Metināšanas atlikušo spriegumu izraisa metināšanas radītais nevienmērīgais metinājuma temperatūras sadalījums, metinātā metāla termiskā izplešanās un saraušanās utt., tāpēc atlikušais spriegums neizbēgami radīsies kopā ar metināšanas konstrukciju.
Visizplatītākā metode, kā novērst atlikušo spriegumu, ir rūdīšana augstā temperatūrā, tas ir, metinājumu uzkarsē līdz noteiktai temperatūrai un tur noteiktu laiku termiskās apstrādes krāsnī, un tiek samazināta materiāla izplūdes robeža augstā temperatūrā. , lai plastmasas plūsma notiktu vietā ar augstu iekšējo spriegumu, Elastīgā deformācija pakāpeniski samazinās, un plastiskā deformācija pakāpeniski palielinās, lai samazinātu stresu.
1. Termiskās apstrādes metodes izvēle
Pēcmetināšanas termiskās apstrādes ietekme uz metāla stiepes izturību un šļūdes robežu ir saistīta ar termiskās apstrādes temperatūru un turēšanas laiku. Pēcmetināšanas termiskās apstrādes ietekme uz metinātā metāla triecienizturību atšķiras atkarībā no tērauda markām.
Pēcmetināšanas termiskā apstrāde parasti izmanto vienu augstas temperatūras rūdīšanu vai normalizēšanu un rūdīšanu augstā temperatūrā. Gāzes metināšanas savienojumiem tiek izmantota normalizēšana un rūdīšana augstā temperatūrā. Tas ir tāpēc, ka gāzes metināšanas šuves un siltuma ietekmes zonas graudi ir rupji, un graudi ir jāattīra, tāpēc tiek izmantota normalizēšana.
Tomēr viena normalizēšana nevar novērst atlikušo spriegumu, tāpēc, lai novērstu stresu, ir nepieciešama rūdīšana augstā temperatūrā. Viena vidēja temperatūras rūdīšana ir piemērota tikai lielu parasto zema oglekļa tērauda konteineru montāžai un metināšanai, kas samontēti uz vietas, un tās mērķis ir daļēji novērst atlikušo spriegumu un noņemt ūdeņradi.
Vairumā gadījumu tiek izmantota viena augstas temperatūras rūdīšana. Termiskās apstrādes sildīšanai un dzesēšanai nevajadzētu būt pārāk ātrai, un iekšējām un ārējām sienām jābūt vienādām.
2. Spiedientvertnes termiskās apstrādes metode
Spiedientvertnēs izmanto divu veidu termiskās apstrādes metodes: viena ir termiskā apstrāde, lai uzlabotu mehāniskās īpašības; otrs ir termiskā apstrāde pēc metināšanas (PWHT). Vispārīgi runājot, pēcmetināšanas termiskā apstrāde ir metinātās vietas vai metināto komponentu termiskā apstrāde pēc sagataves metināšanas.
Īpašais saturs ietver spriedzes mazināšanas atlaidināšanu, pilnīgu atkausēšanu, cieto kausēšanu, normalizēšanu, normalizēšanu un atlaidināšanu, rūdīšanu, zemas temperatūras spriedzes mazināšanu, nokrišņu termisko apstrādi utt.
Šaurā nozīmē termiskā apstrāde pēc metināšanas attiecas tikai uz spriedzes atlaidināšanu, tas ir, lai uzlabotu metināšanas zonas veiktspēju un novērstu metināšanas atlikušā sprieguma kaitīgo ietekmi, lai vienmērīgi un pilnībā uzsildītu metināšanas zonu. un saistītās daļas zem metāla fāzes pārejas temperatūras punkta 2. , un pēc tam vienmērīgas dzesēšanas process. Daudzos gadījumos apspriestā pēcmetināšanas termiskā apstrāde būtībā ir pēcmetināšanas spriedzes samazināšanas termiskā apstrāde.
3. Pēcmetināšanas termiskās apstrādes mērķis
1). Atbrīvojiet metināšanas atlikušo spriegumu.
2). Stabilizējiet struktūras formu un izmēru un samaziniet kropļojumus.
3). Uzlabojiet parasto metālu un metināto savienojumu veiktspēju, tostarp:
a. Uzlabojiet metinātā metāla plastiskumu.
b. Samaziniet karstuma ietekmētās zonas cietību.
c. Uzlabojiet izturību pret lūzumiem.
d. Uzlabot noguruma spēku.
e. Atjaunojiet vai palieliniet aukstās formēšanas laikā samazināto tecēšanas robežu.
4). Uzlabot spēju pretoties stresa korozijai.
5). Tālāk izlaidiet kaitīgo gāzi metinātajā metālā, īpaši ūdeņradi, lai novērstu aizkavētu plaisu rašanos.
4. Spriedums par PWHT nepieciešamību
Nepieciešamība pēc metināšanas spiedientvertņu termiskās apstrādes ir skaidri jānorāda projektā, un to pieprasa pašreizējās spiedtvertņu konstrukcijas specifikācijas.
Metinātajā spiedtvertnē metināšanas zonā ir liels atlikušais spriegums, un atlikušajam spriegumam ir nelabvēlīga ietekme. izpaužas noteiktos apstākļos. Kad atlikušais spriegums apvienojas ar ūdeņradi metinātajā šuvē, tas veicinās siltuma skartās zonas sacietēšanu, kā rezultātā veidojas aukstas un aizkavētas plaisas.
Ja atlikušo statisko spriegumu metinātajā šuvē vai dinamisko slodzes spriegumu slodzes darbībā apvieno ar vides korozijas efektu, tas var izraisīt plaisām līdzīgu koroziju, tas ir, tā saukto sprieguma koroziju. Metināšanas atlikušais spriegums un parastā metāla sacietēšana, ko izraisa metināšana, ir svarīgi faktori sprieguma korozijas plaisāšanai.
Pētījuma rezultāti liecina, ka galvenā deformācijas un atlikušā sprieguma ietekme uz metāla materiāliem ir metāla maiņa no viendabīgas korozijas uz lokalizētu koroziju, tas ir, uz starpkristālu vai transgranulāru koroziju. Protams, gan korozijas plaisāšana, gan metālu starpkristālu korozija notiek vidēs, kurām šim metālam ir noteiktas īpašības.
Atlikušo spriegumu klātbūtnē tas mainās atkarībā no agresīvās vides sastāva, koncentrācijas un temperatūras, kā arī no parastā metāla un metinājuma zonas sastāva, struktūras, virsmas stāvokļa, sprieguma stāvokļa utt. lai korozija Bojājuma raksturs var mainīties.
Tas, vai metinātā spiedtvertne ir jāpakļauj pēcmetināšanas termiskai apstrādei, ir vispusīgi jānosaka, ņemot vērā tvertnes izmantošanu un izmēru (īpaši sienas plāksnes biezumu), izmantoto materiālu īpašības un darba apstākļus. Vienā no šīm situācijām jāapsver pēcmetināšanas termiskā apstrāde:
1). Lietošanas apstākļi ir skarbi, piemēram, konteineri ar biezām sienām, kuriem, strādājot zemā temperatūrā, draud trausls lūzums, un konteineri, kas iztur lielas un mainīgas slodzes.
2). Metinātas spiedtvertnes, kuru biezums pārsniedz noteiktu robežu. Tostarp katli, naftas ķīmijas spiedtvertnes utt. ar īpašiem noteikumiem un specifikācijām.
3). Spiedientvertnes ar augstu izmēru stabilitāti.
4). Tērauda konteineri ar augstu sacietēšanas tendenci.
5). Spiedientvertnes ar sprieguma korozijas plaisāšanas risku.
6). Citas spiedtvertnes, kas norādītas īpašos noteikumos, specifikācijās un rasējumos.
Tērauda metinātās spiedtvertnēs atlikušie spriegumi līdz tecēšanas robežai veidojas metinājuma tuvumā. Šī sprieguma rašanās ir saistīta ar struktūras pārveidošanu, kas sajaukta ar austenītu. Daudzi pētnieki norādīja, ka, lai novērstu atlikušo spriegumu pēc metināšanas, 650 grādu rūdīšana var labi ietekmēt tērauda metināto spiedtvertni.
Tajā pašā laikā tiek uzskatīts, ka bez atbilstošas termiskās apstrādes pēc metināšanas ne vienmēr var iegūt korozijizturīgus metinātos savienojumus.
Parasti tiek uzskatīts, ka spriedzes samazināšanas termiskā apstrāde ir process, kurā metināšanas sagatave tiek uzkarsēta līdz 500-650 grādiem un pēc tam lēnām atdzesēta. Sprieguma samazināšanās ir saistīta ar šļūdei augstā temperatūrā, sākot no 450 grādiem oglekļa tēraudos un no 550 grādiem molibdēnu saturošajos tēraudos.
Jo augstāka temperatūra, jo vieglāk ir atbrīvoties no stresa. Bet, kad tiek pārsniegta sākotnējā tērauda rūdīšanas temperatūra, tērauda izturība samazināsies. Tāpēc stresa mazināšanas termiskai apstrādei ir jāapgūst divi elementi - temperatūra un laiks, kas ir neaizstājami.
Tomēr metinājuma iekšējā spriegumā vienmēr tiek pavadīts stiepes spriegums un spiedes spriegums, un vienlaikus pastāv spriegums un elastīgā deformācija. Paaugstinoties tērauda temperatūrai, tecēšanas robeža samazinās, un sākotnējā elastīgā deformācija kļūst par plastisku deformāciju, kas ir sprieguma relaksācija.
Jo augstāka sildīšanas temperatūra, jo pietiekošāk tiek noņemts iekšējais spriegums. Tomēr, ja temperatūra ir pārāk augsta, tērauda virsma tiks nopietni oksidēta. Turklāt rūdīta un rūdīta tērauda PWHT temperatūrai princips nedrīkst pārsniegt sākotnējo tērauda rūdīšanas temperatūru, kas parasti ir par aptuveni 30 grādiem zemāka nekā tērauda sākotnējā rūdīšanas temperatūra, pretējā gadījumā materiāls zaudēs rūdīšanu un rūdīšanu. rūdīšanas efekts, un tiks samazināta izturība un izturība pret lūzumiem. samazināt. Šim punktam īpaša uzmanība jāpievērš termiskās apstrādes darbiniekiem.
Jo augstāka ir pēcmetināšanas termiskās apstrādes temperatūra, lai novērstu iekšējo spriegumu, jo lielāka ir tērauda mīkstināšanas pakāpe. Parasti iekšējo spriegumu var novērst, karsējot līdz tērauda pārkristalizācijas temperatūrai. Rekristalizācijas temperatūra ir cieši saistīta ar kušanas temperatūru.
Parasti pārkristalizācijas temperatūra K=0,4 × kušanas temperatūra (K). Jo tuvāk termiskās apstrādes temperatūra ir pārkristalizācijas temperatūrai, jo efektīvāk ir novērst atlikušo spriegumu.
5. PWHT visaptverošās ietekmes apsvēršana
Termiskā apstrāde pēc metināšanas nav absolūti izdevīga. Parasti termiskā apstrāde pēc metināšanas ir izdevīga, lai mazinātu atlikušo spriegumu, un to veic tikai tad, ja ir stingras prasības attiecībā uz sprieguma koroziju.
Tomēr parauga triecienizturības tests liecina, ka pēcmetināšanas termiskā apstrāde nav laba nogulsnētā metāla stingrībai un metināšanas karstuma skartajai zonai, un dažreiz metināšanas karstuma graudu rupjības diapazonā var rasties starpgranulu plaisāšana. - ietekmētā zona.
Turklāt PWHT paļaujas uz materiāla stiprības samazināšanos augstā temperatūrā, lai panāktu stresa mazināšanu. Tāpēc PWHT laikā struktūra var zaudēt stingrību. Vispārējai vai daļējai PWHT struktūrai pirms termiskās apstrādes jāņem vērā metināšana augstā temperatūrā. nestspēja.
Tāpēc, apsverot, vai veikt pēcmetināšanas termisko apstrādi, ir vispusīgi jāsalīdzina termiskās apstrādes priekšrocības un trūkumi. No strukturālās veiktspējas viedokļa ir veiktspējas uzlabošanas aspekti, un ir veiktspējas samazināšanas aspekti. Pamatoti spriedumi būtu jāpieņem, pamatojoties uz abu aspektu visaptverošu apsvēršanu.
