SU1479250A1 - Solder for low-temperature soldering - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к пайке, в частности к составу припо , и может быть использовано при проведении ремонтных работ нефтегазопромыслового и нефтегазоперерабатывающего оборудовани , нефтегазопроводов и других металлических сооружений, предназначенных дл  хранени  и транспорта пожаровзрывоопасной среды, преимущественно углеводородной. Целью изобретени   вл етс  повышение коррозионной стойкости и механической прочности па ного соединени  и обеспечение процесса пайки вертикальных швов. Припой имеет следующий состав, мас.%: индий 34-35The invention relates to soldering, in particular, to the composition of the solder, and can be used in carrying out repair work on the oil and gas processing and oil and gas processing equipment, oil and gas pipelines and other metal structures intended for the storage and transport of fire and explosion hazardous environments, mainly hydrocarbon. The aim of the invention is to increase the corrosion resistance and mechanical strength of a solder joint and to ensure the soldering process of vertical joints. Solder has the following composition, wt.%: Indium 34-35

медь 11-12copper 11-12

германий 0,8-1,0germanium 0.8-1.0

кобальт 5-6cobalt 5-6

олово остальное. Температура полного расплавлени  припо  120-300°С, пайки 120-150°С. Выплавка припо  производилась в среде аргона при 1400°С и одновременной загрузке всех компонентов в тигель. Пайка производилась с флюсом на основе хлористых солей (например, хлористого цинка). Прочность па ного соединени  Σ_B 5,8 КгС/MM² tin the rest. The temperature of complete melting of solder is 120-300 ° C, soldering 120-150 ° C. The solder was smelted in argon at 1400 ° С and at the same time loading all the components into the crucible. Brazing was made with flux based on chloride salts (for example, zinc chloride). Strength of the steam connection Σ _B 5.8 KgC / MM ²

ТВЕРдОСТь НВ 19кг/мм². Температурный интервал, обеспечивающий пайку вертикальных швов, составл ет 120-300°С. Коррозионна  стойкость в растворе 0,1 н. NACL составл ет 0,03 мм/год, в растворе 0,1 н. HCL 0,19 мм/год. 1 табл.HARDNESS HB 19kg / mm ² . The temperature range for soldering vertical seams is 120-300 ° C. Corrosion resistance in a solution of 0.1 n. NACL is 0.03 mm / year, in a solution of 0.1N. HCL 0.19 mm / year. 1 tab.

Description

состо ни  припо  обусловлен тем, что кобальт образует с индием и другими элементами, вход щим: в состав припо , р д интерметаллических соединений с температурой полного расплавлени  350°С. Одновременно с этим в предлагаемом составе припо , образуетс  многокомпонентна  эвтектика, состо ща  из элементов, вход щих в состав припо , с температурой плавлени  113°С, Именно такие свойства припо  придают ему твердожидкое состо ние в широком температурном интервале (1 13-350°С). Таким образом, на чало плавлени  припо  350°С определ етс  температурой полного расплавлени  самого тугоплавкого интерметаллического соединени  в за вл емой системе.the state of soldering is due to the fact that cobalt forms with indium and other elements, including: solder, a series of intermetallic compounds with a temperature of complete melting of 350 ° C. At the same time, in the proposed composition of the solder, a multicomponent eutectic is formed, consisting of elements that make up the solder, with a melting point of 113 ° C. It is these solder properties that give it a solid-liquid state in a wide temperature range (1 13-350 ° С ). Thus, the melting point of solder at 350 ° C is determined by the temperature of complete melting of the most refractory intermetallic compound in the inventive system.

Наличие кобальта при данном соотношении компонентов в припое позвол ет максимально сблизить разницу электродных потенциалов припо  относительно стали, за счет чего повышаетс  коррозионна  стойкость па ного соединени .The presence of cobalt at a given ratio of components in the solder makes it possible to maximally bring together the difference in solder electrode potentials relative to steel, thereby increasing the corrosion resistance of the solder joint.

Припой выплавл етс  следующим образом.The solder is melted as follows.

Все компоненты припо  одновременно загружают в алундовый тигель, который помещают в индуктор. Плавильную камеру вакуумируют, затем заполн ют аргоном. Содержимое тигл  нагревают до 1400 С. Така  температура обусловлена стремлением ускорить процесс плавлени  и иметь припой в пе - регретом состо нии при разливе в изложницы .All components of the solder are simultaneously loaded into the alundum crucible, which is placed in the inductor. The melting chamber is evacuated, then filled with argon. The contents of the crucible are heated to 1400 ° C. Such a temperature is caused by the desire to speed up the melting process and to have solder in an inert state when cast into molds.

При пайке данным припоем примен ют флюсы на основе хлористых солей (например., ZnCl i) ,When soldering with this solder, fluxes based on chloride salts (for example, ZnCl i) are used,

При содержании введенного в припой кобальта, а также инди , меди и германи  меньше минимально за вл емого заметно снижаютс  механические свойства и коррозионна  стойкость вWhen the content of cobalt introduced into the solder, as well as indium, copper and germanium is less than the minimum claimed, the mechanical properties and corrosion resistance in the

водном растворе 0,1 н. НС1, резко повышаетс  температура начала плавлени  припо  и ухудшаютс  технологические свойства пайки, т.е. повышаетс  текучесть припо  в температурном интервале пайки, не образуетс  по всему па емому периметру равномерна  галтель на вертикальной поверхности . По этим причинам дальнейшее снижение содержани  кобальта, инди , меди и германи  в припое не целесообразно.an aqueous solution of 0.1 n. HC1, the temperature of the beginning of the melting of the solder rises sharply and the technological properties of soldering deteriorate, i.e. solder fluidity increases in the temperature range of soldering; a uniform fillet on a vertical surface does not form around the entire perimeter. For these reasons, a further reduction in the content of cobalt, indium, copper and germanium in the solder is not advisable.

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

При содержании введенного в припой кобальта, а также инди  меди и германи  выше максимально за вл емого механические свойства припо  не снижаютс , но заметно снижаетс  коррозионна  стойкость в водных растворах 0,1 н. NaCl и 0,1 н. НС1 и повышаетс  температура начала плавлени , а. также заметно ухудшаютс  технологические свойства, повышаетс  начальна  температура пайки и из-за снижени  концентрации жидкой эвтектической фазы в припое при температуре пайки не образуетс  по всему па емому периметру равномерна  галтель на вертикальной поверхности . Поэтому дальнейшее повышение содержани  кобальта, инди , меди и германи  в припое не целесообразно .When the content of cobalt introduced into the solder, as well as indium copper and germanium is higher than the maximum claimed mechanical properties, the solder decreases, but the corrosion resistance in aqueous solutions of 0.1 n decreases noticeably. NaCl and 0.1 n. HCl and the temperature of the start of melting rises as well. technological properties are also noticeably deteriorated, the initial soldering temperature increases, and due to a decrease in the concentration of the liquid eutectic phase in the solder, at soldering temperature, a uniform fillet on the vertical surface does not form around the entire perimeter. Therefore, a further increase in the content of cobalt, indium, copper and germanium in the solder is not advisable.

Именно такой оптимально выбранный состав компонентов припо  позвол ет обеспечить возможность технологического процесса пайки вертикальных швов в широком интервале температур и пожаровзрывобезопасность проведени  процесса низкотемпературной пайки на объектах и сооружени х, наход щихс  под рабочим давлением взрывоопасной среды, преимущественно углеводородной. При этом, как видно из таблицы, в 3,3 раза повышаетс  коррозионна  стойкость ъ водном растворе 0,1 н. NaCl и в 1,5 раза повышаетс  коррозионна  стойкость в водном растворе 0,1 н. HCl и механическа  прочность по сравнению с прототипом.It is this optimally chosen composition of the components that makes it possible to ensure the process of soldering vertical joints in a wide range of temperatures and the fire and explosion safety of the process of low-temperature soldering at facilities and structures under the working pressure of an explosive environment, mainly hydrocarbon. In this case, as can be seen from the table, the corrosion resistance of a 0.1N aqueous solution increases by a factor of 3.3. NaCl and a 1.5-fold increase in corrosion resistance in a 0.1 n aqueous solution. HCl and mechanical strength compared to prototype.

Введенный в состав припо  кобальт позвол ет заметно расширить интервал затвердевани  припо  (113-350 С), „что обеспечивает твердожидкое состо ние за вл емого припо  в момент пайки . Это в свою очередь позвол ет осуществл ть формирование па ного шва (галтели) в процессе пайки на вертикальных и других криволинейных поверхност х, отличных от горизонтальных . The cobalt solder introduced into the composition makes it possible to significantly extend the solidification interval of solder (113-350 C), which ensures the solid-liquid state of the solder at the time of soldering. This, in turn, allows the formation of a weld seam (fillets) in the process of soldering on vertical and other curvilinear surfaces other than horizontal ones.

Качественна  пайка на вертикальных поверхност х может осуществл тьс  в температурном интервале от 120 до 300°С. Нижний предел 120°C обусловлен тем, что при этой температуре имеетс  достаточное количество жидкой фазы дл  смачивани  па емой поверхности, а верхний предел 300°С обусловлен тем, что припой при тем51High-quality soldering on vertical surfaces can be carried out in the temperature range from 120 to 300 ° C. The lower limit of 120 ° C is due to the fact that at this temperature there is a sufficient amount of liquid phase for wetting the sprayed surface, and the upper limit is 300 ° C due to the solder at that

пературе выше 300°С на воздухе начинает заметно окисл тьс .Once heated above 300 ° C, the air begins to noticeably oxidize.

Однако дл  проведени  ремонтных работ, основанных на низкотемпературной пайке нефтегазопромыслового оборудовани , нефтегазопроводов и других металлических сооружений, предназначенных дл  хранени  и транспортировки пожаровзрывоопасной среды , преимущественно углеводородной, с целью обеспечени  пожаровзрыво- безопасности максимальна  температура пайки не должна превышать 150°С. Это условие удовлетвор етс  при использовании данного припо , где температура пайки находитс  в пределах 120-150°С.However, for repair work based on low-temperature soldering of oil and gas equipment, oil and gas pipelines and other metal structures intended for storing and transporting fire and explosion hazardous environments, mainly hydrocarbon, in order to ensure fire and explosion safety, the maximum temperature of soldering should not exceed 150 ° C. This condition is satisfied when using this solder where the soldering temperature is in the range of 120-150 ° C.

79250б79250b

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Припой дл  низкотемпературной пайки, содержащий индий, медь, германий , олово, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  коррозионной стойкости и механической прочности па ного соединени , обеспечени  процесса пайки вертикальных швов, он дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:Solder for low-temperature soldering, containing indium, copper, germanium, tin, characterized in that, in order to increase the corrosion resistance and mechanical strength of the solder joint, to ensure the soldering process of vertical joints, it additionally contains cobalt in the following ratio, wt. %: Индий34-35Indy34-35 Медь11-12Copper11-12 Германий0,8-1,0Germanium0.8-1.0 Кобальт5-6Cobalt 5-6 ОловоОстальноеTin tin