Svejserestspændingen er forårsaget af den ujævne temperaturfordeling af svejsningen forårsaget af svejsning, den termiske udvidelse og sammentrækning af svejsemetallet osv., så restspændingen vil uundgåeligt blive genereret sammen med svejsekonstruktionen.
Den mest almindelige metode til at eliminere restspænding er højtemperaturtempering, det vil sige, at svejsningen opvarmes til en bestemt temperatur og holdes i en vis periode i en varmebehandlingsovn, og materialets udbyttegrænse ved høj temperatur reduceres , således at der opstår plastisk flow på stedet med høj indre spænding, Den elastiske deformation aftager gradvist, og den plastiske deformation øges gradvist for at reducere spændingen.
1. Valg af varmebehandlingsmetode
Effekten af varmebehandling efter svejsning på metallets trækstyrke og krybegrænse er relateret til temperaturen og holdetiden for varmebehandlingen. Effekten af varmebehandling efter svejsning på slagstyrken af svejsemetal varierer med forskellige stålkvaliteter.
Varmebehandlingen efter svejsning vedtager generelt enkelt højtemperaturtempering eller normalisering og højtemperaturtempering. Til gassvejsesamlinger anvendes normalisering og højtemperaturtempering. Dette skyldes, at kornene i gassvejsesømmen og den varmepåvirkede zone er grove, og kornene skal forædles, så normalisering bruges.
Enkelt normalisering kan dog ikke eliminere resterende stress, så højtemperaturtempering er påkrævet for at eliminere stress. En enkelt middeltemperaturhærdning er kun egnet til samling og svejsning af store almindelige stålbeholdere med lavt kulstofindhold samlet på stedet, og dens formål er delvist at eliminere restspænding og fjerne brint.
I de fleste tilfælde anvendes en enkelt højtemperaturtempering. Opvarmningen og afkølingen af varmebehandlingen bør ikke være for hurtig, og de indre og ydre vægge skal være ensartede.
2. Varmebehandlingsmetode for trykbeholder
Der er to typer varmebehandlingsmetoder, der anvendes i trykbeholdere: den ene er varmebehandling for at forbedre de mekaniske egenskaber; den anden er post-weld varmebehandling (PWHT). I store træk er varmebehandling efter svejsning varmebehandlingen af det svejste område eller svejsede komponenter, efter at emnet er svejset.
Det specifikke indhold omfatter afspændingsudglødning, fuldstændig udglødning, fastsmeltning, normalisering, normalisering og temperering, temperering, lavtemperaturaflastning, nedbørsvarmebehandling mv.
I en snæver forstand refererer varmebehandling efter svejsning kun til afspændingsudglødning, det vil sige for at forbedre ydeevnen af svejsezonen og eliminere de skadelige virkninger af svejserestspænding for at opvarme svejsezonen ensartet og fuldstændigt og relaterede dele under temperaturpunktet for metalfaseovergang 2. , og derefter processen med ensartet afkøling. I mange tilfælde er den omtalte varmebehandling efter svejsning i det væsentlige varmebehandling efter svejsning.
3. Formål med varmebehandling efter svejsning
1). Slap af resterende svejsning.
2). Stabiliser formen og størrelsen af strukturen og reducer forvrængning.
3). Forbedre ydeevnen af uædle metal og svejsede samlinger, herunder:
en. Forbedre plasticiteten af svejsemetallet.
b. Reducer hårdheden af den varmepåvirkede zone.
c. Forbedre brudsejhed.
d. Forbedre træthedsstyrken.
e. Gendan eller øge flydespændingen reduceret ved koldformning.
4). Forbedre evnen til at modstå spændingskorrosion.
5). Frigiv yderligere den skadelige gas i svejsemetallet, især brint, for at forhindre forekomsten af forsinkede revner.
4. Bedømmelse af nødvendigheden af PWHT
Nødvendigheden af varmebehandling efter svejsning for trykbeholdere bør være klart specificeret i designet, og de nuværende designspecifikationer for trykbeholdere kræver dette.
I den svejste trykbeholder er der en stor restspænding i svejseområdet, og restspændingen har en negativ effekt. manifesteret under visse betingelser. Når restspændingen kombineres med brinten i svejsningen, vil det fremme hærdningen af den varmepåvirkede zone, hvilket resulterer i udvikling af kolde og forsinkede revner.
Når den resterende statiske spænding i svejsningen eller den dynamiske belastningsspænding i belastningsoperationen kombineres med mediets korrosionseffekt, kan det forårsage revnelignende korrosion, det vil sige den såkaldte spændingskorrosion. Svejserestspænding og hærdning af basismetallet forårsaget af svejsning er vigtige faktorer for spændingskorrosionsrevner.
Forskningsresultaterne viser, at hovedeffekten af deformation og restspænding på metalmaterialer er at ændre metallet fra ensartet korrosion til lokaliseret korrosion, det vil sige til intergranulær eller transgranulær korrosion. Naturligvis forekommer både korrosionsrevner og intergranulær korrosion af metaller i medier, der har visse egenskaber for det pågældende metal.
Ved tilstedeværelse af restspænding varierer det alt efter sammensætningen, koncentrationen og temperaturen af det aggressive medium, samt forskellen i sammensætning, struktur, overfladetilstand, spændingstilstand osv. af basismetallet og svejsezonen, så korrosionen Skadens karakter kan ændre sig.
Hvorvidt den svejsede trykbeholder skal underkastes varmebehandling efter svejsning, bør afgøres udførligt ud fra beholderens anvendelse og størrelse (især tykkelsen af vægpladen), egenskaberne af de anvendte materialer og arbejdsbetingelserne. I en af følgende situationer bør varmebehandling efter svejsning overvejes:
1). Brugsforholdene er barske, såsom tykvæggede beholdere, der risikerer sprødbrud ved arbejde ved lave temperaturer, og beholdere, der bærer stor belastning og vekslende belastning.
2). Svejste trykbeholdere med tykkelse over en vis grænse. Herunder kedler, petrokemiske trykbeholdere etc. med særlige forskrifter og specifikationer.
3). Trykbeholdere med høj dimensionsstabilitet.
4). Beholdere lavet af stål med høj tendens til at hærde.
5). Trykbeholdere med risiko for spændingskorrosion.
6). Andre trykbeholdere specificeret ved særlige forskrifter, specifikationer og tegninger.
I stålsvejsede trykbeholdere opstår der restspændinger op til flydegrænsen i området tæt på svejsningen. Genereringen af denne spænding er relateret til transformationen af strukturen blandet med austenit. Mange forskere påpegede, at for at eliminere restspændingen efter svejsning, kan anløbning på 650 grader have en god effekt på den stålsvejsede trykbeholder.
Samtidig menes det, at uden korrekt varmebehandling efter svejsning, kan korrosionsbestandige svejsede samlinger ikke altid opnås.
Det antages generelt, at afspændingsvarmebehandling er en proces, hvor svejseemnet opvarmes til 500-650 grader og derefter langsomt afkøles. Reduktionen i spænding skyldes krybning ved høj temperatur, startende fra 450 grader i kulstofstål og fra 550 grader i molybdænholdige stål.
Jo højere temperatur, jo lettere er det at lindre stress. Men når først stålets oprindelige anløbningstemperatur er overskredet, vil stålets styrke falde. Derfor skal varmebehandlingen af stressaflastning mestre de to elementer temperatur og tid, som er uundværlige.
Men i den indre spænding af svejsningen er trækspænding og trykspænding altid ledsaget, og spænding og elastisk deformation eksisterer på samme tid. Når stålets temperatur stiger, falder flydespændingen, og den oprindelige elastiske deformation bliver til plastisk deformation, som er spændingsrelaksation.
Jo højere opvarmningstemperaturen er, jo mere tilstrækkelig aflastes den indre belastning. Men når temperaturen er for høj, vil overfladen af stålet blive alvorligt oxideret. Derudover bør princippet for PWHT-temperaturen for hærdet og hærdet stål ikke overstige stålets oprindelige anløbningstemperatur, som generelt er omkring 30 grader lavere end stålets oprindelige hærdningstemperatur, ellers vil materialet miste hærdningen og hærdningseffekt, og styrken og brudsejheden vil blive reduceret. reducere. Dette punkt bør være særlig opmærksom på for varmebehandlingsarbejdere.
Jo højere varmebehandlingstemperatur efter svejsning er for at eliminere indre spændinger, jo større blødgøringsgrad af stålet. Normalt kan den indre spænding elimineres ved opvarmning til stålets omkrystallisationstemperatur. Omkrystallisationstemperaturen er tæt forbundet med smeltetemperaturen.
Generelt er omkrystallisationstemperaturen K=0,4×smeltetemperatur (K). Jo tættere varmebehandlingstemperaturen er på rekrystallisationstemperaturen, jo mere effektiv er den til at eliminere resterende spænding.
5. Overvejelse af den omfattende effekt af PWHT
Varmebehandling efter svejsning er ikke absolut fordelagtig. Generelt er varmebehandling efter svejsning gavnlig for at afhjælpe restspænding, og den udføres kun, når der er strenge krav til spændingskorrosion.
Slagsejhedstesten af prøven viser imidlertid, at varmebehandlingen efter svejsningen ikke er god for sejheden af det aflejrede metal og den svejsevarmepåvirkede zone, og nogle gange kan der forekomme intergranulær revnedannelse inden for svejsevarmens kornforstørrelsesområde. - berørt zone.
Ydermere er PWHT afhængig af reduktion af materialestyrke ved høj temperatur for at opnå stressaflastning. Derfor kan strukturen under PWHT miste stivhed. For strukturen af samlet eller delvis PWHT skal svejsningen ved høj temperatur overvejes før varmebehandling. bæreevne.
Derfor, når man overvejer, om der skal udføres varmebehandling efter svejsning, bør fordele og ulemper ved varmebehandling sammenlignes grundigt. Fra perspektivet af strukturel ydeevne er der aspekter af at forbedre ydeevnen, og der er aspekter af at reducere ydeevnen. Rimelige vurderinger bør foretages på grundlag af en omfattende overvejelse af begge aspekter.
