Tensiunea reziduală la sudare este cauzată de distribuția neuniformă a temperaturii sudurilor cauzată de sudare, dilatarea termică și contracția metalului de sudură etc., astfel încât stresul rezidual va fi inevitabil generat în timpul construcției sudurii. Cea mai comună metodă de eliminare a tensiunii reziduale este revenirea la temperatură înaltă, adică sudura este plasată într-un cuptor de tratament termic și încălzită la o anumită temperatură și menținută caldă pentru o anumită perioadă de timp. Limita de curgere a materialului este redusă la temperatură ridicată, astfel încât curgerea de plastic are loc în locuri cu stres intern ridicat, deformarea elastică scade treptat, iar deformarea plastică crește treptat pentru a reduce stresul.
01 Alegerea metodei de tratament termic
Efectul tratamentului termic post-sudare asupra rezistenței la tracțiune și a limitei de fluaj a metalului este legat de temperatura și timpul de menținere al tratamentului termic. Efectul tratamentului termic post-sudare asupra tenacității la impact a metalului sudat variază în funcție de diferitele tipuri de oțel. Tratamentul termic post-sudare utilizează, în general, o singură revenire la temperatură ridicată sau normalizare plus călire la temperatură înaltă. Tratamentul termic de normalizare plus revenire la temperatură înaltă este utilizat pentru sudurile de sudare cu gaz. Acest lucru se datorează faptului că granulele sudurilor de sudare cu gaz și zonele afectate de căldură sunt grosiere și trebuie să fie rafinate, astfel încât se utilizează un tratament de normalizare. Cu toate acestea, normalizarea unică nu poate elimina stresul rezidual, astfel încât este necesară revenirea la temperatură ridicată pentru a elimina stresul. Călirea unică la temperatură medie este potrivită numai pentru sudura de asamblare a containerelor mari obișnuite din oțel cu conținut scăzut de carbon asamblate la fața locului, iar scopul său este de a obține eliminarea parțială a stresului rezidual și a dehidrogenării. În cele mai multe cazuri, se utilizează o singură temperatură la temperatură ridicată. Încălzirea și răcirea tratamentului termic nu trebuie să fie prea rapide, iar pereții interiori și exteriori trebuie să fie uniformi.
02 Metode de tratament termic utilizate în recipientele sub presiune
Există două tipuri de metode de tratament termic utilizate în recipientele sub presiune: unul este tratamentul termic pentru îmbunătățirea proprietăților mecanice; celălalt este tratamentul termic post-sudare (PWHT). Într-un sens larg, tratamentul termic post-sudare este tratamentul termic al zonei de sudare sau al componentelor sudate după sudarea piesei de prelucrat. Conținutul specific include recoacere de reducere a tensiunii, recoacere completă, soluție, normalizare, normalizare și revenire, revenire, reducere a tensiunii la temperatură joasă, tratament termic prin precipitare etc. Într-un sens restrâns, tratamentul termic post-sudare se referă doar la recoacere de reducere a tensiunii, adică, pentru a îmbunătăți performanța zonei de sudare și a elimina efectele dăunătoare, cum ar fi stresul rezidual de sudare, zona de sudare și părțile aferente sunt încălzite uniform și complet sub temperatura de transformare a fazei metalice 2 și apoi răcite uniform. În multe cazuri, tratamentul termic post-sudare discutat este în esență un tratament termic de reducere a tensiunilor post-sudare.
03 Scopul tratamentului termic post-sudare
1. Relaxați stresul rezidual de sudare.
2. Stabilizați forma și dimensiunea structurii și reduceți distorsiunea.
3. Îmbunătățiți performanța materialului de bază și a îmbinărilor sudate, inclusiv: a. Îmbunătățiți plasticitatea metalului de sudură. b. Reduceți duritatea zonei afectate de căldură. c. Îmbunătățiți duritatea la fractură. d. Îmbunătățiți rezistența la oboseală. e. Restabiliți sau îmbunătățiți puterea de curgere redusă în timpul formării la rece.
4. Îmbunătățiți capacitatea de a rezista coroziunii prin stres.
5. Eliberați în continuare gaze nocive în metalul de sudură, în special hidrogen, pentru a preveni apariția fisurilor întârziate.
04Hotărârea de necesitate a PWHT
Dacă vasul sub presiune necesită tratament termic după sudare ar trebui să fie specificat în mod clar în proiectare, iar specificațiile actuale de proiectare a recipientului sub presiune au cerințe pentru acest lucru.
Pentru recipientele sub presiune sudate, există o tensiune reziduală mare în zona de sudare și efectele adverse ale tensiunii reziduale. Numai în anumite condiții se manifestă. Atunci când stresul rezidual se combină cu hidrogenul din sudură, va promova întărirea zonei afectate de căldură, ducând la apariția fisurilor la rece și a fisurilor întârziate.
Atunci când solicitarea statică rămasă în sudură sau efortul dinamic în timpul funcționării la sarcină este combinată cu efectul coroziv al mediului, aceasta poate provoca coroziune fisurată, care se numește coroziune la tensiune. Tensiunea reziduală la sudare și întărirea materialului de bază cauzată de sudare sunt factori importanți în generarea fisurilor de coroziune prin tensiune.
Echipamentul de sudare Xinfa are caracteristicile de înaltă calitate și preț scăzut. Pentru detalii, vă rugăm să vizitați:Producători de sudare și tăiere - Fabrica și furnizori de sudare și tăiere din China (xinfatools.com)
Rezultatele cercetării arată că principalul efect al deformării și al tensiunii reziduale asupra materialelor metalice este transformarea metalului de la coroziune uniformă la coroziune locală, adică la coroziune intergranulară sau transgranulară. Desigur, fisurarea prin coroziune a metalelor și coroziunea intergranulară apar ambele în medii cu anumite caracteristici pentru metal. În prezența tensiunii reziduale, natura deteriorării coroziunii se poate modifica în funcție de compoziția, concentrația și temperatura mediului coroziv, precum și de diferențele de compoziție, organizare, starea suprafeței, starea de solicitare etc. a materialului de bază. și zona de sudare.
Dacă vasele sub presiune sudate necesită tratament termic post-sudare ar trebui să fie determinat prin considerarea cuprinzătoare a scopului, dimensiunii (în special grosimea peretelui), performanța materialelor utilizate și condițiile de lucru ale vasului. Tratamentul termic post-sudare trebuie luat în considerare în oricare dintre următoarele situații:
1. Condiții de operare grele, cum ar fi vasele cu pereți groși cu risc de rupere fragilă la temperaturi scăzute și vase care suportă sarcini mari și sarcini alternative.
2. Recipiente sub presiune sudate cu o grosime ce depășește o anumită limită. Inclusiv cazane, recipiente petrochimice sub presiune etc., care au reglementări și specificații speciale.
3. Recipiente sub presiune cu stabilitate dimensională ridicată.
4. Recipiente din oțel cu tendință mare de întărire.
5. Recipiente sub presiune cu risc de fisurare prin coroziune sub presiune.
6. Alte recipiente sub presiune specificate prin reglementări speciale, specificații și desene.
În recipientele sub presiune sudate din oțel, tensiunea reziduală care ajunge la limita de curgere se formează în zona din apropierea sudurii. Generarea acestei tensiuni este legată de transformarea structurii în amestec cu austenită. Mulți cercetători subliniază că, pentru a elimina stresul rezidual după sudare, călirea la 650 de grade poate avea un efect bun asupra vaselor sub presiune sudate din oțel.
În același timp, se crede că, dacă nu se efectuează un tratament termic adecvat după sudare, nu se vor obține niciodată îmbinări sudate rezistente la coroziune.
În general, se crede că tratamentul termic de eliberare a tensiunii este un proces în care piesa de prelucrat sudată este încălzită la 500-650 de grade și apoi răcită lent. Reducerea tensiunii este cauzată de fluaj la temperatură ridicată, care începe de la 450 de grade în oțelul carbon și 550 de grade în oțelul care conține molibden.
Cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai ușor să eliminați stresul. Cu toate acestea, odată ce temperatura inițială de revenire a oțelului este depășită, rezistența oțelului va fi redusă. Prin urmare, tratamentul termic pentru reducerea stresului trebuie să stăpânească cele două elemente de temperatură și timp și niciunul nu este indispensabil.
Cu toate acestea, în solicitarea internă a sudurii, tensiunile de tracțiune și tensiunile de compresiune sunt întotdeauna însoțite, iar tensiunea și deformarea elastică există în același timp. Când temperatura oțelului crește, limita de curgere scade, iar deformația elastică inițială va deveni deformare plastică, care este relaxarea tensiunii.
Cu cât temperatura de încălzire este mai mare, cu atât stresul intern este mai complet eliminat. Cu toate acestea, atunci când temperatura este prea mare, suprafața de oțel va fi puternic oxidată. În plus, pentru temperatura PWHT a oțelului călit și călit, principiul nu trebuie să depășească temperatura de călire inițială a oțelului, care este în general cu aproximativ 30 de grade mai mică decât temperatura de călire inițială a oțelului, altfel materialul va pierde din timpul călirii și efect de temperare, iar rezistența și duritatea la rupere vor fi reduse. Acest punct ar trebui să i se acorde o atenție deosebită lucrătorilor din tratamentul termic.
Cu cât este mai mare temperatura de tratament termic post-sudare pentru eliminarea tensiunilor interne, cu atât gradul de înmuiere al oțelului este mai mare. De obicei, stresul intern poate fi eliminat prin încălzire la temperatura de recristalizare a oțelului. Temperatura de recristalizare este strâns legată de temperatura de topire. În general, temperatura de recristalizare K=0,4X temperatura de topire (K). Cu cât temperatura tratamentului termic este mai aproape de temperatura de recristalizare, cu atât este mai eficientă în eliminarea stresului rezidual.
04 Luarea în considerare a efectului cuprinzător al PWHT
Tratamentul termic post-sudare nu este absolut benefic. În general, tratamentul termic post-sudare este favorabil pentru ameliorarea tensiunii reziduale și este efectuat numai atunci când există cerințe stricte pentru coroziune prin tensiune. Cu toate acestea, testul de rezistență la impact al eșantioanelor a arătat că tratamentul termic post-sudare nu a condus la îmbunătățirea tenacității metalului depus și a zonei afectate de căldură și, uneori, poate apărea fisurare intergranulară în intervalul de îngroșare a granulelor a corpului afectat de căldură. zonă.
În plus, PWHT se bazează pe reducerea rezistenței materialului la temperaturi ridicate pentru a elimina stresul. Prin urmare, în timpul PWHT, structura își poate pierde rigiditatea. Pentru structurile care adoptă PWHT total sau parțial, capacitatea de susținere a sudurii la temperaturi ridicate trebuie luată în considerare înainte de tratarea termică.
Prin urmare, atunci când se analizează dacă să se efectueze un tratament termic post-sudare, avantajele și dezavantajele tratamentului termic ar trebui să fie comparate cuprinzător. Din perspectiva performanței structurale, există o latură care îmbunătățește performanța și o latură care reduce performanța. O judecată rezonabilă ar trebui făcută pe baza muncii de bază de a lua în considerare în mod cuprinzător ambele aspecte.
Ora postării: 04-sept-2024
