A hegesztési maradékfeszültséget a hegesztési varratok egyenetlen hőmérséklet-eloszlása okozza, a hegesztési fém hőtágulása és összehúzódása stb., így a hegesztési konstrukció során elkerülhetetlenül maradó feszültség keletkezik. A maradékfeszültség megszüntetésének legelterjedtebb módja a magas hőmérsékletű temperálás, vagyis a hegesztési varrat hőkezelő kemencébe kerül, és egy bizonyos hőmérsékletre felmelegítve egy bizonyos ideig melegen tartja. Az anyag folyáshatára magas hőmérsékleten lecsökken, így a nagy belső feszültségű helyeken képlékeny áramlás lép fel, a rugalmas alakváltozás fokozatosan csökken, a feszültség csökkentése érdekében a képlékeny alakváltozás fokozatosan nő.
01 A hőkezelési módszer megválasztása
A hegesztés utáni hőkezelés hatása a fém szakítószilárdságára és kúszási határára a hőkezelés hőmérsékletével és tartási idejével függ össze. A hegesztés utáni hőkezelésnek a hegesztett fém ütésállóságára gyakorolt hatása a különböző acéltípusoknál eltérő. A hegesztés utáni hőkezelés általában egyszeri magas hőmérsékletű temperálást vagy normalizálást plusz magas hőmérsékletű temperálást alkalmaz. A normalizáló plusz magas hőmérsékletű temperáló hőkezelést gázhegesztési varratokhoz használják. Ennek az az oka, hogy a gázhegesztési varratok és a hőhatású zónák szemcséi durvák és finomításra szorulnak, ezért normalizáló kezelést alkalmaznak. Az egyszeri normalizálás azonban nem tudja kiküszöbölni a maradék feszültséget, ezért magas hőmérsékletű temperálás szükséges a feszültség megszüntetéséhez. Az egyszeres közepes hőmérsékletű temperálás csak nagyméretű, helyben összeállított, alacsony széntartalmú acéltartályok szerelőhegesztésére alkalmas, célja a maradékfeszültség és a dehidrogénezés részleges kiküszöbölése. A legtöbb esetben egyszeri magas hőmérsékletű temperálást alkalmaznak. A hőkezelés felfűtése és hűtése ne legyen túl gyors, a belső és külső falak egyenletesek legyenek.
02 Nyomástartó edényekben alkalmazott hőkezelési módszerek
A nyomástartó edényekben kétféle hőkezelési módszert alkalmaznak: az egyik a hőkezelés a mechanikai tulajdonságok javítására; a másik a hegesztés utáni hőkezelés (PWHT). Tágabb értelemben a hegesztés utáni hőkezelés a hegesztési terület vagy a hegesztett alkatrészek hőkezelése a munkadarab hegesztése után. A konkrét tartalmak közé tartozik a feszültségcsökkentő izzítás, teljes hőkezelés, oldás, normalizálás, normalizálás és temperálás, temperálás, alacsony hőmérsékletű feszültségmentesítés, csapadékos hőkezelés stb. Szűkebb értelemben a hegesztés utáni hőkezelés csak feszültségmentesítésre vonatkozik, vagyis a hegesztési terület teljesítményének javítása és az olyan káros hatások kiküszöbölése érdekében, mint a hegesztési maradék feszültség, a hegesztési területet és a kapcsolódó részeket egyenletesen és teljesen felmelegítik a fémfázis átalakulási hőmérséklet 2. pontja alá, majd egyenletesen lehűtik. A tárgyalt hegesztés utáni hőkezelés sok esetben lényegében hegesztés utáni feszültségmentesítő hőkezelés.
03 A hegesztés utáni hőkezelés célja
1. Lazítsa meg a hegesztési maradékfeszültséget.
2. Stabilizálja a szerkezet alakját és méretét, és csökkentse a torzítást.
3. Az alapanyag és a hegesztett kötések teljesítményének javítása, beleértve: a. Javítsa a hegesztett fém plaszticitását. b. Csökkentse a hő által érintett zóna keménységét. c. A törési szilárdság javítása. d. Javítja a fáradtság erejét. e. A hidegalakítás során csökkentett folyáshatár helyreállítása vagy javítása.
4. Feszültségkorrózióval szembeni ellenálló képesség javítása.
5. További káros gázok kibocsátása a hegesztési varratba, különösen a hidrogén, hogy megakadályozzák a késleltetett repedések kialakulását.
04A PWHT szükségességének megítélése
Azt, hogy a nyomástartó edénynek szüksége van-e hegesztés utáni hőkezelésre, egyértelműen meg kell határozni a tervezésben, és a jelenlegi nyomástartó edény tervezési előírásaiban erre vannak követelmények.
Hegesztett nyomástartó edények esetén a hegesztési területen nagy maradó feszültség és a maradó feszültség káros hatásai vannak. Csak bizonyos feltételek mellett nyilvánul meg. Amikor a maradék feszültség egyesül a hidrogénnel a hegesztésben, az elősegíti a hőhatás zóna keményedését, ami hidegrepedések és késleltetett repedések kialakulását eredményezi.
Ha a hegesztési varratban maradó statikus feszültség vagy a terhelés alatti dinamikus feszültség a közeg korrozív hatásával párosul, az repedéskorróziót okozhat, amit feszültségkorróziónak nevezünk. A feszültségkorróziós repedések kialakulásában fontos tényező a hegesztési maradékfeszültség és az alapanyag hegesztés által okozott megkeményedése.
A Xinfa hegesztőberendezés kiváló minőséggel és alacsony árral rendelkezik. A részletekért látogasson el:Hegesztő- és vágóberendezések gyártói – Kínai Hegesztő- és Vágógyár és Szállítók (xinfatools.com)
A kutatási eredmények azt mutatják, hogy a fémanyagokra gyakorolt deformáció és maradó feszültség fő hatása az, hogy a fémet egyenletes korrózióból lokális korrózióvá, azaz szemcseközi vagy transzgranuláris korrózióvá alakítja. Természetesen a fémkorróziós repedés és a szemcseközi korrózió egyaránt előfordul bizonyos fémjellemzőkkel rendelkező közegekben. Maradékfeszültség jelenlétében a korróziós károsodás jellege a korrozív közeg összetételétől, koncentrációjától és hőmérsékletétől, valamint az alapanyag összetételének, szerveződésének, felületi állapotának, feszültségi állapotának stb. és a hegesztési zóna.
Azt, hogy szükség van-e a hegesztett nyomástartó edényekre a hegesztés utáni hőkezelésre, az edény céljának, méretének (különösen a falvastagságnak), a felhasznált anyagok teljesítményének és az edény munkakörülményeinek átfogó mérlegelésével kell meghatározni. A hegesztés utáni hőkezelést meg kell fontolni az alábbi helyzetek bármelyikében:
1. Kíméletlen működési feltételek, például vastag falú edények, amelyek alacsony hőmérsékleten törékeny törés veszélyével járnak, valamint olyan edények, amelyek nagy terhelést és váltakozó terhelést viselnek.
2. Egy bizonyos határt meghaladó vastagságú hegesztett nyomástartó edények. Beleértve a kazánokat, petrolkémiai nyomástartó edényeket stb., amelyekre speciális előírások és előírások vonatkoznak.
3. Nagy méretstabilitású nyomástartó edények.
4. Acélból készült tartályok, amelyek erősen hajlamosak megkeményedni.
5. Nyomástartó edények, amelyeknél fennáll a feszültségkorróziós repedés veszélye.
6. Különleges előírások, előírások és rajzok által meghatározott egyéb nyomástartó edények.
Acélhegesztett nyomástartó edényekben a folyáshatárt elérő maradékfeszültség a varrat közelében képződik. Ennek a feszültségnek a kialakulása az ausztenittel kevert szerkezet átalakulásával függ össze. Sok kutató felhívja a figyelmet arra, hogy a hegesztés utáni maradékfeszültség kiküszöbölése érdekében a 650 fokos temperálás jó hatással lehet az acélhegesztett nyomástartó edényekre.
Ugyanakkor úgy gondolják, hogy ha a hegesztés után nem végezzük el a megfelelő hőkezelést, akkor soha nem lesz korrózióálló hegesztett kötés.
Általános vélekedés szerint a feszültségmentesítő hőkezelés olyan eljárás, amelyben a hegesztett munkadarabot 500-650 fokra melegítik, majd lassan lehűtik. A feszültség csökkenését a magas hőmérsékleten bekövetkező kúszás okozza, amely szénacélban 450, molibdén tartalmú acélban 550 foktól kezdődik.
Minél magasabb a hőmérséklet, annál könnyebb a stressz megszüntetése. Ha azonban az acél eredeti megeresztési hőmérsékletét túllépik, az acél szilárdsága csökken. Ezért a feszültségmentesítő hőkezelésnek elsajátítania kell a hőmérséklet és az idő két elemét, és egyik sem nélkülözhetetlen.
A hegesztési varrat belső feszültségében azonban mindig együtt jár a húzófeszültség és a nyomófeszültség, ugyanakkor feszültség és rugalmas alakváltozás is fennáll. Amikor az acél hőmérséklete emelkedik, a folyáshatár csökken, és az eredeti rugalmas alakváltozás képlékeny alakváltozássá válik, ami feszültség-relaxáció.
Minél magasabb a fűtési hőmérséklet, annál teljesebb a belső feszültség kiküszöbölése. Ha azonban a hőmérséklet túl magas, az acélfelület erősen oxidálódik. Ezenkívül az edzett és edzett acél PWHT-hőmérséklete esetén az elv nem haladhatja meg az acél eredeti megeresztési hőmérsékletét, amely általában körülbelül 30 fokkal alacsonyabb, mint az acél eredeti megeresztési hőmérséklete, különben az anyag elveszíti a kihűlést és temperáló hatást, és a szilárdság és a törési szívósság csökken. Erre a pontra különös figyelmet kell fordítani a hőkezelésben dolgozóknak.
Minél magasabb a hegesztés utáni hőkezelési hőmérséklet a belső feszültségek kiküszöbölésére, annál nagyobb az acél lágyulási foka. A belső feszültség általában az acél átkristályosodási hőmérsékletére való melegítéssel küszöbölhető ki. Az átkristályosítási hőmérséklet szorosan összefügg az olvadási hőmérséklettel. Általában az átkristályosítási hőmérséklet K = 0,4X olvadási hőmérséklet (K). Minél közelebb van a hőkezelési hőmérséklet az átkristályosítási hőmérséklethez, annál hatékonyabban szünteti meg a maradék feszültséget.
04 A PWHT átfogó hatásának mérlegelése
A hegesztés utáni hőkezelés nem feltétlenül előnyös. Általánosságban elmondható, hogy a hegesztés utáni hőkezelés elősegíti a maradék feszültségek enyhítését, és csak akkor hajtják végre, ha szigorú követelmények vonatkoznak a feszültségkorrózióra. A próbatestek ütésállósági vizsgálata azonban azt mutatta, hogy a hegesztés utáni hőkezelés nem javítja a lerakódott fém és a hőhatászóna szívósságát, és esetenként szemcseközi repedések léphetnek fel a hőhatás által érintett szemcsedurvulási tartományon belül. zóna.
Ezenkívül a PWHT az anyagszilárdság csökkentésére támaszkodik magas hőmérsékleten a feszültség megszüntetése érdekében. Ezért a PWHT során a szerkezet elveszítheti merevségét. Azon szerkezeteknél, amelyek teljes vagy részleges PWHT-t alkalmaznak, a hőkezelés előtt figyelembe kell venni a hegesztési varrat tartóképességét magas hőmérsékleten.
Ezért a hegesztés utáni hőkezelés elvégzésének mérlegelésekor átfogóan össze kell hasonlítani a hőkezelés előnyeit és hátrányait. A szerkezeti teljesítmény szempontjából van egy oldal, amely javítja, és egy oldal, amely csökkenti a teljesítményt. Az ésszerű ítéletet mindkét szempont átfogó mérlegelésének alapmunkája alapján kell meghozni.
Feladás időpontja: 2024.04.04
