatunki mogqbyc spawane austenitycznymi materialami dodatkowymi lub materialami dodatkowymir6wnoimiennymi. Jezeli stosowane sqaustenityczne materialy dodatkowe, spoina ma mniejszqwytrzymaloScniz material podstawowy.

Zaleca siq stosowanie typowej energii liniowej (np. od 0,5 kJ/mm do 1,5 kJ/mm dla rqcznego spawania luko-wego), natomiast nie zaleca siq wyra2nie mniejszych lub wiqkszych energii liniowych.

a) Stale nierdzewne martenzytyczne

Podgzewanie wstgpne jest wymagane dla gatunk6w stali o zawarto6ci powyzej 0,1 Yo wqgla, typowe zaSpodgzewanie wstqpne w zakresie od 200 'C do 300 'C zaleca siq w zaleznoSci od geometrii zlqcza i po-ziomu naprq2efi. Wyzsze podgrzewanie wstgpne mo2e byc wymagane dla grubszych element6w i bardziejobciq2onych zlqczy.


Du2a zawarto66 wggla powoduje, 2e stale te hartujq siq w powietrzu. Dla zawarto6ci wqgla do 0,2 o/ospawanie powinno siq odbywa6 z wolnym stygniqciem. Powy2ej O,2 % wqgla wymagane jest stosowaniewy2arzania po spawaniu. Jezeli zlqcze po spawaniu poddawane jest hartowaniu i odpuszczaniu, mo2nazrezyg nowa c z wyzauania po spawani u.

b) Stale n ierdzewne martenzytyczno,auste nityczne

Dla element6w o gruboSci < I mm podgrzewanie wstqpne nie jest wymagane, dla grubszych element6wmo2e by6 wymagane podgrzewanie wstqpne w zakresie od 100 'C do 200 "C. Czgsto stosowane s4 row-nowa2ne spoiwa.

c) Stale nierdzewne martenrytyczne utwardzane wydzieleniowo

Gatunki stali nierdzewnych martenzy$cznych utwardzane wydzieleniowo sqzwykle spawane r6wnowa2ny-mi materialami dodatkowymi. Mogqbyd r6wnie2 stosowane austenityczne materialy dodatkowe, jednak nieosiqga sig pelnei wytrzymalo6ci. Jezeli stosowane sq austenityczne materialy dodatkowe, nie jest wymaga-ne podgrzewanie wstqpne poniewa2 najczqSciejzawarto56 wqgla jest mala (mniej niz 0,1 %) i nie osiqgasiq pelnej wytrzymalo6ci podczas przemiany w martenzyt w trakcie chlodzenia.

D.3 Nastqpstwa spawania

D.3.1 Pgkanie

Pqkniqcia gorqce w stalach nierdzewnych martenzytycznych zwykle nie stanowiq problemu, jednakze czy-sto6i jestwazna.

Sklonno66 do pgkania zimnego jest funkcjq zawarto6ci wodoru, naprq2efi, prgdkoSci chlodzenia, skladu che-micznego i dla gatunk6w martenzytyczno-austenitycznych, procentowego udzialu martenzytu. SklonnoS6 dopqkania wzrasta ze wzrostem zawarto6ci wqgla. Niskowqglowe gatunki, np. gatunki martenzytyczno-austeni-tyczne sq mniej wra2liwe na pqkanie zimne, w zwiqzku z czym mogq by6 spawane bez podgrzewania wstqp-nego.

Podgrzewanie wstgpne moze byc wymagane, aby uniknqc pqknigc zimnych i moze sig zdarzyc, ze powinnobyc uzupelnione procesemwy2arzania po spawaniu, zaleznym od zawarto5ciskladnik6w stopowych.

Stosowanie austenitycznych material6w dodatkowych znacznie zmniejsza ryzyko powstawania pqkniqc wodo-rowych, dziqki wyzszej rozpuszczalnoSci wodoru w austenicie.

D.3.2 W}}fff{rasno5ci. mechaniczne

W czasie spawania w spoinie i w HAZ wystqpujE efekty hartowania i odpuszczania, co w wyniku daje zrolnico-wanie wlasno6ci. W HAZ i w martenzytycznej spoinie, w stanie bezpo6rednio po spawaniu, strukturq stanowinie odpuszczony martenzyt z wieloma cienkimi strefami odpuszczonymi przez kolejne Sciegi spoiny. W gatun-kach martenzytyczno-austenitycznych pozostajq resztki austenitu, przez co ich wytrzymaloS6 jest mniejsza nizwytzymalo6d gatunk6w martenzytycznych.

D.3.3 Odporno6e korozyjna

Odporno6c korozyjna zwykle jest ni2sza niz odpornoSc gatunk6w stali austenitycznych. Gatunki stali martenzy-tycznych sqwra2liwe na korozjq szczelinowq i wzerow4 kt6ra dla tych gatunkow mo2e byc poprawiona przezdodatek molibdenu. Najczq6ciej te stale nie sq eksploatowane w Srodowiskach silnie korozyjnych, lecz prze-wa2nie dobierane s4 aby unikn46 Scierania i kawitacji. Odporno6c korozyjna gatunk6w stali martenzylyczno--austenitycznych jest lepsza niz odpomo6c gatunk6w stali martenzytycznych.

D.3.4 Odksztalcenie

Stale nierdzewne martenzytyczne zwykle majq lepszq pzewodno6c cieplnq i mniejszy wsp6lczynnik rozsze-rzafno6ci niz austenityczne, w zwiqzku z tym problemy zwiqzane z odksztalceniem nie sqtak istotne.

24


D.4 Obr6bka po spawaniu

D.4.1 Obrobkacieplna

Gatunki stali nierdzewnych martenzytycznych spawane austenitycznymi materialamidodatkowymi avykle niewymagajq PWHT. Jezeli stosowane sE r6wnoimienne materialy dodatkowe obrobka cieplna po spawaniu jestwymagana dla uzyskania optymalnych wlasnoSci. Je2elijest ona wymagana, zaleca sig, aby byla przeprowa-dzona zgodn ie z zalecen iami wytworcy materialu podstawowego.

Gatunki nierdzewne martenzytyczno-austenityczne nie wymagaj4 najczgsciej PWHT dla uzyskania optymal-nych wlasno6ci mechanicznych. Gatunki stali utwardzane wydzieleniowo sqzwykle spawane w stanie pzesy-cenia. Je2eli stosowane jest r6wnoimienne spoiwo, zwykle przeprowadza siq obr6bkq cieplnqw postaci prze-sycania, po kt6rym nastqpuje starzenie. Zaleca siq, aby te zabiegi byly przeprowadzone zgodnie z zaleceniam'wytw6rcy/dostawcy.

D.4.2 Czyszczenie

Trawienie stali utwardzanych wydzieleniowo lub stali o duzej zawartoSci wggla nie jest zalecane, poniewazuzyskanie dobrej powierzchni przez koicowq obr6bkq jest trudne.

25


Zalqczn ik ZA ( i nformacyj ny)

Rozdziaty niniejszej normy europejskiej dotyczEce zasadniczych wymagafi lub innychpostanowiefi dyrektyw UE

Niniejsza norma europejska zostala opracowana na podstawie mandatu udzielonego CEN przez KomisjqEuropejskq i Europejskie Stowarzyszenie Wolnego Handlu, i wspiera zasadnicze wymagania dyrektywyUE97lz3lEEC Parlamentu Europejskiego i Zgromadzenia 229 mala 1997 na temat ujednolicenia prawa paristwczlo n kows kich dotyczEcego u rzqdzei ci6n ien iowych.

OSTRZEZENIE: W odniesieniu do wyrobu(-ow) objgtego(-ych) zakresem niniejszej normy mogA by1 za-stosowane inne wymagania i inne dyrektywy UE.

NastqpujEce rozdzialy niniejszej normy, podane w tablicy 2A.1, sq zbie2ne z wymaganiami dyrektywy97t23tEEC.

ZgodnoS6 z tymi rozdzialami niniejszej normy jest jednym ze sposob6w osiqgniqcia zgodnoSci z okreslonymizasadniczymi wymaganiami wla6ciwej dyrektywy i zwiqzanych z ni4 przepis6w EFTA.

Tablica ZA.1 - Powi4zanie miqdzy niniejsz4 normE europejsk4 i dyrektyw4 97l23tEEC

Rozdziaty/podrozdziaty niniejszejnorrnv europeiskiei

Zasadnicze wymaganiadwektnrv 97l23lEEC Przypisy hrual if i kacyi ne/uwagi

4 4.1 te) Material oodstawowv6 4 Materiatv dodatkowe do soawania

3 .1 .2 WvtwarzanieI 3 .1 .2 Wvmaoania dofuczace iakoSci snoinI 3.1 .2 Odksztalcenie1 0 3.1 .2 Czvszczenie po spawaniu

Zalqcznik A 3 .1 .2 ;3 . ' 14 ; 4Spawanie stali nierdzewnych

austenifucznvch

Zatqcznik B 3 .1 .2 ;3 .14 ; 4Spawanie stali nierdzewnych

ferMvcznvch

Zalqcznik C 3.1 .2 ;3 .14 ; 4 Spawanie stali nierdzewnychaustenifuczno-ferrvfucznvch

ZalqcznikD 3 .1 .2 ;3 .14 ; 4Spawanie stali nierdzewnych

marte nzytyczno-austen itycznych

26

PN-EN 1011-3:2002

Zalqcznik krajowy NA(informacyjny)

NORMY POWOLANE W TRESCI NORMYEUROPEJSKIEJ I ICH ODPOWIEDNIKI KRAJOWE

UWAGI:1 -Znak(-)oznacza brak odpowiednika krajowego normy powolanej.2 - Oryginal normy powo{anej, nie majqcej odpowiednika krajowego, jest dostqpny w Osrodku Informacji i DokumentacjiBiura PKN.

Normy powolane w EN Odpowiednikikrajowe

EN 2BB-2:1992 - PN-EN 288-2:1994 Wymagania dotyczqce technologii spawania metali ijejuznawanie - Instrukcja technologiczna spawania lukowego

EN 439:1994 - PN-EN 439:1999 Spawalnictwo-Materialy dodatkowe do spawania -Gazyoslonowe do lukowego spawania i cigcia

EN 1600:1997 - PrPN-EN 1600 Materialy dodatkowe do spawania - Elektrody otulone dorecznego spawania lukowego stali 2arowytrzymalych - Oznaczenie

EN 1011-1:1998 - PN-EN 1011-1:2001 Spawanie - Wytyczne dotyczqce spawania metali -Czg56 1: Og6lne wytyczne dotycz4ce spawania lukowego

EN100BB-1 :1995 - PN-EN10088- '1 : lgg8s ta leodpornenakoroz jg -Gatunk i

EN 12072:1999 - PrPN-EN 12072 Materialy dodatkowe do spawania - Druty elektrodowe,druty i prqty do spawania lukowego stali nierdzewnych 2aroodpornych -Klasyfikacja

EN 12073:1999 - PrPN-EN 12073 Materialy dodatkowe do spawania - Druty proszkowe dospawania lukowego w oslonie i bez oslony gazowej stali nierdzewnyohi 2a-roodpornych - Klasyfikacja

EN 258'17:1992 - PN-EN 25817:1997 Zlqcza stalowe spawane lukowo - Wytyczne okr6Ha-nia poziomow jako6ci wedlug niezgodno6ci spawalniczych

EN 29692:1994 - PN-EN 29692:1997 Spawanie lukowe elektrodamiotulonymi, spawanidrl.i-kowe w oslonach gazowych i spawanie gazowe - Przygotowanie brzegowdo spawania stali

EN ISO 8249:2000

CR ISO 15608:2000

27

PN-EN 1011-3

Documents

Transcript of PN-EN 1011-3