A soldadura de compoñentes importantes, a soldadura de aceiro de aliaxe e a soldadura de pezas grosas requiren prequecemento antes da soldadura.As principais funcións do prequecemento antes da soldadura son as seguintes:
(1) O prequecemento pode diminuír a velocidade de arrefriamento despois da soldadura, o que favorece a fuga de hidróxeno difundible no metal de soldadura e evita as fisuras inducidas polo hidróxeno.Ao mesmo tempo, redúcese o grao de endurecemento da soldadura e a zona afectada pola calor e mellora a resistencia á fisura da unión soldada.
(2) O prequecemento pode reducir a tensión de soldadura.O prequecemento local uniforme ou o prequecemento global pode reducir a diferenza de temperatura (tamén coñecida como gradiente de temperatura) entre as pezas que se van soldar na zona de soldadura.Deste xeito, por unha banda, redúcese a tensión de soldadura e, por outra banda, redúcese a taxa de tensión da soldadura, o que é beneficioso para evitar fisuras de soldadura.
(3) O prequecemento pode reducir a restrición da estrutura soldada, especialmente a restrición da xunta de filete.Co aumento da temperatura de prequecemento, a incidencia de fendas diminúe.
A selección da temperatura de prequecemento e da temperatura de paso non só está relacionada coa composición química do aceiro e do electrodo, senón tamén coa rixidez da estrutura soldada, o método de soldeo, a temperatura ambiente, etc., que deben determinarse despois dunha consideración exhaustiva destes. factores.
Ademais, a uniformidade da temperatura de prequecemento na dirección do espesor da chapa de aceiro e a uniformidade na zona de soldadura teñen unha influencia importante na redución da tensión de soldeo.O ancho do prequecemento local debe determinarse segundo a restrición da peza a soldar.Xeralmente, debe ser tres veces o grosor da parede ao redor da zona de soldadura e non debe ser inferior a 150-200 mm.Se o prequecemento non é uniforme, en lugar de reducir a tensión de soldadura, aumentará a tensión de soldadura.
Hai tres propósitos do tratamento térmico posterior á soldadura: eliminar o hidróxeno, eliminar a tensión de soldadura, mellorar a estrutura da soldadura e o rendemento xeral.
O tratamento de deshidroxenación post-soldadura refírese ao tratamento térmico a baixa temperatura realizado despois de completar a soldadura e a soldadura non se arrefriou a menos de 100 °C.A especificación xeral é quentar a 200 ~ 350 ℃ e mantelo durante 2-6 horas.A función principal do tratamento de eliminación de hidróxeno post-soldadura é acelerar a fuga de hidróxeno na zona de soldadura e calor afectada, o que é extremadamente eficaz para evitar gretas de soldadura durante a soldadura de aceiros de baixa aliaxe.
Durante o proceso de soldadura, debido á falta de uniformidade de quecemento e arrefriamento, e á restrición ou restrición externa do propio compoñente, sempre se xerará tensión de soldadura no compoñente despois de que se complete o traballo de soldadura.A existencia de tensión de soldadura no compoñente reducirá a capacidade de carga real da zona de unión soldada, provocará deformacións plásticas e mesmo provocará danos do compoñente en casos graves.
O tratamento térmico de alivio do estrés é reducir o límite de fluencia da peza soldada a alta temperatura para conseguir o propósito de relaxar o estrés de soldeo.Hai dous métodos de uso común: un é o temperado xeral a alta temperatura, é dicir, toda a soldadura ponse no forno de calefacción, quenta lentamente a unha determinada temperatura, despois mantense durante un período de tempo e, finalmente, arrefríase no aire ou no forno.
Deste xeito, pódese eliminar o 80%-90% da tensión de soldadura.Outro método é o temperado local a alta temperatura, é dicir, quentar só a soldadura e a súa área circundante, e despois arrefriar lentamente, reducindo o valor máximo da tensión de soldadura, facendo que a distribución de tensión sexa relativamente plana e eliminando parcialmente a tensión de soldadura.
Despois de soldar algúns materiais de aceiro de aliaxe, as súas unións soldadas aparecerán estrutura endurecida, o que deteriorará as propiedades mecánicas do material.Ademais, esta estrutura endurecida pode levar á destrución da unión baixo a acción da tensión de soldadura e do hidróxeno.Despois do tratamento térmico, mellórase a estrutura metalográfica da unión, a plasticidade e a dureza da unión soldada mellóranse e as propiedades mecánicas completas da unión soldada.
O tratamento de deshidroxenación é manter quente durante un período de tempo dentro do rango de temperatura de quecemento de 300 a 400 graos.O obxectivo é acelerar a fuga de hidróxeno na unión soldada e o efecto do tratamento de deshidroxenación é mellor que o do post-quentamento a baixa temperatura.
O tratamento térmico post-soldadura e post-soldadura, o tratamento oportuno de post-quentamento e deshidroxenación despois da soldadura son unha das medidas eficaces para evitar as fisuras por frío na soldadura.As gretas inducidas polo hidróxeno causadas pola acumulación de hidróxeno na soldadura multipaso e multicapa de placas grosas deben tratarse con 2 ou 3 tratamentos intermedios de eliminación de hidróxeno.
Consideración do tratamento térmico no deseño de recipientes a presión
Consideración do tratamento térmico no deseño de recipientes a presión O tratamento térmico, como método tradicional e eficaz para mellorar e restaurar as propiedades do metal, sempre foi un elo relativamente débil no deseño e fabricación de recipientes a presión.
Os recipientes a presión implican catro tipos de tratamentos térmicos:
Tratamento térmico post-soldadura (tratamento térmico para aliviar o estrés);tratamento térmico para mellorar as propiedades do material;tratamento térmico para restaurar as propiedades do material;tratamento de eliminación de hidróxeno post-soldadura.O foco aquí é discutir cuestións relacionadas co tratamento térmico posterior á soldadura, que é amplamente utilizado no deseño de recipientes a presión.
1. O recipiente a presión de aceiro inoxidable austenítico precisa un tratamento térmico posterior á soldadura?O tratamento térmico posterior á soldadura consiste en utilizar a redución do límite de rendemento do material metálico a altas temperaturas para xerar fluxo de plástico no lugar onde a tensión é alta, co fin de lograr o propósito de eliminar a tensión residual da soldadura, e no ao mesmo tempo pode mellorar a plasticidade e dureza das unións soldadas e da zona afectada pola calor e mellorar a capacidade de resistir a corrosión por estrés.Este método de alivio de tensión úsase amplamente en recipientes a presión de aceiro carbono e de baixa aliaxe con estrutura de cristal cúbico centrado no corpo.
A estrutura cristalina do aceiro inoxidable austenítico é cúbica centrada na cara.Dado que o material metálico da estrutura de cristal cúbico centrado na cara ten máis planos de deslizamento que o cúbico centrado no corpo, presenta unha boa dureza e propiedades de reforzo da tensión.
Ademais, no deseño de recipientes a presión, o aceiro inoxidable adoita seleccionarse para os dous propósitos de anticorrosión e cumprir os requisitos especiais de temperatura.Ademais, o aceiro inoxidable é caro en comparación co aceiro carbono e o aceiro de baixa aliaxe, polo que o seu grosor de parede non será moi elevado.groso.
Polo tanto, tendo en conta a seguridade do funcionamento normal, non hai necesidade de requisitos de tratamento térmico posterior á soldadura para recipientes a presión de aceiro inoxidable austenítico.
En canto á corrosión debido ao uso, a inestabilidade do material, como o deterioro causado por condicións de funcionamento anormais como fatiga, carga de impacto, etc., é difícil de considerar no deseño convencional.Se existen estas situacións, o persoal científico e técnico relevante (como: deseño, uso, investigación científica e outras unidades relevantes) debe realizar investigacións en profundidade, experimentos comparativos e elaborar un plan de tratamento térmico viable para garantir que o o rendemento do servizo do recipiente a presión non se ve afectado.
En caso contrario, se a necesidade e a posibilidade de tratamento térmico para recipientes a presión de aceiro inoxidable austenítico non se consideran totalmente, moitas veces é inviable simplemente facer requisitos de tratamento térmico para o aceiro inoxidable austenítico por analoxía co aceiro carbono e o aceiro de baixa aliaxe.
Na norma actual, os requisitos para o tratamento térmico posterior á soldadura dos recipientes a presión de aceiro inoxidable austenítico son bastante vagos.Está estipulado no GB150: "A menos que se especifique o contrario nos debuxos, as cabezas de aceiro inoxidable austenítico formadas en frío non poden ser tratadas térmicamente".
En canto a se o tratamento térmico se realiza noutros casos, pode variar segundo a comprensión das diferentes persoas.No GB150 establécese que o recipiente e os seus compoñentes de presión cumpren unha das seguintes condicións e deben ser tratados térmicamente.O segundo e o terceiro elementos son: "Envases con corrosión por tensión, como recipientes que conteñan gas licuado de petróleo, amoníaco líquido, etc."e "Envases que conteñan medios extremadamente ou altamente tóxicos".
Só se estipula nela: «Salvo que nos debuxos se especifique o contrario, as unións soldadas de aceiro inoxidable austenítico non poderán ser sometidas a tratamento térmico».
Desde o nivel de expresión estándar, este requisito debe entenderse como principalmente para as diversas situacións enumeradas no primeiro ítem.As situacións segunda e terceira mencionadas anteriormente poden non estar necesariamente incluídas.
Deste xeito, os requisitos para o tratamento térmico post-soldadura dos recipientes a presión de aceiro inoxidable austenítico pódense expresar de forma máis completa e precisa, de xeito que os deseñadores poden decidir se e como tratar térmicos para recipientes a presión de aceiro inoxidable austenítico segundo a situación real.
O artigo 74 da 99a edición do “Regulamento de Capacidade” di claramente: “Os recipientes a presión de aceiro inoxidable austenítico ou de metais non férreos xeralmente non requiren tratamento térmico despois da soldadura.Se é necesario un tratamento térmico para requisitos especiais, debe indicarse no debuxo.
2. Tratamento térmico de recipientes explosivos de chapas de aceiro revestidos de aceiro inoxidable As placas de aceiro revestidas de aceiro inoxidable explosivos úsanse cada vez máis na industria dos recipientes a presión pola súa excelente resistencia á corrosión, a combinación perfecta de resistencia mecánica e un custo razoable.Os problemas de tratamento térmico tamén deben ser postos en coñecemento dos deseñadores de recipientes a presión.
O índice técnico ao que adoitan darlle importancia os deseñadores de recipientes a presión para os paneis compostos é a súa taxa de unión, mentres que o tratamento térmico dos paneis compostos adoita considerarse moi pouco ou debería ser considerado polas normas técnicas e fabricantes relevantes.O proceso de granallado de paneis compostos metálicos é esencialmente o proceso de aplicación de enerxía á superficie metálica.
Baixo a acción do pulso de alta velocidade, o material composto choca co material base oblicuamente e, no estado de chorro de metal, fórmase unha interface composta en zigzag entre o metal revestido e o metal base para lograr a unión entre os átomos.
O metal base despois do procesamento por explosión está realmente sometido a un proceso de reforzo da tensión.
Como resultado, a resistencia á tracción σb aumenta, o índice de plasticidade diminúe e o valor de límite de fluencia σs non é obvio.Se se trata de aceiro da serie Q235 ou 16MnR, despois do procesamento da explosión e despois probar as súas propiedades mecánicas, todos mostran o fenómeno de reforzo da tensión anterior.Neste sentido, tanto a placa revestida de aceiro titanio como a placa revestida de aceiro níquel requiren que a placa revestida sexa sometida a un tratamento térmico de alivio da tensión despois da composición explosiva.
A edición número 99 do "calibre de capacidade" tamén ten regulacións claras ao respecto, pero non se fai ningunha normativa para a placa explosiva de aceiro inoxidable austenítico composto.
Nos estándares técnicos relevantes actuais, a cuestión de se e como tratar con calor a placa de aceiro inoxidable austenítico despois do procesamento de explosión é relativamente vaga.
GB8165-87 "Placa de aceiro revestido de aceiro inoxidable" estipula: "Segundo o acordo entre o provedor e o comprador, tamén se pode entregar nun estado laminado en quente ou nun estado tratado térmicamente".Suministrado para nivelar, recortar o cortar.A petición, a superficie composta pode ser decapada, pasivada ou pulida, e tamén se pode subministrar en estado de tratamento térmico.
Non se menciona como se realiza o tratamento térmico.A principal razón desta situación segue sendo o mencionado problema das rexións sensibilizadas onde o aceiro inoxidable austenítico produce corrosión intergranular.
GB8547-87 "Placa revestida de titanio" estipula que o sistema de tratamento térmico para o tratamento térmico de alivio do estrés da placa revestida de titanio é: 540 ℃ ± 25 ℃, conservación da calor durante 3 horas.E esta temperatura está só no rango de temperatura de sensibilización do aceiro inoxidable austenítico (400 ℃-850 ℃).
Polo tanto, é difícil dar regulacións claras para o tratamento térmico de chapas de aceiro inoxidable austenítico compostos explosivos.Neste sentido, os nosos deseñadores de recipientes a presión deben ter unha comprensión clara, prestar a atención suficiente e tomar as medidas correspondentes.
En primeiro lugar, o 1Cr18Ni9Ti non debe usarse para o aceiro inoxidable revestido, porque en comparación co aceiro inoxidable austenítico con baixo contido de carbono 0Cr18Ni9, o seu contido de carbono é maior, é máis probable que se produza sensibilización e redúcese a súa resistencia á corrosión intergranular.
Ademais, cando a carcasa e a cabeza do recipiente a presión feitas de placa explosiva de aceiro inoxidable austenítico se usan en condicións duras, como: alta presión, flutuacións de presión e medios extremadamente perigosos, debe usarse 00Cr17Ni14Mo2.Os aceiros inoxidables austeníticos con baixo contido de carbono minimizan a posibilidade de sensibilización.
Os requisitos de tratamento térmico dos paneis compostos deben presentarse claramente e o sistema de tratamento térmico debe determinarse en consulta coas partes pertinentes, para conseguir o obxectivo de que o material base teña unha certa cantidade de reserva plástica e o material composto teña o resistencia á corrosión necesaria.
3. Pódense utilizar outros métodos para substituír o tratamento térmico global do equipo?Debido ás limitacións das condicións do fabricante e á consideración dos intereses económicos, moitas persoas exploraron outros métodos para substituír o tratamento térmico global dos recipientes a presión.Aínda que estas exploracións son beneficiosas e valiosas, pero na actualidade tampouco é un substituto para o tratamento térmico global dos recipientes a presión.
Os requisitos para o tratamento térmico integral non se relaxaron nas normas e procedementos actualmente vixentes.Entre as diversas alternativas ao tratamento térmico global, as máis típicas son: tratamento térmico local, método de martelado para eliminar a tensión residual de soldadura, método de explosión para eliminar o estrés residual de soldadura e método de vibración, método de baño de auga quente, etc.
Tratamento térmico parcial: está estipulado no 10.4.5.3 de GB150-1998 "Recipientes a presión de aceiro": "Juntas soldadas B, C, D, xuntas soldadas tipo A que conectan a cabeza esférica e o cilindro e as pezas de reparación de soldadura defectuosas poden usarse. tratamento térmico parcial.Método de tratamento térmico".Esta regulación significa que o método de tratamento térmico local non está permitido para a soldadura de clase A no cilindro, é dicir: todo o equipo non pode usar o método de tratamento térmico local, unha das razóns é que o estrés residual da soldadura non se pode eliminado de forma simétrica.
O método de martelado elimina a tensión residual de soldadura: é dicir, mediante o martilleo manual, superponse unha tensión de laminación á superficie da unión soldada, compensando así parcialmente o efecto adverso da tensión residual de tracción.
En principio, este método ten un certo efecto inhibitorio na prevención da fisuración por corrosión por tensión.
Non obstante, debido a que non hai indicadores cuantitativos e procedementos operativos máis estritos no proceso de operación práctica e o traballo de verificación para a comparación e o uso non é suficiente, non foi adoptado pola norma actual.
Método de explosión para eliminar a tensión residual de soldadura: o explosivo faise especialmente en forma de cinta e a parede interna do equipo está pegada na superficie da unión soldada.O mecanismo é o mesmo que o do método de martelo para eliminar a tensión residual de soldadura.
Dise que este método pode compensar algunhas das deficiencias do método de martelo para eliminar a tensión residual de soldadura.Non obstante, algunhas unidades utilizaron o tratamento térmico global e o método de explosión para eliminar a tensión residual de soldadura en dous tanques de almacenamento de GLP coas mesmas condicións.Anos despois, a inspección da apertura do tanque comprobou que as unións soldadas do primeiro estaban intactas, mentres que as unións soldadas do tanque de almacenamento cuxa tensión residual foi eliminada polo método de explosión mostraban moitas gretas.Deste xeito, o método de explosión que antes era popular para eliminar a tensión residual da soldadura é silencioso.
Existen outros métodos de alivio da tensión residual de soldadura, que por varias razóns non foron aceptados pola industria dos recipientes a presión.Nunha palabra, o tratamento térmico global posterior á soldadura dos recipientes a presión (incluído o tratamento térmico secundario no forno) ten as desvantaxes dun alto consumo de enerxía e un longo ciclo de tempo, e enfróntase a varias dificultades no funcionamento real debido a factores como o estrutura do recipiente a presión, pero aínda é a industria actual de recipientes a presión.O único método para eliminar a tensión residual de soldadura que é aceptable en todos os aspectos.
Hora de publicación: 25-Xul-2022