Zbytkové napětí při svařování je způsobeno nerovnoměrným rozložením teplot svařence způsobeným svařováním, tepelnou roztažností a smršťováním svarového kovu atd., takže konstrukce svařování nevyhnutelně vytváří zbytkové napětí.
Nejběžnějším způsobem odstranění zbytkového pnutí je vysokoteplotní popouštění, tedy zahřátí svařence na určitou teplotu a jeho udržení po určitou dobu v peci tepelného zpracování a využití snížení meze kluzu materiálu. při vysoké teplotě způsobit plastické tečení v místech s vysokým vnitřním pnutím.Pružná deformace se postupně snižuje a plastická deformace se postupně zvyšuje, aby se snížilo napětí.
1.Volba způsobu tepelného zpracování
Vliv tepelného zpracování po svařování na pevnost v tahu a mez tečení kovu souvisí s teplotou tepelného zpracování a dobou výdrže.Vliv tepelného zpracování po svařování na rázovou houževnatost svarového kovu se u různých typů oceli liší.
Tepelné zpracování po svařování obecně používá jedno vysokoteplotní temperování nebo normalizaci plus vysokoteplotní temperování.Pro plynové svařovací spoje se používá normalizační a vysokoteplotní temperování.Je to proto, že zrna plynového svarového švu a tepelně ovlivněná zóna jsou hrubá a zrna je třeba zjemnit, takže je přijato normalizační ošetření.
Jednorázová normalizace však nemůže eliminovat zbytkové pnutí, takže k odstranění pnutí je nutné temperování při vysoké teplotě.Jednorázové středněteplotní temperování je vhodné pouze pro montáž a svařování velkých běžných nízkouhlíkových ocelových kontejnerů montovaných na místě a jeho účelem je dosáhnout částečné eliminace zbytkového pnutí a dehydrogenace.
Ve většině případů se používá jednorázové vysokoteplotní temperování.Zahřívání a ochlazování tepelné úpravy by nemělo být příliš rychlé a vnitřní a vnější stěny by měly být jednotné.
2.Metody tepelného zpracování používané v tlakových nádobách
Existují dva typy způsobů tepelného zpracování tlakových nádob: jedním je tepelné zpracování pro zlepšení mechanických vlastností;druhým je tepelné zpracování po svařování (PWHT).Obecně řečeno, tepelné zpracování po svařování je tepelné zpracování svařované oblasti nebo svařovaných součástí po svaření obrobku.
Specifický obsah zahrnuje žíhání na odlehčení pnutí, úplné žíhání, tuhý roztok, normalizaci, normalizaci plus temperování, temperování, odlehčení pnutí při nízkých teplotách, precipitační tepelné zpracování atd.
V úzkém smyslu se tepelné zpracování po svařování vztahuje pouze na žíhání pro odlehčení pnutí, to znamená za účelem zlepšení výkonu svařovací zóny a odstranění škodlivých účinků, jako je zbytkové napětí po svařování, aby se oblast svařování rovnoměrně a plně zahřála. a související části pod teplotním bodem přechodu kovové fáze 2 a poté proces rovnoměrného chlazení.V mnoha případech je diskutované tepelné zpracování po svařování v podstatě tepelné zpracování po svařování uvolňujícím pnutí.
3.Účel tepelného zpracování po svařování
(1).Uvolněte zbytkové napětí svařování.
(2).Stabilizuje tvar a velikost struktury a snižuje zkreslení.
(3).Zlepšete výkon základních kovů a svarových spojů, včetně:
A.Zlepšete plasticitu svarového kovu.
b.Snižte tvrdost tepelně ovlivněné zóny.
C.Zlepšit lomovou houževnatost.
d.Zlepšete únavovou sílu.
E.Obnovte nebo zvyšte mez kluzu sníženou při tváření za studena.
(4).Zlepšete schopnost odolávat korozi pod napětím.
(5).Dále uvolňovat škodlivé plyny ve svarovém kovu, zejména vodík, aby se zabránilo vzniku opožděných trhlin.
4.Posouzení nezbytnosti PWHT
Zda je u tlakové nádoby nutné tepelné zpracování po svařování, by mělo být jasně specifikováno v návrhu, což vyžaduje aktuální konstrukční předpis tlakové nádoby.
U svařovaných tlakových nádob dochází k velkému zbytkovému napětí v zóně svařování a nepříznivým účinkům zbytkového napětí.Projevuje se pouze za určitých podmínek.Když se zbytkové napětí spojí s vodíkem ve svaru, podpoří vytvrzení tepelně ovlivněné zóny, což má za následek vznik studených trhlin a opožděných trhlin.
Když se statické napětí zbývající ve svaru nebo dynamické zatěžovací napětí v zatěžovacím provozu spojí s korozním působením média, může dojít ke vzniku trhlinové koroze, což je tzv. koroze napětí.Zbytkové napětí po svařování a zpevnění základního kovu způsobené svařováním jsou důležitými faktory pro korozní praskání pod napětím.
Výsledky výzkumu ukazují, že hlavním vlivem deformace a zbytkového napětí na kovových materiálech je přeměna kovu z rovnoměrné koroze na korozi lokální, tedy na korozi mezikrystalovou nebo transkrystalovou.Korozní praskání i mezikrystalová koroze kovů se samozřejmě vyskytují v médiích, která mají pro daný kov určité vlastnosti.
V přítomnosti zbytkového napětí je rozdílné podle složení, koncentrace a teploty korozivního prostředí, dále podle rozdílů ve složení, struktuře, stavu povrchu, stavu napětí atd. základního kovu a zóny svařování. , takže koroze Povaha poškození se může změnit.
5.Úvaha o komplexním účinku PWHT
Tepelné zpracování po svařování není absolutně výhodné.Obecně platí, že tepelné zpracování po svařování je prospěšné pro zmírnění zbytkového napětí a provádí se pouze tehdy, když existují přísné požadavky na korozi pod napětím.Zkouška rázové houževnatosti vzorku však ukazuje, že tepelné zpracování po svařování není dobré pro houževnatost naneseného kovu a oblast ovlivněnou teplem svaru a někdy může dojít k mezikrystalovému praskání v rozsahu hrubnutí zrna tepelného svaru. postižená zóna.
Kromě toho PWHT spoléhá na snížení pevnosti materiálu při vysoké teplotě, aby se dosáhlo uvolnění napětí.Proto během PWHT může konstrukce ztratit tuhost.U konstrukcí, které využívají celkové nebo částečné PWHT, je třeba před tepelným zpracováním zvážit svařenec při vysoké teplotě.podpůrná kapacita.
Proto při zvažování, zda provést tepelné zpracování po svařování, je třeba komplexně porovnat výhody a nevýhody tepelného zpracování.Z hlediska strukturálního výkonu existuje jedna strana ke zlepšení výkonu a druhá ke snížení výkonu.Přiměřený úsudek by měl být učiněn na základě komplexního zvážení těchto dvou aspektů.
Čas odeslání: 20. června 2023