Preostalo naprezanje zavarivanja je uzrokovano neravnomjernom distribucijom temperature zavarenih spojeva uzrokovanih zavarivanjem, toplinskim širenjem i skupljanjem metala šava, itd., tako da će se zaostalo naprezanje neizbježno stvarati tokom konstrukcije zavarivanja. Najčešći način uklanjanja zaostalog naprezanja je kaljenje na visokoj temperaturi, odnosno zavar se stavlja u peć za termičku obradu i zagrijava na određenu temperaturu i održava toplim određeno vrijeme. Granica popuštanja materijala se smanjuje na visokoj temperaturi, tako da na mjestima s visokim unutarnjim naprezanjem dolazi do plastičnog strujanja, elastična deformacija se postupno smanjuje, a plastična deformacija se postepeno povećava kako bi se smanjilo naprezanje.
01 Izbor metode termičke obrade
Utjecaj toplinske obrade nakon zavarivanja na vlačnu čvrstoću i granicu puzanja metala povezan je s temperaturom i vremenom držanja toplinske obrade. Učinak toplinske obrade nakon zavarivanja na udarnu žilavost metala šava varira kod različitih vrsta čelika. Termička obrada nakon zavarivanja općenito koristi jednokratno kaljenje na visokoj temperaturi ili normalizaciju plus kaljenje na visokoj temperaturi. Za zavarivanje plinskim zavarivanjem koristi se toplinska obrada normalizacije plus kaljenje na visokim temperaturama. To je zato što su zrna zavarenih šavova gasnim zavarivanjem i zona zahvaćenih toplotom gruba i treba ih rafinirati, pa se koristi normalizujući tretman. Međutim, jednokratna normalizacija ne može eliminirati zaostalo naprezanje, pa je kaljenje na visokim temperaturama potrebno da bi se eliminirao stres. Pojedinačno srednjetemperaturno kaljenje je pogodno samo za montažno zavarivanje velikih običnih niskougljičnih čeličnih kontejnera montiranih na licu mjesta, a svrha mu je postizanje djelomične eliminacije zaostalog naprezanja i dehidrogenacije. U većini slučajeva koristi se jednokratno kaljenje na visokim temperaturama. Zagrijavanje i hlađenje termičke obrade ne smije biti prebrzo, a unutrašnji i vanjski zidovi trebaju biti ujednačeni.
02 Metode toplinske obrade koje se koriste u posudama pod pritiskom
Postoje dvije vrste metoda toplinske obrade koje se koriste u posudama pod pritiskom: jedna je toplinska obrada radi poboljšanja mehaničkih svojstava; drugi je termička obrada nakon zavarivanja (PWHT). U širem smislu, termička obrada nakon zavarivanja je toplinska obrada područja zavarivanja ili zavarenih komponenti nakon što je radni komad zavaren. Specifični sadržaji uključuju žarenje za ublažavanje naprezanja, potpuno žarenje, otopinu, normalizaciju, normalizaciju i kaljenje, kaljenje, ublažavanje napona na niskim temperaturama, precipitaciju toplinske obrade, itd. odnosno da bi se poboljšale performanse područja zavarivanja i eliminisali štetni efekti kao što je zaostalo naprezanje zavarivanja, područje zavarivanja i povezani dijelovi se ravnomjerno i potpuno zagrijavaju ispod tačke temperature transformacije metalne faze 2, a zatim se ravnomjerno hlade. U mnogim slučajevima, termička obrada nakon zavarivanja je u suštini toplinska obrada nakon zavarivanja za ublažavanje naprezanja.
03Svrha termičke obrade nakon zavarivanja
1. Opustite zaostalo naprezanje zavarivanja.
2. Stabilizirati oblik i veličinu strukture i smanjiti izobličenje.
3. Poboljšati performanse osnovnog materijala i zavarenih spojeva, uključujući: a. Poboljšati plastičnost metala šava. b. Smanjite tvrdoću zone zahvaćene toplotom. c. Poboljšati otpornost na lom. d. Poboljšajte snagu zamora. e. Vratite ili poboljšajte granicu tečenja smanjenu tokom hladnog oblikovanja.
4. Poboljšati sposobnost otpornosti na stresnu koroziju.
5. Dalje oslobađanje štetnih gasova u metalu šava, posebno vodonika, kako bi se sprečila pojava zakasnelih pukotina.
04Prosuda o neophodnosti PWHT
Da li posudi pod pritiskom treba termičku obradu nakon zavarivanja treba jasno navesti u projektu, a trenutne specifikacije za dizajn posude pod pritiskom imaju zahtjeve za to.
Kod zavarenih posuda pod pritiskom postoji veliko zaostalo naprezanje u području zavarivanja i štetni efekti zaostalog naprezanja. Ispoljavaju se samo pod određenim uslovima. Kada se zaostalo naprezanje spoji sa vodonikom u zavaru, to će potaknuti otvrdnjavanje zone pod utjecajem topline, što će rezultirati pojavom hladnih pukotina i odloženih pukotina.
Kada se statički napon koji ostaje u zavaru ili dinamički napon tokom rada opterećenja kombinuje sa korozivnim efektom medijuma, to može izazvati koroziju prslina, što se naziva korozija pod naponom. Preostalo naprezanje zavarivanja i stvrdnjavanje osnovnog materijala uzrokovano zavarivanjem su važni faktori u stvaranju prslina od korozije pod naponom.
Xinfa oprema za zavarivanje ima karakteristike visokog kvaliteta i niske cijene. Za detalje posjetite:Proizvođači zavarivanja i rezanja - Kina tvornica i dobavljači zavarivanja i rezanja (xinfatools.com)
Rezultati istraživanja pokazuju da je glavni učinak deformacije i zaostalog naprezanja na metalne materijale transformacija metala iz jednolične korozije u lokalnu, odnosno u intergranularnu ili transgranularnu koroziju. Naravno, pucanje metala od korozije i intergranularna korozija se javljaju u medijima sa određenim karakteristikama za metal. U prisustvu zaostalog naprezanja, priroda oštećenja od korozije može se promijeniti ovisno o sastavu, koncentraciji i temperaturi korozivnog medija, kao i o razlikama u sastavu, organizaciji, površinskom stanju, stanju naprezanja itd. osnovnog materijala. i zona zavarivanja.
Da li je zavarenim posudama pod pritiskom potrebna termička obrada nakon zavarivanja, treba se utvrditi sveobuhvatnim razmatranjem namjene, veličine (posebno debljine stijenke), performansi upotrijebljenih materijala i radnih uslova posude. Toplinsku obradu nakon zavarivanja treba razmotriti u bilo kojoj od sljedećih situacija:
1. Teški radni uslovi, kao što su posude debelih zidova sa rizikom od krtog loma na niskim temperaturama i posude koje nose velika opterećenja i naizmenična opterećenja.
2. Zavarene posude pod pritiskom čija debljina prelazi određenu granicu. Uključujući kotlove, petrohemijske posude pod pritiskom, itd., koji imaju posebne propise i specifikacije.
3. Posude pod pritiskom visoke stabilnosti dimenzija.
4. Kontejneri izrađeni od čelika sa velikom tendencijom stvrdnjavanja.
5. Posude pod pritiskom sa rizikom od naponske korozije.
6. Druge posude pod pritiskom određene posebnim propisima, specifikacijama i crtežima.
U čeličnim zavarenim posudama pod pritiskom, zaostalo naprezanje koje dostiže granicu popuštanja formira se u području blizu šava. Generiranje ovog naprezanja povezano je s transformacijom strukture pomiješane sa austenitom. Mnogi istraživači ističu da, kako bi se eliminisalo zaostalo naprezanje nakon zavarivanja, kaljenje na 650 stepeni može imati dobar učinak na čelične zavarene posude pod pritiskom.
U isto vrijeme, vjeruje se da ako se nakon zavarivanja ne izvrši odgovarajuća toplinska obrada, zavareni spojevi otporni na koroziju nikada neće biti dobiveni.
Općenito se vjeruje da je toplinska obrada za ublažavanje naprezanja proces u kojem se zavareni radni komad zagrijava na 500-650 stupnjeva, a zatim polako hladi. Smanjenje naprezanja je uzrokovano puzanjem na visokoj temperaturi, koje počinje od 450 stepeni u ugljeničnim čelicima i 550 stepeni u čelicima koji sadrže molibden.
Što je temperatura viša, to je lakše ukloniti stres. Međutim, kada se prekorači prvobitna temperatura kaljenja čelika, čvrstoća čelika će se smanjiti. Stoga, toplinska obrada za ublažavanje stresa mora ovladati dva elementa temperature i vremena, a nijedan nije neophodan.
Međutim, u unutrašnjem naprezanju zavarenog spoja uvijek su pridruženi vlačni i tlačni naponi, a istovremeno postoje naprezanje i elastična deformacija. Kada temperatura čelika poraste, granica popuštanja se smanjuje, a prvobitna elastična deformacija će postati plastična deformacija, što je relaksacija napona.
Što je viša temperatura grijanja, potpunije se eliminira unutrašnji stres. Međutim, kada je temperatura previsoka, čelična površina će biti ozbiljno oksidirana. Osim toga, za PWHT temperaturu kaljenog i kaljenog čelika, princip ne smije prelaziti prvobitnu temperaturu kaljenja čelika, koja je općenito oko 30 stupnjeva niža od prvobitne temperature kaljenja čelika, inače će materijal izgubiti kaljenje i učinak kaljenja, a snaga i otpornost na lom će se smanjiti. Ovoj tački treba posvetiti posebnu pažnju radnicima za termičku obradu.
Što je viša temperatura termičke obrade nakon zavarivanja za eliminaciju unutrašnjeg naprezanja, to je veći stepen omekšavanja čelika. Obično se unutrašnje naprezanje može eliminisati zagrijavanjem do temperature rekristalizacije čelika. Temperatura rekristalizacije je usko povezana sa temperaturom topljenja. Općenito, temperatura rekristalizacije K=0,4X temperatura topljenja (K). Što je temperatura termičke obrade bliža temperaturi rekristalizacije, to je efikasnija u eliminaciji zaostalog naprezanja.
04 Razmatranje sveobuhvatnog efekta PWHT
Termička obrada nakon zavarivanja nije apsolutno korisna. Općenito govoreći, toplinska obrada nakon zavarivanja pogoduje oslobađanju zaostalog naprezanja i provodi se samo kada postoje strogi zahtjevi za koroziju pod naponom. Međutim, ispitivanje udarne žilavosti uzoraka pokazalo je da termička obrada nakon zavarivanja nije pogodovala poboljšanju žilavosti nanesenog metala i zone utjecaja topline, a ponekad može doći do međugranularnih pukotina unutar raspona grubosti zrna u području toplinski utjecaja. zona.
Nadalje, PWHT se oslanja na smanjenje čvrstoće materijala na visokim temperaturama kako bi se eliminiralo naprezanje. Stoga, tokom PWHT, struktura može izgubiti krutost. Za konstrukcije koje imaju ukupni ili djelomični PWHT, nosivost zavarenog spoja na visokim temperaturama mora se uzeti u obzir prije toplinske obrade.
Stoga, kada se razmatra da li izvršiti termičku obradu nakon zavarivanja, prednosti i nedostatke termičke obrade treba sveobuhvatno uporediti. Iz perspektive strukturalnih performansi, postoji strana koja poboljšava performanse i strana koja smanjuje performanse. Treba donijeti razumnu prosudbu na osnovu osnovnog rada na sveobuhvatnom razmatranju oba aspekta.
Vrijeme objave: Sep-04-2024
