Svetsrelaterade skador i stål Jan Wåle, Inspecta Technology 1
T2-tanker, helsvetsat skrov, tidigt 40-tal 2
T2-tanker Schenectady, 1941 Bakgrund/förutsättningar Sprödbrott som startat vid svets Lokalt höga spänningar/design Svetsdefekter Temp. -3 C Spänning 68 MPa Medverkande faktorer Svetsutförande Konstruktiv utformning Seghet svets/haz Seghet grundmaterial 3
ESAB IV byggd 1920 4
Innebär svetsning ökad sannolikheten för skador? Negativa faktorer från svetsning Spänningskorrosion Svetsegenspänningar Egenskaper/ seghet Egenskaper rostfritt Utmattning Skademekanism Sprödbrott X XX X (X) (X) X Övrigt - - - Sensibilisering/ Svetsoxider Geometri XX X X Mikrodefekter X X 5
Svetsegenspänningar/Spänningskorrosion EN 13445-4/13480-4 Avspänningsglödgning vid godstjocklek över 35 mm förutsatt att det inte finns risk för spänningskorrosion. Då skall avspänningsglödgning göras för alla tjocklekar. 6
Svetsegenspänningar/sprödbrott Avspänningsglödgning skall göras oavsett tjocklek om konstruktionen skall arbeta vid låg temperatur där det finns risk för sprödbrott. Dimensionering mot sprödbrott enligt EN 13445-2/13480-2 7
Egenskaper/Utmattning Tubvärmeväxlare 70 bar/290 C Godstjocklek 10 mm Material Ox 520 D Tid i drift 1,5 år 8
Egenskaper/Utmattning Tvärsnitt genom längssvets Notera sträng på insidan Hårdhet i HAZ 420 HV 9
Egenskaper/Utmattning Svetsreparation Utsida Spricka 2 Spricka 1 Axiellt tvärsnitt Insida
Ökar svetsning sannolikheten för skador? Negativa faktorer från svetsning Spänningskorrosion Svetsegenspänningar Egenskaper/ seghet Egenskaper rostfritt Utmattning Skademekanism Sprödbrott X XX X (X) (X) X Geometri XX X X Mikrodefekter X X Övrigt Sensibilisering/ Svetsoxider 11
Egenskaper/Spänningskorrosion Sprickan följer svetsens smältgräns mot kolstålet. Spricktillväxten har skett i en tunn zon av härdstruktur i HAZ 12
Egenskaper/Spänningskorrosion Sprickutseende och spricktillväxt Sprickorna följer i hela sin längd fogformen. Huvudsprickan är rak och endast i undantagsfall förgrenad. Däremot förekommer mikroförgreningar längs hela sprickan. Inga sprickor i den värmepåverkade zonen hos kolmanganstålet. Mikrostrukturen i svetsgodset är normal för det använda tillsatsmaterialet. Ferrithalten uppskattades till ca 50 %. Någon avvikande mikrostruktur hos svetsgodset nära sprickan har inte observerats. Sprickmekanism är spänningskorrosion En sprickkänslig zon har utvecklats i svetsgodset nära kolstålet. 13
Egenskaper/Kolstål/Sprödbrott Hur undviks härdstruktur/martensit Härdbarhet/kolekvivalent Tillförd värme/sträckenergi Svalningshastighet/godstjocklek /arbetstemperatur EN1011-2, Bilaga C 14
15 Svetsegenspänningar/sprödbrott
Svetsegenspänningar/sprödbrott Materialförväxling härdstruktur väteinducerad sprickbildning 150 Hv 370 Hv 200 Hv 16
Egenskaper/Rostfritt/Sensibilisering Sensibiliserat Interkristallin korrosion Ej sensibiliserat 17
Egenskaper/Rostfritt/Svetsoxider Svetsoxider på rotsidan av rundskarv i rör Punktkorrosion i HAZ 18
Ökar svetsning sannolikheten för skador? Negativa faktorer från svetsning Spänningskorrosion Svetsegenspänningar Egenskaper/ seghet Egenskaper rostfritt Utmattning Skademekanism Sprödbrott X XX X (X) (X) X Geometri XX X X Mikrodefekter X X Övrigt Sensibilisering/ Svetsoxider 19
Geometri/Utmattning Utan efterbearbetning Slipat svets Slide 20 RBI Kranar - Matreial & Svetsning
Geometri/Utmattning Slide 21 RBI Kranar - Matreial & Svetsning
22 Geometri/Utmattning
Geometri/Utmattning Godsdtjocklek 60 mm Höjd 400 mm Utmattningsspricka 50 x 70 mm 23
24 Geometri/Utmattning
25 Geometri/Utmattning
26 Geometri/Utmattning
Geometri/Utmattning Utmattningssprickor i flera svetsar Längd 500 mm djup 5 mm (t = 14 mm) Primärbrott i 2:a svepet nerifrån Restbrott genom klyvning i HAZ Hårdhet 250/270/310 i PM/WM/HAZ Kemisk sammansättning enl. OX 800B 27
28 Geometri/Utmattning
Ökar svetsning sannolikheten för skador? Svar: Ja Negativa faktorer från svetsning Spänningskorrosion Svetsegenspänningar Egenskaper/ seghet Egenskaper rostfritt Utmattning Skademekanism Sprödbrott X XX X (X) (X) X Geometri XX X X Mikrodefekter X X Övrigt Sensibilisering/ Svetsoxider 29