..
..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------

NGUYỄN XUÂN LỰC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN
SMAW ĐẾN CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN GIÁP MỐI
ỐNG TỪ THÉP HỢP KIM P91

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN THÚC HÀ

Hà Nội - 2016


MỤC LỤC
MỤC LỤC…………………………………………………………………………..1
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................. 3
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................ 4
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU THÉP HỢP KIM CHỊU NHIỆT P91 ................... 10
1.1 Tổng quan về thép hợp kim chịu nhiệt .......................................................... 10
1.1.1 Khái niệm về thép hợp kim chịu nhiệt. ................................................... 10
1.1.2 Phân loại thép hợp kim chịu nhiệt thông dụng. ...................................... 10

1.2 Thép hợp kim chịu nhiệt P91 ........................................................................ 15
1.2.1 Đặc điểm của thép P91 ........................................................................... 15
1.2.2 Tính chất cơ lý & hóa học của thép P91. ................................................ 17
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HÀN THÉP HỢP KIM P91 ...... 22
2.1 Tổng quan về công nghệ hàn thép hợp kim P91 ........................................... 22
2.1.1 Tính cơng nghệ của thép P91.................................................................. 22
2.1.2 Công nghệ và kỹ thuật hàn thép P91 ...................................................... 22
2.2 Nghiên cứu giải pháp hàn lớp lót thép ống P91 ............................................ 28
2.2.1 Phương pháp hàn TIG và SMAW .......................................................... 29
2.2.2 Phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW) .................................. 30
2.2.3 Phương pháp hàn dây lõi thuốc (FCAW) ............................................... 30
2.2.4 Phương pháp hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong mơi trường khí bảo
vệ (GMAW) ............................................................................................ 30
2.3 Cơng nghệ hàn TIG ....................................................................................... 33
2.3.1 Nguyên lý hàn TIG ................................................................................. 33
2.3.2. Đặc điểm của hàn TIG .......................................................................... 33
2.3.3 Chế độ hàn TIG....................................................................................... 35
2.4 Công nghệ hàn SMAW ................................................................................. 41
2.4.1. Hàn hồ quang tay (SMAW), đặc điểm và ứng dụng ............................. 41
2.4.2 Vị trí hàn ................................................................................................. 43
2.4.3. Chế độ hàn hồ quang tay ....................................................................... 44

1


2.5. Xử lý nhiệt khi hàn thép P91 ........................................................................ 48
2.5.1 Xử lý nhiệt trước khi hàn ........................................................................ 48
2.5.2 Xử lý nhiệt sau hàn ................................................................................. 49
2.5.3 Thiết bị xử lý nhiệt và phụ kiện kèm theo .............................................. 53
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HÀN THÉP HỢP KIM P91 .. 56

3.1 Mục đích thực nghiệm................................................................................... 56
3.2 Thiết bị hàn.................................................................................................... 56
3.2.1 Máy hàn TIG ........................................................................................... 56
3.2.2 Máy hàn hồ quang tay (SMAW) ............................................................ 56
3.3 Mẫu thí nghiệm ............................................................................................. 56
3.4 Vật liệu hàn ................................................................................................... 57
3.4.1 Vật liệu hàn TIG ..................................................................................... 57
3.4.2 Vật liệu hàn SMAW ............................................................................... 59
3.5 Kết quả thực nghiệm ..................................................................................... 60
3.5.1 Quy trình hàn giáp mối ống thép P91 (WPS) ......................................... 60
3.5.2 Trình tự hàn thực nghiệm............................................................................. 73
3.5.3 Kết quả thực nghiệm theo quy trình hàn SMAW ................................... 79
3.5.4 Kết quả thử kéo khi hàn theo WPS số 2 ................................................. 80
3.5.5 Kết quả quan sát tổ chức tế vi kim loại mối hàn .................................... 86
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ ............................................................ 90
4.1 Các kết quả thu được ..................................................................................... 90
4.2 Kết luận và kiến nghị .................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 92

PHỤ LỤC 1 Quy trình hàn thực hiện tại khu cơng nghiệp Quế Võ – Bắc Ninh
…………………………………………………………………………………94
PHỤ LỤC 2 Một số loại thép Austenit thông dụng theo ASTM ...................... 114

2


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
TT

TỪ VIẾT TẮT


Ý NGHĨA

1

KLCB

Kim loại cơ bản

2

KLMH

Kim loại mối hàn

3

HAZ

Vùng ảnh hưởng nhiệt

4

SMAW

Hàn hồ quang que hàn thuốc bọc

5

GMAW


Hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong
mơi trường khí bảo vệ

6

TIG/ GTAW

Hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy
trong mơi trường khí bảo vệ

7

FCAW

Hàn dây hàn lõi thuốc

8

SAW

Hàn dưới lớp thuốc

9

ASME

Hội kỹ sư cơ khí Mỹ

10


AWS

Hội hàn Mỹ

11

PWHT

Xử lý nhiệt sau hàn

12

DCEP

Dịng 1 chiều đấu nghịch

13

DCEN

Dòng 1 chiều đấu thuận

14

Ih

Dòng điện hàn

15


Uh

Điện áp hàn

16

Vh

Vận tốc hàn

17



Đường kính

18

t

Chiều dày vật liệu

19

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

20


EN

Tiêu chuẩn Châu Âu

21

BS

Tiêu chuẩn Anh

3


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Khả năng chịu nhiệt của thép hợp kim qua các năm ............................................... 13
Hình 1. 2 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ bền của một số loại vật liệu................................ 13
Hình 1. 3 So sánh chiều dày và khối lượng của một số loại thép sử dụng ............................. 16
Hình 1. 4 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ bền của một số loại thép ..................................... 16
Hình 1. 5 Ảnh hưởng của chế độ ram đến độ cứng của HAZ, KLCB, KLMH, [12]............ 18
Hình 1. 6 Ứng suất phá hủy theo thời gian của thép P91, [12] ................................................ 19
Hình 1. 7 Mối quan hệ giữa độ dai va đập và hàm lượng ô xi trong mối hàn, [1] ................. 20
Hình 2. 1 Sơ đồ nguyên lý hàn TIG ........................................................................................... 33
Hình 2. 2 Một số hình ảnh về mối hàn bằng phương pháp hàn TIG....................................... 35
Hình 2. 3 Mối quan hệ giữa dịng điện hàn và chiều dày vật hàn ........................................... 36
Hình 2. 4 Ảnh hưởng của dịng điện hàn và cực tính đến hình dáng bể hàn, [23]................ 37
Hình 2. 5 Ảnh hưởng của chủng loại khí bảo vệ đến độ ngấu mối hàn .................................. 38
Hình 2. 6 Một số điện cực dùng trong hàn TIG ........................................................................ 39
Hình 2. 7 Ảnh hưởng điện cực trong quá trình hàn .................................................................. 40
Hình 2. 8 Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang que hàn thuốc bọc................................................... 42

Hình 2. 9 Vị trí hàn ống trong khơng gian ................................................................................. 43
Hình 2. 10 Một số kiểu dao động que hàn cơ bản..................................................................... 46
Hình 2. 11 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung sơ bộ đến tỷ lệ nứt nguội của thép P91 và P22,
[2] .......................................................................................................................................... 49
Hình 2. 12 Sơ đồ chuyển biến pha của thép P91, [12] ............................................................. 50
Hình 2. 13 Mối quan hệ giữa nhiệt độ nung PWHT và hàm lượng % Ni + Mn ................... 51
Hình 2. 14 Ảnh hưởng của PWHT đến độ cứng của thép P91................................................ 52
Hình 2. 15 Chu trình xử lý nhiệt (PWHT) thép P91 ................................................................. 52
Hình 2. 16 Thiết bị xử lý nhiệt 1: Thiết bị gia nhiệt; 2: Bộ điều khiển; 3: Bộ ghi nhiệt độ .. 53
Hình 2. 17 Máy hàn đính ............................................................................................................. 54

4


Hình 2. 18 Tấm sứ gia nhiệt ........................................................................................................ 54
Hình 2. 19 Súng bắn nhiệt Fluke 568 ......................................................................................... 55
Hình 2. 20 Sợi thuỷ tinh bảo ơn .................................................................................................. 55
Hình 3. 1 Thiết bị hàn TIG + SMAW (TIG-400W) ................................................................. 56
Hình 3. 2 Thơng số ống thép P91 ............................................................................................... 57
Hình 3. 3 Liên kết hàn nối ống giáp mối thép ống P91 ............................................................ 57
Hình 3. 4 Que hàn TIG ................................................................................................................ 57
Hình 3. 5 Phụ kiện hàn TIG ........................................................................................................ 59
Hình 3. 6 Que hàn Chromet 9MV-N.......................................................................................... 59
Hình 3. 7 Xử lý nhiệt sau hàn thép ống P91 .............................................................................. 77
Hình 3. 8 Hình dạng mối hàn khi hàn bằng dịng 130 A.......................................................... 77
Hình 3. 9 Hình dạng mối hàn khi hàn bằng dịng 150 A.......................................................... 78
Hình 3. 10 Hình dạng mối hàn khi hàn bằng dịng 70 A.......................................................... 78
Hình 3. 11 Quy định về mẫu thử kéo theo TCVN 197:2002 ................................................... 81
Hình 3. 12 Mẫu thử kéo thép P91 ............................................................................................... 81
Hình 3. 13 Máy thử kéo nén WE-1000B ................................................................................... 82

Hình 3. 14 Kẹp mẫu ..................................................................................................................... 82
Hình 3. 15 Mẫu trước và sau khi kéo ......................................................................................... 83
Hình 3. 16 Ảnh hưởng của dịng điện hàn đến giới hạn bền kéo của thép P91 ..................... 84
Hình 3. 17 Ảnh hưởng của vận tốc hàn đến giới hạn bền kéo của thép P91 .......................... 84
Hình 3. 18 Cấu trúc vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) thép P91 ................................................... 86
Hình 3. 19 Vị trí lấy mẫu thử soi tổ chức tế vi .......................................................................... 86
Hình 3. 20 Tổ chức tế vi của KLCB, × 400 lần ........................................................................ 86
Hình 3. 21 Tổ chức tế vi vùng, KLMH và HAZ sau PWHT, × 400 lần ................................ 88

5


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 Thành phần hóa học của thép P91............................................................................. 17
Bảng 1. 2 Cơ tính của thép P91 tại nhiệt độ phịng ................................................................... 17
Bảng 1. 3 Tính chất lý học của thép P91.................................................................................... 17
Bảng 1. 4 Thành phần hóa học của một số loại thép chịu nhiệt, [5] ....................................... 21
Bảng 2. 1 Vật liệu hàn thép P91.................................................................................................. 24
Bảng 2. 2 Nhiệt độ nung nóng sơ bộ của một số loại thép hợp kim chịu nhiệt...................... 26
Bảng 2. 3 Nhiệt độ PWHT đối với một số loại thép hợp kim chịu nhiệt, [12] ...................... 27
Bảng 2. 4 Mối quan hệ giữa đường kính điện cực và dịng hàn .............................................. 35
Bảng 2. 5 Mối quan hệ giữa chiều dày và lưu lượng khí bảo vệ ............................................. 35
Bảng 2. 7 Nhiệt độ PWHT của thép P91 ................................................................................... 51
Bảng 3. 1 Kí hiệu dây hàn theo một số tiêu chuẩn.................................................................... 58
Bảng 3. 2 Cơ tính của dây hàn ER90S-B9 ................................................................................ 58
Bảng 3. 3 Thành phần hóa học của dây hàn ER90S-B9 .......................................................... 58
Bảng 3. 4 Bảng thông số chế độ hàn khuyến cáo với dây hàn ER90S-B9 ............................. 58
Bảng 3. 5 Kí hiệu que hàn theo một số tiêu chuẩn .................................................................... 59
Bảng 3. 6 Cơ tính của que hàn Chromet 9MV-N ..................................................................... 59
Bảng 3. 7 Thành phần hóa học của que hàn Chromet 9MV-N ............................................... 59

Bảng 3. 8 Bảng thông số chế độ hàn khuyến cáo với Chromet 9MV-N ................................ 60
Bảng 3. 9 Kết quả hàn thực nghiệm thay đổi dòng điện hàn ................................................... 79
Bảng 3. 10 Kích thước mẫu thử .................................................................................................. 81
Bảng 3. 11 Dung sai chiều rộng mẫu thử................................................................................... 81
Bảng 3. 12 Kết quả thử kéo ......................................................................................................... 83

6


1. MỞ ĐẦU
Thép hợp kim chịu nhiệt được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, trong nhiều lĩnh
vực khác nhau và đã có rất nhiều nghiên cứu liên quan đến vấn đề này. Tuy nhiên, ở
Việt nam chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu cụ thể và chi tiết cho các mác thép chịu
nhiệt thông dụng được sử dụng nhiều trong thực tế.
Thử thách lớn đang gặp phải và đặt ra đối với ngành công nghiệp năng lượng
điện thế kỷ 21 đó là đạt được những mục tiêu cho việc tăng hiệu quả theo yêu cầu của
cả nền kinh tế trưởng thành và những quốc gia đang phát triển. Các quy định về môi
trường yêu cầu sản xuất phải giảm lượng khí thải CO2 nhưng vẫn bảo đảm yêu cầu về
chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm. Ngành công nghiệp vật liệu phát triển, đặc biệt
là các loại thép có độ bền rão khi làm việc ở nhiệt độ cao ngày càng đóng một vai trị
rất quan trọng trong sự cải tiến của các nhà máy hiện có và áp dụng cho các dự án mới.
Thép P91 và các loại thép hợp kim chịu nhiệt đã được tìm ra có thể đáp ứng được các
yêu cầu nêu trên và tương lai trong một vài năm tới sẽ có một chỗ đứng mới trong thị
trường vật liệu.
Xuất phát từ thực tế đó, kết hợp với việc ứng dụng ngày càng nhiều của loại thép
này trong các nhà máy nhiệt điện, tác giả quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh
hưởng của chế độ hàn SMAW đến chất lượng mối hàn giáp mối ống từ thép hợp
kim P91”.
2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
Thép P91 (9Cr-1Mo-V-Nb-N) được phát triển từ giữa những năm 1970 bởi

phịng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) dưới sự bảo trợ của chính phủ Hoa Kỳ
(USA). Thép P91 được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như: trong các đường ống
yêu cầu áp suất và nhiệt độ cao hoặc trong các thiết bị trao đổi nhiệt, lò hơi của nhà
máy nhiệt điện.
Hai thập niên gần đây, vật liệu sử dụng được coi là tiêu chuẩn trong ngành cơng
nghiệp năng lượng điện địi hỏi phải có cơ tính cao, khơng bị phá hủy theo thời gian và
có độ bền rão cao. Lý do, hơi nóng đi ra khỏi giàn quá nhiệt của một lò hơi chịu nhiệt
độ khoảng 570 ÷ 600 oC và áp suất cao trong dải 170÷230at, ở đoạn cuối của giàn quá
nhiệt, các đường ống sẽ phải làm việc trong một điều kiện rất khắc nghiệt.

7


Đã có rất nhiều cơng ty, hãng lớn nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hàn loại
thép này như Lincoln, Esab, Miller... Tuy nhiên khi P91 đến với Việt Nam, nó xuất
hiện rất nhiều trong các dự án nhiệt điện lớn như Vũng Áng, Mơng Dương, Thái Bình,
Nghi Sơn, khu cơng nghiệp Quế Võ – Bắc Ninh.
Tìm hiểu về dự án, tác giả có dịp tham gia và kết hợp làm việc với các cán bộ, kỹ
sư, kỹ thuật và công nhân thuộc Tổng công ty lắp máy Lilama 69-1 và được giúp đỡ,
tạo điều kiện nghiên cứu quá trình công nghệ hàn loại thép hợp kim chịu nhiệt này vào
năm 2013 và 2015.
3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI
NGHIÊN CỨU
- Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn SMAW đến
chất lượng mối hàn giáp mối ống từ thép hợp kim P91. Trên cơ sở đó đề ra một quy
trình hàn phù hợp đối với loại vật liệu này.
- Đối tượng nghiên cứu ở đây chính là phơi thép ống SA355 P91, sử dụng trong
các đường ống, giàn quá nhiệt của nồi hơi và thiết bị trao đổi nhiệt trong nhà máy
nhiệt điện.
- Phạm vi của nghiên cứu xoay quanh vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ

hàn SMAW (dòng điện hàn và điện áp hồ quang,….) đến chất lượng mối hàn giáp mối
ống từ thép hợp kim P91.
Đóng góp mới của tác giả: Xác định được sự ảnh hưởng của các thông số cơ bản
của chế độ hàn hồ quang tay (SMAW) đến chất lượng liên kết hàn ống đường kính
ngồi  180; chiều dày t = 25 mm từ thép hợp kim chịu nhiệt P91.
- Phương pháp nghiên cứu
Tổng hợp và phân tích lý thuyết có liên quan đến tình hình nghiên cứu thực
nghiệm để đánh giá kết quả.
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm nhằm tìm ra sự ảnh hưởng của các thơng số
cơ bản của chế độ hàn hồ quang tay (SMAW) đến chất lượng liên kết hàn ống từ thép
hợp kim chịu nhiệt P91
Trong một chừng mực nhất định của kiến thức, kinh nghiệm cũng như khả năng
nghiên cứu, tác giả chắc chắn sẽ khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả mong

8


rằng sẽ nhận được những ý kiến đóng góp từ phía người đọc để tác giả hồn chỉnh hơn
kiến thức của mình.

9


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU THÉP HỢP KIM CHỊU NHIỆT P91
1.1 Tổng quan về thép hợp kim chịu nhiệt
1.1.1 Khái niệm về thép hợp kim chịu nhiệt.
Thép hợp kim chịu nhiệt là thép có khả năng làm việc ổn định ở nhiệt độ cao
trong dải từ 260 ÷ 1200 oC. Theo EN 10095, thì thép hợp kim chịu nhiệt có khả năng
làm việc ở nhiệt độ tối thiểu 550 oC.
Phần lớn, các thép hợp kim chịu nhiệt được ứng dụng trong các Turbin động cơ,

động cơ kiểu pittong, công nghiệp năng lượng, lò nung và trong các thiết bị kiểm tra ô
nhiễm mỗi trường. Ở các điều kiện làm việc khắc nghiệt, vật liệu thép hợp kim phải
thể hiện được độ bền ổn định của cấu trúc vĩ mô khi vận hành ở nhiệt độ cao.
Trải qua nhiều thập niên, việc nghiên cứu để hiểu rõ về các ảnh hưởng của các
ngun tố hợp kim, đặc biệt là cơng nghệ nóng chảy và kiểm sốt các q trình cơ
nhiệt của kim loại sẽ giúp ích cho việc cải thiện được cơ tính cũng như tính chất của
thép hợp kim chịu nhiệt.
Phần lớn các thép hợp kim chịu nhiệt đều chứa một hàm lượng Crom đáng kể,
ngồi ra có thể thêm các thành phần của Nhôm hoặc Silic để tạo ra các oxit Al2O3,
hoặc Cr2O3 hoặc SiO2 mục đích là để chống lại sự ăn mòn và tăng khả năng làm việc
cho vật liệu. Tuy nhiên, lớp oxit đó khơng thể chống lại được các phá hủy do rão, phá
hủy nhiệt hoặc phá hủy cơ, phá hủy giòn... mà trên thực tế, các phá hủy này thường do
một vài nguyên nhân gây ra.
1.1.2 Phân loại thép hợp kim chịu nhiệt thông dụng.
1.1.2.1 Thép Cacbon - Molipden
Là loại thép chứa 0,5% Mo với hàm lượng cacbon lên đến 0,2%. Nhóm thép này
thường được sử dụng giống như với thép cacbon thông thường. Tuy nhiên do có thêm
thành phần của Molipden nên làm tăng độ bền kéo và độ bền rão trong thời gian ngắn
dưới tác dụng của ứng suất và nhiệt độ cao. Trong điều kiện graphit hóa xảy ra, thép
này có thể làm việc ở nhiệt độ lên tới 450 oC.
1.1.2.2 Thép Crom-Molipden
Với thép hợp kim chịu nhiệt, thông thường để tăng độ bền rão của vật liệu, người
ta thêm vào hàm lượng từ 0,5-1% Molipden, ngoài ra hàm lượng Crom trong thép sẽ

10


từ 0,5 ÷ 9% để cải thiện khả năng chống mài mịn, khả năng chịu nhiệt, giảm tính dẻo
và chống lại sự graphit hóa trong thép. Ngồi ra, việc thêm vào một lượng rất nhỏ một
số nguyên tố tạo cacbit như Vanadi, Niobi hay titan sẽ tăng độ bền và làm mịn tổ chức

hạt. Các nguyên tố hợp kim cơ bản ở trên cũng sẽ ảnh hưởng rất nhiều tới sự chuyển
biến pha cũng như tính hàn của vật liệu.
Có ba nhóm thép hợp kim chịu nhiệt cơ bản đó là:
Nhóm 1: Thép hợp kim Crom-Molipden nguyên chất: chúng bao gồm các loại:
Nhóm 1Cr-0,5Mo và 1,25Cr-0,5Mo: Được dùng ở dải nhiệt độ lên tới 510 oC.
Nhóm 2,25Cr-1Mo: Nhóm thơng dụng nhất, có thể làm việc tới 580 oC.
Nhóm 5Cr-0,5Mo: Có thể làm việc tới 620 oC.
Nhóm 7Cr-0.5Mo và 9Cr-1Mo: Có thể làm việc đến 650 oC.
Nhóm 2: Thép hợp kim Crom - Molipden - Vanadi: Nhóm này có độ bền nhão
cao hơn nhóm 1, và thường được ứng dụng trong các thiết kế yêu cầu biến dạng không
được vượt quá 1% trong suốt quá trình vận hành của chi tiết ở nhiệt độ 540 oC. Loại
hay gặp nhất của nhóm này là 1C-1Mo-0,25V.
Nhóm 3: Thép phức hợp Crom-Molipden: Nhóm này bao gồm rất nhiều nguyên
tố như Vanadi, Niobi, Titan và Bo. Chúng thường dùng trong các kết cấu có chiều dày
lớn, và trong mơi trường làm việc có nhiều Hydro. Tùy thuộc từng mác thép mà chúng
có thể làm việc được ở các dải nhiệt độ từ 455 ÷ 600 oC.
Thép Hợp kim chịu nhiệt Crom-Molipden được sử dụng rộng rãi trong các thiết
bị áp lực, hệ thống đường ống trong cơng nghiệp dầu khí hoặc trong cơng nghiệp năng
lượng. Phơi liệu có thể tồn tại rất đa dạng, bao gồm phôi rèn, phôi đúc, dạng ống, dạng
tấm.
1.1.2.3 Thép không gỉ Austenite
Loại thép này bao gồm các thành phần chính là sắt, Crom và Niken. Nhóm thép
này có độ bền lớn nhất khi làm việc ở điều kiện nhiệt độ trên 540oC.
Thép khơng gỉ 304: Thép này có khả năng chống gỉ tốt, chống oxy hóa, có độ
bền rão cao và thường được sử dụng ở dải nhiệt độ lên tới 815oC. Nó hay được dùng
trong các đường ống áp lực, ống trong nồi hơi, hoặc cơng nghiệp lọc hóa dầu.

11



Thép không gỉ 321 và 347: giống với loại 304 ngoại trừ việc có bổ sung thêm
Titan và Niobi vào trong thép. Hai nguyên tố Titan và Niobi sẽ kết hợp với Cacbon và
giảm thiểu ăn mòn tinh giới hạt có thể xảy ra sau khi hàn. Tuy nhiên, việc sử dụng
Niobi hoặc Titan khơng chắc chắn làm giảm hồn tồn sự nhạy cảm và sự xảy ra ăn
mịn tinh giới khi thép được giữ trong thời gian dài ở dải nhiệt độ 425 ÷ 815oC. Mặc
dù thép 321 và 347 lại chủ yếu được sử dụng trong dải nhiệt độ từ 425 - 815oC.
Thép khơng gỉ 316: Có chứa Molipden, thường được sử dụng cho các chi tiết yêu
cầu độ bền làm việc cao ở dải nhiệt độ lên đến 815oC, và nó có thể chống được sự oxy
hóa ở dải nhiệt độ lên tới 900 oC. Tuy nhiên, ở nhiệt độ này, nếu làm việc trong khơng
khí, Molipden có thể tạo ra một oxit dễ bay hơi, và dẫn đến việc oxy hóa thép rất
nhanh.
Thép khơng gỉ 309, 310: gồm từ 23 - 25% Crom, có thể làm việc ở nhiệt độ tới
870oC. Đây là nhóm thép austenite cho độ bền cao nhất ở dải nhiệt độ này. Do có hàm
lượng Crom cao, loại thép này được ứng dụng cho các kết cấu yêu cầu chống gỉ và oxy
hóa cao.
Nhóm thép 330: đây là nhóm thép có khả năng chống gỉ và oxy hóa cao nhất, với
hàm lượng 19% Crom, 25% Niken và 1% Silic. Nó có thể làm việc trong điều kiện
nhiệt độ cao lên đến 1150oC.
Thép không gỉ biến cứng kết tủa:
Là loại thép không gỉ có độ bền cao nhất ở nhiệt độ phịng, khả năng chống ăn
mịn, chống oxi hóa tốt và dễ gia cơng chế tạo (do có chứa các ngun tố Cu, Nb, Ti
và Al, sẽ tham gia hòa tan và dung dịch rắn trong q trình ủ hịa tan hoặc cân bằng
austenite, tạo ra pha phân tán siêu tế vi ở giai đoạn hóa già sau đó). Chúng lấp đầy
khoảng trống khác nhau cơ bản giữa thép martensite hóa già (Crom và 18%Ni) với
thép Martensite tôi và ram (12%Cr). Biến cứng kết tủa hay cịn gọi là biến cứng hóa
già là phương pháp tăng độ cứng và độ bền của kim loại thơng thường bao gồm ba giai
đoạn: hịa tan dung dịch rắn, tơi (làm nguội nhanh) và hóa già (nung lại có kiểm sốt).
Siêu hợp kim (thép duplex)
Siêu hợp kim bao gồm các thép có nền chủ yếu là: Niken, Sắt-niken, hợp kim
coban làm việc ở nhiệt độ trên 540 oC. Tuy nhiên, với thép siêu hợp kim nền coban


12


hoặc niken thì có thể chế tạo bằng đúc hoặc rèn (tùy vào từng ứng dụng cụ thể). Thành
phần hóa học của các siêu hợp kim có thể được rèn hoặc cán thành tấm hoặc thành các
dạng phôi khác. Loại siêu hợp kim có nhiều thành phần hợp kim nhất được chế tạo từ
đúc. Cơ tính của vật liệu có thể kiểm sốt được thơng qua việc điều chỉnh thành phần
hóa học trong q trình chế tạo (bao gồm cả q trình xử lý nhiệt), do đó sản phẩm
cuối cùng có thể có khả năng chịu được nhiệt độ rất cao lên tới trên 1100 oC và độ bền
rất lớn.

Hình 1. 1 Khả năng chịu nhiệt của thép hợp kim qua các năm

Hình 1. 2 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ bền của một số loại vật liệu
1.1.2.4 Thép không gỉ và siêu hợp kim

13


Thép không gỉ làm việc ở nhiệt độ cao bao gồm một số nhóm cơ bản: Thép
khơng gỉ Ferit, thép không gỉ Mactensit, thép không gỉ austeninte và thép không gỉ
biến cứng kết tủa. Cùng với thép siêu hợp kim (cách gọi khác là thép không gỉ
duplex), thép không gỉ vừa thể hiện cơ tính tốt và khả năng chống gỉ ở nhiệt độ cao.
Cụ thể tính chất của từng loại như sau:
Nhóm thép khơng gỉ ferit:
Nhóm thép này được biết đến với khả năng chống gỉ và chống oxy hóa ở nhiệt độ
cao. Một hạn chế của thép này đó là giịn pha sigma do khả năng chịu nhiệt cao của
nó.
Hai ví dụ cho thép khơng gỉ ferit là:

Thép không gỉ 430, chứa 17% Crom, và thường được dùng trong các ứng dụng
yêu cầu chống gỉ và oxy hóa. Thép này có khả năng làm việc ở nhiệt độ lên đến 815
C. Tuy nhiên, thép này có hạn chế là độ bền rão thấp nên khó làm việc được trong

o

những kết cấu yêu cầu độ bền ở nhiệt độ cao. Mặc dù có tính dẻo trong vùng nhiệt độ
400 - 590 oC. Nhưng thép này lại bị giòn khi nguội xuống nhiệt độ môi trường sau khi
trải qua dải nhiệt độ giịn pha sigma. Phá hủy giịn có thể khắc phục bằng cách nung
nóng lại tới nhiệt độ 760 oC.
Thép khơng gỉ 446, với 27% Crom, thép này có độ bền thấp khi làm việc ở nhiệt
độ cao, thường làm việc ở dải nhiệt độ từ 870 - 1095 oC. Thép này thường được ứng
dụng làm các chi tiết trong lò nung, thiết bị làm sạch trong nồi hơi, cặp nhiệt... nơi mà
ứng suất thấp.
1.1.2.5 Nhóm thép khơng gỉ Mactensit
Đây là nhóm thơng dụng nhất cho việc sử dụng làm việc ở nhiệt độ cao. Nó bao
gồm tối đa 3% Molipden, và/hoặc tối đa 3,5% Vonfram, Hai nguyên tố này giúp cho
thép có độ bền cao khi làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao. Một số nguyên tố hợp kim
khác được thêm vào như: Vanadi, Niobi, Ni-tơ. Với mục đích cải thiện cơ tính. Thép
này có chứa 12% Crom, và có thể làm việc ở điều kiện nhiệt độ lên đến 650oC.
Kết luận:
Thép hợp kim chịu nhiệt có dải nhiệt độ làm việc rộng từ 260oC ÷ 1200oC. Chủ
yếu làm việc ở dải nhiệt độ trên 600oC.

14


Có 3 nhóm thép hợp kim chịu nhiệt được sử dụng chủ yếu trong các nhà máy
nhiệt điện đó là:
- Thép Cacbon - Molipden (0,5%Mo và tối đa 0,2%C): làm việc ở nhiệt độ lên

đến 450 oC.
- Thép Crom - Molipden (0,5 - 1%Mo và 0,5 - 9%Cr): Thép này chia làm 3 nhóm
chính là Cr-Mo; Cr-Mo-V và Cr-Mo phức hợp do có bổ sung thêm các nguyên tố như
Va, Nb, Ti, Bo... để tăng độ bền nhão của vật liệu khi làm việc ở nhiệt độ cao. Thép
này có dải nhiệt độ làm việc thông thường trong khoảng 455 - 650 oC
- Thép không gỉ và thép siêu hợp kim (duplex): có dải nhiệt độ làm việc từ 400 1150 oC. Tùy vào thành phần %Cr và %C trong thép mà có thể chia ra thành: Thép
khơng gỉ Ferit, thép không gỉ Martensite, thép không gỉ austenit, Thép không gỉ biến
cứng kết tủa. Thép Siêu hợp kim có nền là Fe-Ni-Cr có thêm các nguyên tố hợp kim
nên có độ bền cực cao ở nhiệt độ lên tới 1150 oC.
1.2 Thép hợp kim chịu nhiệt P91
1.2.1 Đặc điểm của thép P91
Một thách thức lớn trong thế kỷ 21 trong ngành cơng nghiệp năng lượng đó là
tăng hiệu suất làm việc của loại vật liệu được sử dụng với mục đích giảm thiểu sự ảnh
hưởng đến mơi trường. Trong 15 năm tới ngành vật liệu mới sẽ được phát triển, đặc
biệt là thép 9Cr 1Mo (P/T 91). Thép P91 được xếp loại vào nhóm thép CromMolypden và có đặc tính giống với một số thép khơng gỉ Ferit, có độ bền rão tốt khi
làm việc ở nhiệt độ cao (Creep Strength-Enhanced Ferritic steel - CSEF).
Trong ngành công nghiệp năng lượng, lợi ích của việc sử dụng thép P91 đó là:
Giảm được khối lượng của kết cấu, cải thiện hiệu suất nhiệt và độ ổn định, từ đó tiết
kiệm được chi phí sản xuất kết cấu và chi phí vận hành. Tuy nhiên, các lợi ích này chỉ
phát huy được khi mà công nghệ hàn được sử dụng để hàn kết cấu phải phù hợp và
đảm bảo chất lượng yêu cầu.

15


Hình 1. 3 So sánh chiều dày và khối lượng của một số loại thép sử dụng

Hình 1. 4 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ bền của một số loại thép
Trên hình 1.4 cho ta thấy ứng suất phá hủy của một số loại thép bền nhiệt làm
việc với cùng thời gian là 100.000h tại ứng suất 100MPa thì thép P91 có nhiệt độ làm

việc tương đối cao (580oC) chỉ kém nhiệt độ của thép P92 ( 620oC) nhưng lại cao hơn
nhiều so với thép 2,25CrMo và 1CrMo.

16


1.2.2 Tính chất cơ lý & hóa học của thép P91.
Thép P91 có tính chất đặc trưng là: KLMH và vùng HAZ thường có cơ tính cao
sau khi hàn. Tính dẻo dai của KLMH và vùng HAZ khi làm việc ở nhiệt độ cao có thể
được cải thiện một cách đáng kể nếu xử lý nhiệt sau khi hàn (PWHT). Bởi vậy, độ bền
kéo của KLMH thường cao hơn so với kim loại cơ bản và mẫu khi thử kéo thường bị
đứt ở phần KLCB gần vùng HAZ.
Bảng 1. 1 Thành phần hóa học của thép P91
Thành phần hóa học, (%)

Tên
gọi
P91

C

Si

Mn

P

S

Al


Cr

Mo

Ni

V

N

0,08- 0,20- 0,30- ≤0,02 ≤0,01 ≤0,04

8,0-

0,85- ≤ 0,4 0,18- 0,03-

012

9,5

1,05

0,50

0,60

0,25

0,07


Bảng 1. 2 Cơ tính của thép P91 tại nhiệt độ phịng
Tên gọi
P91

Cơ tính
Giới hạn chảy
[MPa]

Giới hạn bền kéo
[MPa]

Độ giãn dài
[%]

415

≤ 585

20

Năng lượng va
đập
[J]
40

Bảng 1. 3 Tính chất lý học của thép P91
Khối
lượng
riêng tại

20oC
[kg/dm3]
7,76

Mô đun đàn hồi tại

Độ dẫn
nhiệt tại
20oC
[W/m K]

20oC

[kN/mm2]
300oC
400oC

500oC

210

185

165

175

33

Nhiệt

dung
riêng tại
20oC
[J/kg K]
622

Điện trở
suất

[mm2/m]
0,24

Khi làm việc ở nhiệt độ thấp, ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến độ cứng của
KLCB, KLMH và vùng HAZ được thể hiện như hình 1.5.

17


Hình 1. 5 Ảnh hưởng của chế độ ram đến độ cứng của HAZ, KLCB, KLMH, [12]
Khi làm việc ở nhiệt độ cao (500 ÷ 600 oC), các tính chất của thép P91 và mối
hàn cần được quan tâm đặc biệt. Tuy độ bền kéo ở nhiệt độ cao không phản ảnh điều
kiện làm việc của kim loại mối hàn cho thép P91 vì nó chỉ phản ảnh trong thời gian
ngắn khi thử nghiệm, nhưng nó cung cấp thơng tin để so sánh giữa độ bền của KLCB
và KLMH trong khi kiểm tra cơ tính. Trong hình số 3.0.3 thể hiện giới hạn chảy của
KLMH so sánh với yêu cầu của KLCB khi làm việc ở dải nhiệt độ cao từ 500 - 650 oC.
Ví dụ: Xét ở 550 oC, nếu yêu cầu độ bền của KLCB là 270 MPa thì giới hạn chảy
0,2% ln thỏa mãn.
Xét về độ bền rão của thép P91 khi làm việc ở nhiệt độ cao, người ta sử dụng
phép thử kiểm tra ứng suất phá hủy (stress rupture test) cho kim loại mối hàn.


18


Hình 1. 6 Ứng suất phá hủy theo thời gian của thép P91, [12]

Các phép thử và nghiên cứu chỉ ra rằng, trong KLMH có chứa hàm lượng
C+Nb+N quá thấp hoặc Mn+Ni quá cao (> 2%) thì sẽ dẫn đến ứng suất phá hủy
thấp. Trong hình 3.5 chỉ ra kết quả thử nghiệm ứng suất phá hủy cho KLMH ở
550 ÷ 660 oC cho một số loại vật liệu. Qua rất nhiệt phép thử và tổng kết của các
nhà nghiên cứu, thì phá hủy rão của liên kết hàn khi hàn thép P91 thì thường xảy
ra ở kim loại cơ bản.
Người ta nhận thấy rằng, phá hủy của kết cấu hàn sẽ được kiểm soát triệt để bởi
ứng xử của HAZ, nhưng hiện chưa có một sự thống nhất nào về phướng án lựa chọn
tối ưu của thành phần kim loại mối hàn và độ bền để trì hỗn sự hỏng hóc từ đó kéo
dài được tuổi thọ của kết cấu. Qua nhiều thí nghiệm, đã chứng tỏ việc bổ sung thêm
các nguyên tố Nb, V, Si và N vào trong kim loại mối hàn sẽ giúp cải thiện độ bền nhão
của thép ở nhiệt độ cao. Thành phần hóa học cân bằng sẽ cản trở việc hình thành pha
Delta Ferit để tạo thành tổ chức hồn tồn Mactenxit góp phần tạo ra được cả độ dẻo

19


và độ bền nhão tối ưu nhất. Tuy nhiên, nhiệt độ nung của tổ chức pha Mactenxit ảnh
hưởng lớn tới độ dai va đập của thép. Vì vậy, việc lựa chọn chế độ nung (nhiệt độ
nung và thời gian nung) sẽ rất quan trọng, và ảnh hưởng trực tiếp đến cơ tính và khả
năng làm việc của kết cấu.
Theo các tiêu chuẩn về vật liệu của AWS có khuyến cáo, PWHT cho thép P91
trong dải từ 745 ÷ 770 oC trong 2 giờ. Theo các tiêu chuẩn của BS EN ISO thì khuyến
cáo nên PWHT trong dải 750 ÷ 770 oC từ 2 ÷ 3 giờ. Một điều rất quan trọng là không
được nung mối hàn tới nhiệt độ quá cao, như vậy sẽ dẫn đến chuyển biến pha Austenit,

hình thành nên tổ chức pha martensit khơng hồn tồn ảnh hưởng đến độ bền, độ dẻo
dai mong muốn.

Hình 1. 7 Mối quan hệ giữa độ dai va đập và hàm lượng ô xi trong mối hàn, [1]
Việc lựa chọn quá trình hàn cũng có ảnh hưởng đáng kể đến độ dai va đập của
kim loại mối hàn vì ảnh hưởng của thuốc hàn và khí bảo vệ. Với phương pháp hàn
TIG, bảo vệ bởi khí argon sẽ cho mối hàn có độ dai va đập lớn nhất vì hàm lượng oxy
có trong kim loại mối hàn (khoảng 100 ÷ 200 ppm) chỉ bằng ¼ so hàm lượng oxy sinh
ra trong thuốc hàn của các phương pháp hàn khác: SMAW, FCAW và SAW (khoảng
400 ÷ 800 ppm). Đối với phương pháp hàn MIG thì khá phức tạp, hình 3.4 thể hiện
ảnh hưởng của hàm lượng oxy trong kim loại mối hàn đến độ dai va đập. Từ đây, có
thể sơ bộ lựa chọn được hàm lượng oxy cho phép trong mối hàn để có được độ dai va
đập yêu cầu.

20


Bảng 1. 4 Thành phần hóa học của một số loại thép chịu nhiệt, [5]

So với các loại thép khác như P22/ P21, P5, P7, P9.. . Ngoài thành phần chính là
Cr-Mo, thép P91 được bổ sung thêm hàm lượng nhỏ của một số các nguyên tố như
Vanadi, Niobi và Ni-tơ với mục đích cải thiện cơ tính và khả năng chịu mài mòn khi
làm việc ở nhiệt độ cao, nhưng tính hàn vẫn giống với các nhóm thép hợp kim Cr-Mo
trước đó.
KẾT LUẬN:
Vấn đề cơng nghệ, kỹ thuật, lựa chọn vật liệu hàn và xử lý nhiệt khi hàn ảnh
hưởng rất lớn tới tính chất của KLMH. Vì vậy, khi hàn thép hợp kim Cr-Mo, thường
cần phải lưu ý tới chế độ PWHT để bảo đảm cơ tính cũng như độ dẻo dai của KLMH,
đặc biệt đối với các chi tiết, sản phẩm hàn làm việc ở nhiệt độ cao.
Với các loại thép không gỉ và thép siêu hợp kim đặc biệt quan tâm tới chu trình

xử lý nhiệt trước, trong và sau khi hàn và lựa chọn vật liệu hàn. Khi hàn cần lưu ý tới
dải nhiệt độ từ 500 ÷ 800 oC, vì trong dải nhiệt độ này thường xảy ra hiện tượng giòn
pha và ăn mòn tinh giới. Nó ảnh hưởng trực tiếp tới cơ tính và khả năng làm việc của
chi tiết hàn.

21


CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HÀN THÉP HỢP KIM P91
2.1 Tổng quan về công nghệ hàn thép hợp kim P91
2.1.1 Tính cơng nghệ của thép P91
Loại thép này gồm 3 nhóm chính:
- Thép Cr-Mo ngun chất;
- Thép Cr- Mo-V;
- Thép phức hợp Cr-Mo với các nguyên tố hợp kim khác như V, Nb, Ti, Bo...
Thép thường có cấu trúc peclit, khi được nung tới nhiệt độ chuyển biến pha của
chúng trong các q trình cơng nghệ như cán, rèn, gia cơng áp lực nhiệt độ cao và hàn
thì tính dẻo và độ dai va đập của thép chịu nhiệt sẽ bị suy giảm do hiện tượng bị tôi
trong không khí. Vì vậy, cần phải tiếp tục nhiệt luyện các thép này sau khi gia cơng để
có thể có được cơ tính cần thiết.
Các phương pháp nhiệt luyện có thể sử dụng đó là: ủ; thường hóa và ram; tơi và
ram; Cả ba phương pháp này đều có thể khơi phục được kích thước hạt và cơ tính cần
thiết. Ram sau khi tơi với mục đích cải thiện cơ tính của vùng tôi của HAZ.
Chế độ nhiệt luyện cho các loại thép này đó là: nung từ nhiệt độ thấp đến nhiệt
độ tới hạn dưới nhiệt độ đường AC1 (khoảng 740 oC), giữ trong thời gian cần thiết và
làm nguội trong khơng khí (điều này bảo đảm ram được tổ chức Mactenxit cũng như
khử được ứng suất dư sau khi hàn). Việc nung nhanh hay chậm phụ thuộc vào từng
loại mác thép cụ thể, và được tra cứu theo các tiêu chuẩn áp dụng.
2.1.2 Công nghệ và kỹ thuật hàn thép P91
Luận văn này đi sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn

SMAW đến chất lượng mối hàn giáp mối ống từ thép hợp kim P91. Đây là loại vật liệu
được sử dụng trong các dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện.
Những công nghệ và kỹ thuật hàn dưới đây bao gồm các trường hợp:
Hàn Thép Cr-Mo cùng nhóm
Hàn thép Cr-Mo khác nhóm
Hàn Thép Cr-Mo với thép không gỉ Cr-Ni (thép không gỉ Austenite)
Hàn thép Cr-Mo với thép Cacbon hoặc thép Cacbon Molipden.

22


Thơng thường, đối với nhóm thép này, khi làm việc trong các kết cấu đường ống
áp lực hoặc nồi hơi, thiết bị áp lực thì các quy phạm và tiêu chuẩn đều quy định cần
phải ram cục bộ hoặc toàn phần để khử ứng suất dư. Tuy nhiên, đối với một số loại vật
liệu có chiều dày nhỏ và hàm lượng cacbon cực thấp, quy phạm không bắt buộc phải
ram mà chỉ cần có nung nóng sơ bộ hợp lý.
Một số tiêu chuẩn về quy định kỹ thuật, vật liệu cũng như yêu cầu chất lượng của
sản phẩm như:
ASTM - tiêu chuẩn về vật liệu cơ bản
ASME B31.1: Tiêu chuẩn cho ống sử dụng cho ngành năng lượng
ASME B31.3: Tiêu chuẩn cho ống sử dụng cho ngành lọc hóa dầu
ASME I, IIA, IIC, VIII, IX
API 570: Tiêu chuẩn thanh tra, sửa chữa lắp đặt hệ thống ống vận hành.
Trong luận văn này tác giả chỉ nghiên cứu tính hàn của nhóm thép chịu nhiệt (tập
trung nghiên cứu thép P91), những vật liệu khơng thuộc nhóm thép trên sẽ có cơng
trình nghiên cứu khác.
Do thép Cr-Mo có tính tự tơi trong mơi trường khơng khí và mức độ hợp kim hóa
cao nên quy trình hàn cần phải bảo đảm nung nóng sơ bộ và xử lý nhiệt sau khi hàn
đúng cách. Chính vì vậy, việc chọn vật liệu hàn phải đảm bảo có thành phần thích hợp,
chứa ít hydro để ngăn xuất hiện nứt HAZ và KLCB. Vật liệu hàn cần có thành phần

gần giống với vật liệu cơ bản, trừ hàm lượng %C cần phải thấp hơn (để tránh nứt
nóng).
Để bảo đảm khả năng làm việc của mối hàn ở nhiệt độ cao, thành phần hóa học
KLMH phải chứa các nguyên tố tạo cacbit mạnh nhằm ngăn khuếch tán KLCB và
KLMH từ đó mối hàn có thể cải thiện được cơ tính (độ bền và tính dẻo).
2.1.2.1 Lựa chon vật liêu hàn, [12]
Việc lựa chọn vật liệu hàn được khuyến cáo dùng với từng phương pháp hàn cụ
thể được đưa trong bảng 2.1. Các vật liêu hàn này tương ứng với các nhóm vật liêu đề
cập ở trong AWS cho các loại que hàn, dây hàn khi dùng các phương pháp hàn
SMAW, GMAW, TIG hoặc FCAW để hàn. Các trường hợp sử dụng các phương pháp

23


hàn khác, thì vật liêu hàn sẽ được lựa chọn theo khuyến cáo hoặc không áp dụng theo
một chuẩn nào ở trong từng quá trình hàn cụ thể.
Bảng 2. 1 Vật liệu hàn thép P91

Hệ thống ống thép Cr-Mo thường được lựa chọn cho các ứng dụng chống ăn
mịn, có độ bền rão ở nhiêt độ cao hoặc cả hai yêu cầu trên. Với các ứng dụng yêu cầu
khả năng chống ăn mịn thì thường liên quan đến độ cứng lớn nhất, khi đó que hàn
thép cabon thấp (ví dụ: 8018-B3L), do ít bị biến cứng trong khơng khí nên thường
được lựa chọn. Tuy nhiên, với các ứng dụng yêu cầu khả năng có độ bền rão ở nhiệt
độ cao thì lại u cầu lựa chọn vật liệu hàn có hàm lượng cacbon là tối thiểu (nhỏ nhất
tới 0.05%).
Yêu cầu đối với que hydro thấp: Để giảm khả năng nứt, que hydro thấp được
khuyến cáo sử dụng. Tất cả các nguồn chứa hoặc sinh ra hydro đều phải có biện. Tất
cả các nguồn chứa hoặc sinh ra hydro đều phải có biện pháp làm giảm thiểu hoặc loại
bỏ. Các que hàn hydro thấp, sau khi bỏ ra sử dụng nếu vượt quá thời gian khuyến cáo
của nhà sản xuất thì cần phải nung nóng theo khuyến cáo.

Đối với các que hàn bazo hoặc thuốc hàn SAW, Nhiệt độ nung nóng que hoặc
thuốc theo khuyến cáo của hãng sản xuất vật liệu hoặc tiêu chuẩn thường khuyến cáo
nung ở khoảng 370 oC trong 1 giờ. Tuy nhiên, cần lưu ý, việc nung nóng que và thuốc
lại nhiều lần sẽ làm hỏng liên kết giữa lớp vỏ và lõi. Bởi vậy, nếu có phát hiện que hàn
có khả năng hàn kém thì cần giảm nhiệt độ nung xuống khoảng 315 oC. Nhưng không

24