La soldadura de components importants, la soldadura d'acer aliat i la soldadura de peces gruixudes requereixen preescalfament abans de soldar.Les funcions principals del preescalfament abans de la soldadura són les següents:
(1) El preescalfament pot alentir la velocitat de refredament després de la soldadura, cosa que afavoreix l'escapament d'hidrogen difusible en el metall de soldadura i evita esquerdes induïdes per l'hidrogen.Al mateix temps, es redueix el grau d'enduriment de la soldadura i la zona afectada per la calor i es millora la resistència a les esquerdes de la junta soldada.
(2) El preescalfament pot reduir l'estrès de soldadura.El preescalfament local uniforme o el preescalfament global poden reduir la diferència de temperatura (també coneguda com a gradient de temperatura) entre les peces a soldar a la zona de soldadura.D'aquesta manera, d'una banda, es redueix l'esforç de soldadura i, d'altra banda, es redueix la velocitat de deformació de la soldadura, la qual cosa és beneficiós per evitar esquerdes de soldadura.
(3) El preescalfament pot reduir la restricció de l'estructura soldada, especialment la restricció de la junta de filet.Amb l'augment de la temperatura de preescalfament, la incidència d'esquerdes disminueix.
La selecció de la temperatura de preescalfament i la temperatura d'interpass no només està relacionada amb la composició química de l'acer i l'elèctrode, sinó també amb la rigidesa de l'estructura soldada, el mètode de soldadura, la temperatura ambient, etc., que s'han de determinar després d'una consideració exhaustiva d'aquests. factors.
A més, la uniformitat de la temperatura de preescalfament en la direcció del gruix de la xapa d'acer i la uniformitat a la zona de soldadura tenen una influència important en la reducció de l'estrès de soldadura.L'amplada del preescalfament local s'ha de determinar segons la restricció de la peça a soldar.En general, hauria de ser tres vegades el gruix de la paret al voltant de la zona de soldadura i no hauria de ser inferior a 150-200 mm.Si el preescalfament no és uniforme, en lloc de reduir l'estrès de soldadura, augmentarà l'estrès de soldadura.
Hi ha tres finalitats del tractament tèrmic posterior a la soldadura: eliminar l'hidrogen, eliminar l'estrès de soldadura, millorar l'estructura de la soldadura i el rendiment general.
El tractament de deshidrogenació posterior a la soldadura es refereix al tractament tèrmic a baixa temperatura realitzat un cop finalitzada la soldadura i la soldadura no s'ha refredat per sota dels 100 °C.L'especificació general és escalfar a 200 ~ 350 ℃ i mantenir-la durant 2-6 hores.La funció principal del tractament d'eliminació d'hidrogen després de la soldadura és accelerar l'escapada de l'hidrogen a la zona de soldadura i calor, que és extremadament eficaç per prevenir esquerdes de soldadura durant la soldadura d'acers de baix aliatge.
Durant el procés de soldadura, a causa de la falta d'uniformitat de l'escalfament i el refredament, i la restricció o restricció externa del propi component, sempre es generarà estrès de soldadura al component després de completar el treball de soldadura.L'existència d'estrès de soldadura en el component reduirà la capacitat de suport real de la zona de la junta soldada, provocarà deformació plàstica i fins i tot provocarà danys al component en casos greus.
El tractament tèrmic d'alleujament de l'estrès és reduir la resistència a la fluència de la peça soldada a alta temperatura per aconseguir el propòsit de relaxar l'estrès de soldadura.Hi ha dos mètodes que s'utilitzen habitualment: un és el temperat general a alta temperatura, és a dir, tota la soldadura es posa al forn de calefacció, s'escalfa lentament a una temperatura determinada, es manté durant un període de temps i, finalment, es refreda a l'aire o al forn.
D'aquesta manera, es pot eliminar el 80%-90% de l'estrès de soldadura.Un altre mètode és el tremp local a alta temperatura, és a dir, només escalfar la soldadura i la seva zona circumdant, i després refredar-se lentament, reduint el valor màxim de la tensió de soldadura, fent que la distribució de l'estrès sigui relativament plana i eliminant parcialment l'estrès de soldadura.
Després de soldar alguns materials d'acer aliat, les seves juntes soldades apareixeran com una estructura endurida, cosa que deteriorarà les propietats mecàniques del material.A més, aquesta estructura endurida pot provocar la destrucció de la junta sota l'acció de l'estrès de soldadura i l'hidrogen.Després del tractament tèrmic, es millora l'estructura metal·logràfica de la junta, es milloren la plasticitat i la duresa de la junta soldada i es milloren les propietats mecàniques completes de la junta soldada.
El tractament de deshidrogenació consisteix a mantenir la calor durant un període de temps dins del rang de temperatura de calefacció de 300 a 400 graus.L'objectiu és accelerar l'escapada d'hidrogen a la junta soldada i l'efecte del tractament de deshidrogenació és millor que el del post-escalfament a baixa temperatura.
El tractament tèrmic post-soldadura i post-soldadura, el tractament oportú de post-escalfament i deshidrogenació després de la soldadura són una de les mesures efectives per evitar esquerdes per fred a la soldadura.Les esquerdes induïdes per l'hidrogen causades per l'acumulació d'hidrogen en la soldadura multipass i multicapa de plaques gruixudes s'han de tractar amb 2 o 3 tractaments intermedis d'eliminació d'hidrogen.
Consideració del tractament tèrmic en el disseny de recipients a pressió
Consideració del tractament tèrmic en el disseny de recipients a pressió El tractament tèrmic, com a mètode tradicional i eficaç per millorar i restaurar les propietats metàl·liques, sempre ha estat una baula relativament feble en el disseny i fabricació de recipients a pressió.
Els recipients a pressió inclouen quatre tipus de tractaments tèrmics:
Tractament tèrmic posterior a la soldadura (tractament tèrmic per alleujar l'estrès);tractament tèrmic per millorar les propietats del material;tractament tèrmic per restaurar les propietats del material;tractament d'eliminació d'hidrogen post soldadura.El focus aquí és discutir qüestions relacionades amb el tractament tèrmic posterior a la soldadura, que s'utilitza àmpliament en el disseny de recipients a pressió.
1. El recipient a pressió d'acer inoxidable austenític necessita un tractament tèrmic posterior a la soldadura?El tractament tèrmic posterior a la soldadura consisteix a utilitzar la reducció del límit de rendiment del material metàl·lic a alta temperatura per generar un flux de plàstic al lloc on l'estrès és elevat, per tal d'aconseguir el propòsit d'eliminar l'estrès residual de la soldadura, i al al mateix temps pot millorar la plasticitat i la duresa de les juntes soldades i la zona afectada per la calor, i millorar la capacitat de resistir la corrosió per estrès.Aquest mètode d'alleujament de tensió s'utilitza àmpliament en recipients a pressió d'acer al carboni, d'acer de baix aliatge amb estructura de cristall cúbic centrat en el cos.
L'estructura de cristall de l'acer inoxidable austenític és cúbica centrada en la cara.Atès que el material metàl·lic de l'estructura de cristall cúbic centrat en la cara té més plans de lliscament que el cúbic centrat en el cos, presenta una bona duresa i propietats d'enfortiment de la tensió.
A més, en el disseny dels recipients a pressió, sovint es selecciona l'acer inoxidable amb els dos propòsits d'anti-corrosió i complir els requisits especials de temperatura.A més, l'acer inoxidable és car en comparació amb l'acer al carboni i l'acer de baix aliatge, de manera que el seu gruix de paret no serà molt elevat.espés.
Per tant, tenint en compte la seguretat del funcionament normal, no hi ha necessitat de requisits de tractament tèrmic posterior a la soldadura per als recipients a pressió d'acer inoxidable austenític.
Pel que fa a la corrosió deguda a l'ús, la inestabilitat del material, com ara el deteriorament causat per condicions de funcionament anormals, com ara fatiga, càrrega d'impacte, etc., és difícil de tenir en compte en el disseny convencional.Si existeixen aquestes situacions, el personal científic i tècnic rellevant (com ara: disseny, ús, investigació científica i altres unitats rellevants) ha de dur a terme investigacions en profunditat, experiments comparatius i elaborar un pla de tractament tèrmic factible per garantir que el el rendiment del servei del recipient a pressió no es veu afectat.
En cas contrari, si no es considera completament la necessitat i la possibilitat de tractament tèrmic per als recipients a pressió d'acer inoxidable austenític, sovint és inviable simplement establir requisits de tractament tèrmic per a l'acer inoxidable austenític per analogia amb l'acer al carboni i l'acer de baix aliatge.
En l'estàndard actual, els requisits per al tractament tèrmic posterior a la soldadura dels recipients a pressió d'acer inoxidable austenític són força vagues.S'estipula a GB150: "Llevat que s'especifiqui el contrari als dibuixos, els capçals d'acer inoxidable austenític format en fred no poden ser tractats tèrmicament".
Pel que fa a si el tractament tèrmic es realitza en altres casos, pot variar segons la comprensió de diferents persones.A GB150 s'estipula que el contenidor i els seus components de pressió compleixen una de les condicions següents i s'han de tractar tèrmicament.El segon i tercer ítem són: "Envasos amb corrosió per estrès, com ara recipients que contenen gas liquat de petroli, amoníac líquid, etc.".i "Envasos que contenen mitjans extremadament o altament tòxics".
Només s'estipula en ell: "Llevat que en els plànols s'especifiqui el contrari, les unions soldades d'acer inoxidable austenític no poden ser tractades tèrmicament".
Des del nivell d'expressió estàndard, aquest requisit s'ha d'entendre principalment per a les diverses situacions enumerades en el primer ítem.Les situacions segon i tercera esmentades no s'inclouen necessàriament.
D'aquesta manera, els requisits per al tractament tèrmic posterior a la soldadura dels recipients a pressió d'acer inoxidable austenític es poden expressar de manera més completa i precisa, de manera que els dissenyadors puguin decidir si i com fer el tractament tèrmic dels recipients a pressió d'acer inoxidable austenític segons la situació real.
L'article 74 de la 99a edició del “Reglament de capacitat” diu clarament: “Els recipients a pressió d'acer inoxidable austenític o de metalls no fèrrics, en general, no requereixen tractament tèrmic després de la soldadura.Si es requereix un tractament tèrmic per a requisits especials, s'ha d'indicar al dibuix."
2. Tractament tèrmic dels contenidors de plaques d'acer revestides d'acer inoxidable explosius Les plaques d'acer revestides d'acer inoxidable explosius s'utilitzen cada cop més a la indústria dels recipients a pressió per la seva excel·lent resistència a la corrosió, la combinació perfecta de resistència mecànica i un cost raonable.Els problemes de tractament tèrmic també s'han de posar en coneixement dels dissenyadors de recipients a pressió.
L'índex tècnic al qual els dissenyadors de recipients a pressió acostumen a donar importància als panells compostos és la seva taxa d'adhesió, mentre que el tractament tèrmic dels panells compostos sovint es considera molt poc o hauria de ser considerat per les normes tècniques i fabricants rellevants.El procés d'explosió de panells compostos metàl·lics és essencialment el procés d'aplicar energia a la superfície metàl·lica.
Sota l'acció del pols d'alta velocitat, el material compost xoca amb el material base obliquament i, en estat de raig metàl·lic, es forma una interfície composta en ziga-zaga entre el metall revestit i el metall base per aconseguir la unió entre els àtoms.
El metall base després del processament d'explosió està sotmès a un procés d'enfortiment de la tensió.
Com a resultat, la resistència a la tracció σb augmenta, l'índex de plasticitat disminueix i el valor de resistència a la fluència σs no és obvi.Tant si es tracta d'acer de la sèrie Q235 com de 16MnR, després del processament d'explosió i després de provar les seves propietats mecàniques, tots mostren el fenomen d'enfortiment de la tensió anterior.En aquest sentit, tant la placa revestida d'acer de titani com la placa revestida d'acer de níquel requereixen que la placa revestida sigui sotmesa a un tractament tèrmic d'alleujament de l'estrès després de la composició explosiva.
La 99a edició de l'"indicador de capacitat" també té regulacions clares al respecte, però no es fa cap reglamentació per a la placa d'acer inoxidable austenític compost explosiu.
A les normes tècniques rellevants actuals, la qüestió de si i com tractar tèrmicament la placa d'acer inoxidable austenític després del processament d'explosió és relativament vaga.
GB8165-87 "Placa d'acer revestida d'acer inoxidable" estipula: "Segons l'acord entre el proveïdor i el comprador, també es pot lliurar en estat laminat en calent o en estat tractat tèrmicament".Subministrat per anivellar, retallar o tallar.A petició, la superfície composta pot ser decapada, passivada o polida, i també es pot subministrar en estat tractat tèrmicament.
No s'esmenta com es realitza el tractament tèrmic.El motiu principal d'aquesta situació és encara el problema esmentat de les regions sensibilitzades on l'acer inoxidable austenític produeix corrosió intergranular.
GB8547-87 "Placa revestida d'acer de titani" estipula que el sistema de tractament tèrmic per al tractament tèrmic d'alleujament de l'estrès de la placa revestida d'acer de titani és: 540 ℃ ± 25 ℃, conservació de la calor durant 3 hores.I aquesta temperatura es troba només en el rang de temperatura de sensibilització de l'acer inoxidable austenític (400 ℃-850 ℃).
Per tant, és difícil donar regulacions clares per al tractament tèrmic de làmines d'acer inoxidable austenític compostos explosius.En aquest sentit, els nostres dissenyadors de recipients a pressió han de tenir una comprensió clara, prestar la suficient atenció i prendre les mesures corresponents.
En primer lloc, 1Cr18Ni9Ti no s'ha d'utilitzar per a acer inoxidable revestit, perquè en comparació amb l'acer inoxidable austenític de baix carboni 0Cr18Ni9, el seu contingut de carboni és més alt, és més probable que es produeixi sensibilització i es redueix la seva resistència a la corrosió intergranular.
A més, quan la carcassa i el cap del recipient a pressió fets de placa d'acer inoxidable austenític compost explosiu s'utilitzen en condicions dures, com ara: alta pressió, fluctuacions de pressió i mitjans extremadament i molt perillosos, s'ha d'utilitzar 00Cr17Ni14Mo2.Els acers inoxidables austenítics de carboni ultra baix minimitzen la possibilitat de sensibilització.
Els requisits de tractament tèrmic per als panells compostos s'han de plantejar clarament, i el sistema de tractament tèrmic s'ha de determinar en consulta amb les parts rellevants, per tal d'aconseguir el propòsit que el material base tingui una certa quantitat de reserva plàstica i el material compost tingui la resistència a la corrosió requerida.
3. Es poden utilitzar altres mètodes per substituir el tractament tèrmic global de l'equip?A causa de les limitacions de les condicions del fabricant i la consideració dels interessos econòmics, moltes persones han explorat altres mètodes per substituir el tractament tèrmic global dels recipients a pressió.Tot i que aquestes exploracions són beneficioses i valuoses, però en l'actualitat tampoc és un substitut del tractament tèrmic global dels recipients a pressió.
Els requisits per al tractament tèrmic integral no s'han relaxat en les normes i procediments vigents actualment.Entre les diferents alternatives al tractament tèrmic global, les més típiques són: tractament tèrmic local, mètode de martell per eliminar l'estrès residual de soldadura, mètode d'explosió per eliminar l'estrès residual de soldadura i mètode de vibració, mètode de bany d'aigua calenta, etc.
Tractament tèrmic parcial: s'estipula a 10.4.5.3 de GB150-1998 "Recipients a pressió d'acer": "Juntes soldades B, C, D, juntes soldades de tipus A que connecten el capçal esfèric i el cilindre i les peces de reparació de soldadura defectuoses es poden utilitzar. tractament tèrmic parcial.Mètode de tractament tèrmic."Aquesta regulació significa que el mètode de tractament tèrmic local no està permès per a la soldadura de classe A del cilindre, és a dir: tot l'equip no pot utilitzar el mètode de tractament tèrmic local, una de les raons és que la tensió residual de soldadura no es pot fer. eliminat simètricament.
El mètode de martell elimina la tensió residual de soldadura: és a dir, mitjançant el martell manual, se superposa una tensió de laminació a la superfície de la unió soldada, compensant així parcialment l'efecte advers de l'esforç de tracció residual.
En principi, aquest mètode té un cert efecte inhibidor sobre la prevenció de l'esquerda per corrosió per estrès.
Tanmateix, com que no hi ha indicadors quantitatius i procediments operatius més estrictes en el procés d'operació pràctic, i el treball de verificació per a la comparació i l'ús no és suficient, no ha estat adoptat per l'estàndard actual.
Mètode d'explosió per eliminar l'estrès residual de soldadura: l'explosiu es fa especialment en forma de cinta i la paret interior de l'equip està enganxada a la superfície de la junta soldada.El mecanisme és el mateix que el del mètode de martell per eliminar la tensió residual de soldadura.
Es diu que aquest mètode pot compensar algunes de les deficiències del mètode de martell per eliminar la tensió residual de soldadura.Tanmateix, algunes unitats han utilitzat el tractament tèrmic global i el mètode d'explosió per eliminar l'estrès residual de soldadura en dos dipòsits d'emmagatzematge de GLP amb les mateixes condicions.Anys més tard, la inspecció d'obertura del dipòsit va comprovar que les juntes soldades del primer estaven intactes, mentre que les juntes soldades del dipòsit d'emmagatzematge la tensió residual del qual es va eliminar pel mètode d'explosió mostraven moltes esquerdes.D'aquesta manera, el mètode d'explosió antigament popular per eliminar l'estrès residual de soldadura és silenciós.
Hi ha altres mètodes d'alleujament de tensió residual de soldadura, que per diverses raons no han estat acceptats per la indústria dels recipients a pressió.En una paraula, el tractament tèrmic general posterior a la soldadura dels recipients a pressió (inclòs el tractament tèrmic inferior al forn) té els desavantatges d'un alt consum d'energia i un cicle llarg, i s'enfronta a diverses dificultats en el funcionament real a causa de factors com ara el estructura del recipient a pressió, però encara és la indústria actual del recipient a pressió.L'únic mètode per eliminar la tensió residual de soldadura que és acceptable en tots els aspectes.
Hora de publicació: 25-jul-2022