Sveiserestspenningen er forårsaket av den ujevne temperaturfordelingen av sveisingen forårsaket av sveising, den termiske utvidelsen og sammentrekningen av sveisemetallet, etc., så restspenningen vil uunngåelig genereres sammen med sveisekonstruksjonen.
Den vanligste metoden for å eliminere restspenning er høytemperaturtempering, det vil si at sveisingen varmes opp til en viss temperatur og holdes i en viss tidsperiode i en varmebehandlingsovn, og materialets utbyttegrense ved høy temperatur reduseres. , slik at plastisk flyt oppstår på stedet med høy indre spenning, Den elastiske deformasjonen avtar gradvis, og den plastiske deformasjonen øker gradvis for å redusere spenningen.
1. Valg av varmebehandlingsmetode
Effekten av varmebehandling etter sveising på metallets strekkfasthet og krypegrense er relatert til temperaturen og holdetiden for varmebehandlingen. Effekten av varmebehandling etter sveising på slagfastheten til sveisemetall varierer med ulike stålkvaliteter.
Varmebehandlingen etter sveising vedtar vanligvis enkel høytemperaturtempering eller normalisering og høytemperaturtempering. For gassveiseskjøter brukes normalisering og høytemperaturtempering. Dette er fordi kornene i gassveisesømmen og den varmepåvirkede sonen er grove, og kornene må foredles, så normalisering brukes.
Enkel normalisering kan imidlertid ikke eliminere gjenværende stress, så høytemperaturtempering er nødvendig for å eliminere stress. En enkelt middels temperaturtempering er kun egnet for montering og sveising av store vanlige lavkarbonstålbeholdere montert på stedet, og formålet er å delvis eliminere restspenning og fjerne hydrogen.
I de fleste tilfeller brukes en enkelt høytemperaturtempering. Oppvarming og avkjøling av varmebehandlingen bør ikke være for rask, og de indre og ytre veggene skal være jevne.
2. Varmebehandlingsmetode for trykkbeholder
Det er to typer varmebehandlingsmetoder som brukes i trykkbeholdere: den ene er varmebehandling for å forbedre mekaniske egenskaper; den andre er varmebehandling etter sveising (PWHT). Grovt sett er varmebehandling etter sveis varmebehandling av det sveisede området eller sveisede komponenter etter at arbeidsstykket er sveiset.
Det spesifikke innholdet inkluderer avspenningsgløding, fullstendig gløding, fast smelting, normalisering, normalisering og temperering, temperering, lavtemperatursspenningsavlastning, nedbørsvarmebehandling, etc.
I en snever forstand refererer varmebehandling etter sveis kun til spenningsavlastning, det vil si for å forbedre ytelsen til sveisesonen og eliminere de skadelige effektene av sveiserestspenning, for å jevnt og fullstendig oppvarme sveisesonen og relaterte deler under temperaturpunktet for metallfaseovergang 2. , og deretter prosessen med jevn avkjøling. I mange tilfeller er den diskuterte varmebehandlingen etter sveis i hovedsak varmebehandling etter sveising.
3. Formål med varmebehandling etter sveising
1). Slapp av restspenningen ved sveising.
2). Stabiliser formen og størrelsen på strukturen og reduser forvrengning.
3). Forbedre ytelsen til uedelt metall og sveisede skjøter, inkludert:
en. Forbedre plastisiteten til sveisemetallet.
b. Reduser hardheten til den varmepåvirkede sonen.
c. Forbedre bruddseigheten.
d. Forbedre utmattelsesstyrken.
e. Gjenopprett eller øk flytegrensen redusert ved kaldforming.
4). Forbedre evnen til å motstå spenningskorrosjon.
5). Slipp ytterligere ut den skadelige gassen i sveisemetallet, spesielt hydrogen, for å forhindre at det oppstår forsinkede sprekker.
4. Bedømmelse av nødvendigheten av PWHT
Nødvendigheten av ettersveis varmebehandling for trykkbeholdere bør være tydelig spesifisert i konstruksjonen, og gjeldende konstruksjonsspesifikasjoner for trykkbeholdere krever dette.
I den sveisede trykkbeholderen er det stor restspenning i sveiseområdet, og restspenningen har en negativ effekt. manifestert under visse forhold. Når restspenningen kombineres med hydrogenet i sveisen, vil det fremme herding av den varmepåvirkede sonen, noe som resulterer i utvikling av kalde og forsinkede sprekker.
Når den resterende statiske spenningen i sveisen eller den dynamiske lastspenningen i lastoperasjonen kombineres med korrosjonseffekten til mediet, kan det forårsake sprekklignende korrosjon, det vil si den såkalte spenningskorrosjonen. Sveiserestspenning og herding av grunnmetallet forårsaket av sveising er viktige faktorer for spenningskorrosjonssprekker.
Forskningsresultatene viser at hovedeffekten av deformasjon og restspenning på metallmaterialer er å endre metallet fra jevn korrosjon til lokalisert korrosjon, det vil si til intergranulær eller transgranulær korrosjon. Selvfølgelig forekommer både korrosjonssprekker og intergranulær korrosjon av metaller i medier som har visse egenskaper for det metallet.
I nærvær av restspenning varierer det i henhold til sammensetningen, konsentrasjonen og temperaturen til det aggressive mediet, samt forskjellen i sammensetningen, strukturen, overflatetilstanden, spenningstilstanden, etc. til grunnmetallet og sveisesonen, slik at korrosjonen Skadens art kan endres.
Hvorvidt den sveisede trykkbeholderen må utsettes for varmebehandling etter sveising, bør bestemmes ut i fra bruken og størrelsen på beholderen (spesielt tykkelsen på veggplaten), egenskapene til materialene som brukes og arbeidsforholdene. I en av følgende situasjoner bør varmebehandling etter sveis vurderes:
1). Bruksforholdene er tøffe, som for eksempel tykkveggede beholdere som risikerer sprøbrudd ved arbeid ved lave temperaturer, og beholdere som bærer stor belastning og vekslende belastning.
2). Sveisede trykkbeholdere med tykkelse over en viss grense. Inkludert kjeler, petrokjemiske trykkbeholdere etc. med spesielle forskrifter og spesifikasjoner.
3). Trykkbeholdere med høy dimensjonsstabilitet.
4). Beholdere laget av stål med høy tendens til å herde.
5). Trykkbeholdere med fare for spenningskorrosjonssprekker.
6). Andre trykkbeholdere spesifisert i spesielle forskrifter, spesifikasjoner og tegninger.
I stålsveisede trykkbeholdere utvikles restspenninger opp til flytegrensen i området nær sveisen. Genereringen av denne spenningen er relatert til transformasjonen av strukturen blandet med austenitt. Mange forskere påpekte at for å eliminere restspenningen etter sveising, kan tempereringen på 650 grader ha god effekt på den stålsveisede trykkbeholderen.
Samtidig antas det at uten riktig varmebehandling etter sveising, kan korrosjonsbestandige sveisede skjøter ikke alltid oppnås.
Det antas generelt at avspenningsvarmebehandling er en prosess der sveisearbeidsstykket varmes opp til 500-650 grader og deretter sakte avkjøles. Reduksjonen i spenning skyldes kryp ved høy temperatur, fra 450 grader i karbonstål og fra 550 grader i molybdenholdige stål.
Jo høyere temperatur, jo lettere er det å lindre stress. Men når den opprinnelige anløpstemperaturen til stålet er overskredet, vil styrken til stålet avta. Derfor må varmebehandlingen av stressavlastning mestre de to elementene temperatur og tid, som er uunnværlige.
Men i den indre spenningen til sveisingen, er strekkspenning og trykkspenning alltid ledsaget, og spenning og elastisk deformasjon eksisterer samtidig. Når temperaturen på stålet øker, synker flytegrensen, og den opprinnelige elastiske deformasjonen blir plastisk deformasjon, som er spenningsavslapping.
Jo høyere oppvarmingstemperatur, jo mer tilstrekkelig avlastes den indre spenningen. Men når temperaturen er for høy, vil overflaten av stålet bli alvorlig oksidert. I tillegg, for PWHT-temperaturen til bråkjølt og herdet stål, bør prinsippet ikke overstige den opprinnelige anløpstemperaturen til stålet, som vanligvis er ca. 30 grader lavere enn den opprinnelige anløpstemperaturen til stålet, ellers vil materialet miste herdingen og tempereringseffekt, og styrken og bruddseigheten vil reduseres. redusere. Dette punktet bør vies spesiell oppmerksomhet til for varmebehandlingsarbeidere.
Jo høyere varmebehandlingstemperatur etter sveising er for å eliminere indre stress, desto større grad av mykning av stålet. Vanligvis kan den indre spenningen elimineres ved oppvarming til omkrystalliseringstemperaturen til stålet. Omkrystalliseringstemperaturen er nært knyttet til smeltetemperaturen.
Generelt er rekrystalliseringstemperaturen K=0,4×smeltetemperatur (K). Jo nærmere varmebehandlingstemperaturen er rekrystalliseringstemperaturen, desto mer effektiv er den for å eliminere restspenning.
5. Betraktning av den omfattende effekten av PWHT
Varmebehandling etter sveising er ikke absolutt fordelaktig. Generelt er varmebehandling etter sveis gunstig for å avlaste restspenning, og den utføres kun når det er strenge krav til spenningskorrosjon.
Slagseighetstesten av prøven viser imidlertid at varmebehandlingen etter sveising ikke er bra for seigheten til det avsatte metallet og den varmepåvirkede sveisesonen, og noen ganger kan intergranulær sprekkdannelse forekomme innenfor kornforgrovningsområdet til sveisevarmen - berørt sone.
Videre er PWHT avhengig av reduksjon av materialstyrke ved høy temperatur for å oppnå stressavlastning. Derfor, under PWHT, kan strukturen miste stivhet. For strukturen av total eller delvis PWHT, må sveising ved høy temperatur vurderes før varmebehandling. bæreevne.
Derfor, når man vurderer om man skal utføre varmebehandling etter sveising, bør fordelene og ulempene ved varmebehandling sammenlignes grundig. Fra perspektivet til strukturell ytelse er det aspekter ved å forbedre ytelsen, og det er aspekter ved å redusere ytelsen. Rimelige vurderinger bør gjøres på grunnlag av en helhetlig vurdering av begge aspekter.
