Залишкова напруга під час зварювання спричинена нерівномірним розподілом температури зварного виробу, спричиненим зварюванням, тепловим розширенням і звуженням металу шва тощо, тому зварювальна конструкція неминуче вироблятиме залишкову напругу.
Найпоширенішим методом усунення залишкових напруг є високотемпературний відпуск, тобто нагрівання зварного шва до певної температури і витримка його протягом певного часу в печі для термообробки, а також використання зниження межі текучості матеріалу. при високій температурі викликати пластичну течію в місцях з високим внутрішнім напруженням.Пружна деформація поступово зменшується, а пластична деформація поступово збільшується, щоб зменшити напругу.
1.Вибір методу теплової обробки
Вплив термічної обробки після зварювання на міцність на розрив і межу повзучості металу пов’язаний з температурою термічної обробки та часом витримки.Вплив термічної обробки після зварювання на ударну в'язкість металу шва різний для різних типів сталі.
Термічна обробка після зварювання зазвичай передбачає одноразовий високотемпературний відпуск або нормалізацію плюс високотемпературний відпуск.Для з'єднань газового зварювання прийняті нормалізація і високотемпературний відпуск.Це пояснюється тим, що зерна газового зварювального шва і зони термічного впливу є грубими, і зерна потребують очищення, тому застосовується нормалізуюча обробка.
Однак одноразова нормалізація не може усунути залишкову напругу, тому для усунення напруги необхідний високотемпературний відпуск.Один середньотемпературний відпуск підходить лише для складання та зварювання великих звичайних контейнерів з низьковуглецевої сталі, зібраних на місці, і його метою є досягнення часткового усунення залишкової напруги та дегідрування.
У більшості випадків використовується одноразовий відпуск при високій температурі.Нагрівання та охолодження термічної обробки не повинно бути занадто швидким, а внутрішні та зовнішні стінки повинні бути однорідними.
2.Методи термічної обробки, що використовуються в посудинах під тиском
Існує два типи методів термічної обробки для посудин під тиском: один - термічна обробка для поліпшення механічних властивостей;інший – термообробка після зварювання (PWHT).Загалом, термічна обробка після зварювання – це термічна обробка зварюваної зони або зварюваних компонентів після зварювання заготовки.
Конкретний вміст включає відпал для зняття напруги, повний відпал, твердий розчин, нормалізацію, нормалізацію плюс відпустку, відпустку, зняття напруги при низькій температурі, термічну обробку опадами тощо.
У вузькому сенсі термічна обробка після зварювання стосується лише відпалу для зняття напруги, тобто для покращення роботи зони зварювання та усунення шкідливих впливів, таких як залишкова напруга під час зварювання, щоб рівномірно та повністю нагріти зону зварювання. і пов'язаних частин нижче температури фазового переходу металу 2, а потім процес рівномірного охолодження.У багатьох випадках обговорювана термічна обробка після зварювання є, по суті, термообробкою для зняття напруги після зварювання.
3.Призначення термічної обробки після зварювання
(1).Зменшити залишкову напругу під час зварювання.
(2).Стабілізуйте форму та розмір конструкції та зменшуйте спотворення.
(3).Поліпшити характеристики основного металу та зварних з'єднань, у тому числі:
a.Підвищення пластичності наплавленого металу.
b.Зменшити твердість зони термічного впливу.
в.Підвищення міцності на руйнування.
d.Поліпшити міцність на втому.
д.Відновити або збільшити межу текучості, знижену при холодному формуванні.
(4).Покращити здатність протистояти стресовій корозії.
(5).Подальше вивільнення шкідливих газів у зварний метал, особливо водню, щоб запобігти виникненню уповільнених тріщин.
4.Судження про необхідність PWHT
Необхідність термічної обробки після зварювання посудини під тиском має бути чітко визначена в проекті, що вимагається чинним кодом конструкції посудини під тиском.
Для зварних посудин під тиском існує велика залишкова напруга в зоні зварювання та несприятливий вплив залишкової напруги.Проявляється лише за певних умов.Коли залишкова напруга поєднується з воднем у зварювальному шві, це сприятиме зміцненню зони термічного впливу, що призводить до утворення холодних тріщин і тріщин із затримкою.
Коли статична напруга, що залишається у зварному з’єднанні, або динамічна напруга навантаження під час операції навантаження поєднується з корозійною дією середовища, це може спричинити корозію тріщин, яка є так званою стресовою корозією.Залишкова напруга під час зварювання та зміцнення основного металу, викликане зварюванням, є важливими факторами корозійного розтріскування під напругою.
Результати дослідження показують, що основний вплив деформації та залишкової напруги на металеві матеріали полягає в переході металу від рівномірної корозії до локальної корозії, тобто до міжкристалічної або міжкристалічної корозії.Звичайно, як корозійне розтріскування, так і міжкристалічна корозія металів відбуваються в середовищах, які мають певні характеристики для цього металу.
За наявності залишкової напруги вона різна залежно від складу, концентрації та температури корозійного середовища, а також від відмінностей у складі, структурі, стані поверхні, напруженому стані тощо основного металу та зони зварювання. , так що корозія Характер пошкодження може змінитися.
5. Розгляд комплексного ефекту ПВТ
Термообробка після зварювання не є абсолютно корисною.Загалом термічна обробка після зварювання є корисною для зняття залишкової напруги, і її проводять лише тоді, коли існують суворі вимоги щодо корозії під напругою.Проте випробування зразка на ударну в’язкість показує, що термічна обробка після зварювання не впливає на в’язкість наплавленого металу та зони термічного впливу зварного шва, і іноді може виникнути міжкристальну тріщину в межах діапазону укрупнення зерна при нагріванні шва. уражена зона.
Крім того, PWHT покладається на зниження міцності матеріалу при високій температурі для досягнення зняття напруги.Тому під час PWHT конструкція може втратити жорсткість.Для конструкцій, які застосовують загальну або часткову термічну обробку, перед термічною обробкою необхідно враховувати зварювання при високій температурі.підтримуюча потужність.
Тому, розглядаючи питання про проведення термічної обробки після зварювання, необхідно всебічно порівняти переваги та недоліки термічної обробки.З точки зору конструктивних характеристик, є одна сторона для підвищення продуктивності, а інша сторона для зниження продуктивності.Розумне судження повинно бути зроблено на основі всебічного розгляду двох аспектів.
Час публікації: 20 червня 2023 р