A fontos alkatrészek hegesztése, az ötvözött acél hegesztése és a vastag részek hegesztése egyaránt előmelegítést igényel a hegesztés előtt.A hegesztés előtti előmelegítés fő funkciói a következők:
(1) Az előmelegítés lelassíthatja a hegesztés utáni hűtési sebességet, ami elősegíti a diffundálható hidrogén távozását a hegesztési fémben, és elkerüli a hidrogén okozta repedéseket.Ezzel egyidejűleg csökken a hegesztési varrat és a hőhatászóna keményedésének mértéke, és javul a hegesztett kötés repedésállósága.
(2) Az előmelegítés csökkentheti a hegesztési feszültséget.Az egységes helyi előmelegítés vagy az általános előmelegítés csökkentheti a hegesztendő munkadarabok közötti hőmérséklet-különbséget (más néven hőmérsékleti gradienst) a hegesztési területen.Ezáltal egyrészt csökken a hegesztési feszültség, másrészt csökken a hegesztési feszültség, ami előnyös a hegesztési repedések elkerülése érdekében.
(3) Az előmelegítés csökkentheti a hegesztett szerkezet visszatartását, különösen a sarokkötés visszatartását.Az előmelegítési hőmérséklet emelkedésével a repedések előfordulása csökken.
Az előmelegítési hőmérséklet és az áthaladási hőmérséklet kiválasztása nem csak az acél és az elektróda kémiai összetételétől függ, hanem a hegesztett szerkezet merevségétől, a hegesztési módtól, a környezeti hőmérséklettől stb. is, amelyeket ezek átfogó mérlegelése után kell meghatározni. tényezőket.
Ezenkívül az előmelegítési hőmérséklet egyenletessége az acéllemez vastagságirányában és a hegesztési zóna egyenletessége fontos hatással van a hegesztési feszültség csökkentésére.A helyi előmelegítés szélességét a hegesztendő munkadarab visszatartásának megfelelően kell meghatározni.Általában a falvastagság háromszorosa legyen a hegesztési terület körül, és nem lehet kevesebb 150-200 mm-nél.Ha az előmelegítés nem egyenletes, a hegesztési feszültség csökkentése helyett a hegesztési feszültséget növeli.
A hegesztés utáni hőkezelésnek három célja van: a hidrogén eltávolítása, a hegesztési feszültség megszüntetése, a hegesztési varrat szerkezetének és általános teljesítményének javítása.
A hegesztés utáni dehidrogénezés a hegesztés befejezése után végzett alacsony hőmérsékletű hőkezelést jelenti, és a varrat nem hűtött 100 °C alá.Az általános specifikáció szerint 200-350 ℃-ra kell melegíteni és 2-6 órán át tartani.A hegesztés utáni hidrogénmentesítő kezelés fő funkciója a hidrogén távozásának felgyorsítása a hegesztési és hőhatászónában, ami rendkívül hatékonyan megakadályozza a hegesztési repedéseket gyengén ötvözött acélok hegesztése során.
A hegesztési folyamat során a fűtés és hűtés egyenetlensége, valamint magának az alkatrésznek a visszafogása vagy külső visszatartása miatt a hegesztési munka befejezése után mindig hegesztési feszültség keletkezik az alkatrészben.A hegesztési feszültség az alkatrészben csökkenti a hegesztett kötési terület tényleges teherbírását, képlékeny deformációt okoz, és súlyos esetekben akár az alkatrész károsodásához is vezethet.
A feszültségcsökkentő hőkezelés célja a hegesztett munkadarab folyáshatárának csökkentése magas hőmérsékleten, a hegesztési feszültség lazítása érdekében.Két általánosan használt módszer létezik: az egyik az általános magas hőmérsékletű temperálás, azaz a teljes hegesztést a fűtőkemencébe helyezik, lassan egy bizonyos hőmérsékletre felmelegítik, majd egy ideig tartják, végül levegőn, ill. a kemencében.
Ily módon a hegesztési feszültség 80-90%-a kiküszöbölhető.Egy másik módszer a lokális magas hőmérsékletű temperálás, vagyis a hegesztési varrat és a környező terület csak melegítése, majd lassú hűtése, csökkentve a hegesztési feszültség csúcsértékét, így a feszültségeloszlás viszonylag lapos, és a hegesztési feszültség részben megszűnik.
Néhány ötvözött acélanyag hegesztése után a hegesztett kötéseik edzett szerkezetűek lesznek, ami rontja az anyag mechanikai tulajdonságait.Ezenkívül ez a megkeményedett szerkezet hegesztési feszültség és hidrogén hatására a kötés tönkremeneteléhez vezethet.A hőkezelés után javul a kötés metallográfiai szerkezete, javul a hegesztett kötés plaszticitása és szívóssága, valamint javulnak a hegesztett kötés átfogó mechanikai tulajdonságai.
A dehidrogénezési kezelés célja, hogy egy ideig melegen tartsák a 300-400 fokos fűtési hőmérséklet tartományban.A cél a hidrogén eltávozásának felgyorsítása a hegesztett kötésben, és a dehidrogénező kezelés hatása jobb, mint az alacsony hőmérsékletű utómelegítésé.
Az utóhegesztés és a hegesztés utáni hőkezelés, az időben történő utómelegítés és a hegesztés utáni dehidrogénezés az egyik hatékony intézkedés a hegesztés során keletkező hidegrepedések megelőzésére.A vastag lemezek többmenetes és többrétegű hegesztése során a hidrogén felhalmozódásából adódó hidrogén okozta repedéseket 2-3 közbenső hidrogéneltávolító kezeléssel kell kezelni.
A hőkezelés figyelembevétele a nyomástartó edények tervezésében
A hőkezelés figyelembevétele a nyomástartó edények tervezésében A hőkezelés, mint hagyományos és hatékony módszer a fémtulajdonságok javítására és helyreállítására, mindig is viszonylag gyenge láncszem volt a nyomástartó edények tervezésében és gyártásában.
A nyomástartó edények négyféle hőkezelést tartalmaznak:
Hegesztés utáni hőkezelés (feszültségmentesítő hőkezelés);hőkezelés az anyag tulajdonságainak javítására;hőkezelés az anyag tulajdonságainak helyreállítására;hegesztés utáni hidrogénmentesítő kezelés.Itt a hangsúly a nyomástartó edények tervezésénél széles körben alkalmazott hegesztés utáni hőkezeléssel kapcsolatos kérdések megvitatásán van.
1. Szükséges-e az ausztenites rozsdamentes acél nyomástartó edény hegesztés utáni hőkezelésre?A hegesztés utáni hőkezelés során a fémanyag folyáshatárának csökkentését magas hőmérsékleten a nagy feszültségű helyen képlékeny áramlás létrehozására használják fel, ezzel elérve a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölését. ugyanakkor javíthatja a hegesztett kötések és a hő által érintett zóna plaszticitását és szívósságát, valamint javíthatja a feszültségkorrózióval szembeni ellenálló képességet.Ezt a feszültségmentesítési módszert széles körben használják szénacél, alacsony ötvözetű acél nyomástartó edényekben, testközpontú köbös kristályszerkezettel.
Az ausztenites rozsdamentes acél kristályszerkezete homlokközpontú köbös.Mivel az arcközpontú köbös kristályszerkezet fémanyaga több csúszási síkkal rendelkezik, mint a testközpontú kocka, jó szívósságot és húzáserősítő tulajdonságokat mutat.
Ezenkívül a nyomástartó edények tervezésénél gyakran a rozsdamentes acélt választják a korrózióvédelem és a speciális hőmérsékleti követelmények teljesítése érdekében.Ezenkívül a rozsdamentes acél drága a szénacélhoz és az gyengén ötvözött acélhoz képest, így falvastagsága nem lesz túl magas.vastag.
Ezért a normál üzem biztonságát figyelembe véve nincs szükség hegesztés utáni hőkezelési követelményekre az ausztenites rozsdamentes acél nyomástartó edényeknél.
Ami a használatból eredő korróziót illeti, az anyag instabilitását, például a rendellenes működési körülmények, például fáradás, ütési terhelés stb. okozta károsodást nehéz figyelembe venni a hagyományos tervezésnél.Ha ezek a helyzetek fennállnak, az érintett tudományos és műszaki személyzetnek (például: tervezés, használat, tudományos kutatás és egyéb releváns egységek) mélyreható kutatást, összehasonlító kísérleteket kell végezniük, és megvalósítható hőkezelési tervet kell kidolgozniuk annak biztosítására, hogy az átfogó ez nem befolyásolja a nyomástartó edény üzemi teljesítményét.
Ellenkező esetben, ha nem veszik teljes mértékben figyelembe az ausztenites rozsdamentes acél nyomástartó edények hőkezelésének szükségességét és lehetőségét, gyakran lehetetlen egyszerűen előírni a hőkezelési követelményeket az ausztenites rozsdamentes acélra a szénacél és az gyengén ötvözött acél analógjával.
A jelenlegi szabványban az ausztenites rozsdamentes acél nyomástartó edények hegesztés utáni hőkezelésére vonatkozó követelmények meglehetősen homályosak.A GB150 előírja: „Hacsak a rajzokon másként nem szerepel, a hidegen alakított ausztenites rozsdamentes acélfejek nem hőkezelhetők”.
Az, hogy más esetekben hőkezelést végeznek-e, a különböző emberek értelmezése szerint változhat.A GB150 előírja, hogy a tartály és nyomás alatti alkatrészei megfelelnek az alábbi feltételek egyikének, és hőkezelni kell őket.A második és harmadik tétel: „Feszültségkorróziós tartályok, például cseppfolyósított kőolajgázt, folyékony ammóniát stb. tartalmazó tartályok.”és „Rendkívül vagy erősen mérgező közeget tartalmazó tartályok”.
Csak annyit ír elő, hogy „Hacsak a rajzokon másként nem szerepel, az ausztenites rozsdamentes acél hegesztett kötései nem hőkezelhetők”.
A standard kifejezés szintjén ez a követelmény elsősorban az első tételben felsorolt különféle helyzetekre vonatkozik.A fent említett második és harmadik helyzet nem feltétlenül szerepelhet.
Ily módon az ausztenites rozsdamentes acél nyomástartó edények hegesztés utáni hőkezelésére vonatkozó követelmények átfogóbban és pontosabban fogalmazhatók meg, így a tervezők eldönthetik, hogy az ausztenites rozsdamentes acél nyomástartó edények hőkezelését a tényleges helyzetnek megfelelően végezzék-e, és hogyan.
A „Kapacitási szabályzat” 99. kiadásának 74. cikke egyértelműen kimondja: „Az ausztenites rozsdamentes acél vagy színesfém nyomástartó edények általában nem igényelnek hőkezelést a hegesztés után.Ha speciális igényekhez hőkezelés szükséges, azt a rajzon fel kell tüntetni.”
2. Robbanásveszélyes rozsdamentes acél borítású acéllemezes konténerek hőkezelése A robbanóanyaggal bevont rozsdamentes acéllemezeket a nyomástartó edények iparában egyre szélesebb körben alkalmazzák kiváló korrózióállóságuk, a mechanikai szilárdság tökéletes kombinációja és az ésszerű költséghatékonyságuk miatt.A hőkezelési kérdésekre a nyomástartó edények tervezőinek figyelmét is fel kell hívni.
Az a műszaki mutató, amelyet a nyomástartó edények tervezői általában fontosnak tartanak a kompozit paneleknél, a ragasztási sebesség, míg a kompozit panelek hőkezelését gyakran nagyon kevésnek tartják, vagy figyelembe kell venniük a vonatkozó műszaki szabványoknak és a gyártóknak.A fémkompozit panelek robbantásának folyamata lényegében az a folyamat, amikor energiát viszünk fel a fémfelületre.
A nagy sebességű impulzus hatására a kompozit anyag ferdén ütközik az alapanyaggal, és fémsugár állapotában cikcakk kompozit interfész jön létre a burkolt fém és az alapfém között az atomok közötti kötés eléréséhez.
A nem nemesfém a robbantásos feldolgozás után ténylegesen húzóerősítési folyamatnak van kitéve.
Ennek eredményeként a σb szakítószilárdság nő, a plaszticitási index csökken, és a σs folyáshatár érték nem nyilvánvaló.Legyen szó Q235 sorozatú acélról vagy 16MnR-ről, a robbantásos feldolgozás, majd a mechanikai tulajdonságainak tesztelése után mindegyik a fenti feszültségerősítő jelenséget mutatja.Ebben a tekintetben mind a titán-acél bevonatú lemez, mind a nikkel-acél bevonatú lemez megköveteli, hogy a burkolólapot feszültségmentesítő hőkezelésnek kell alávetni a robbanásszerű kompaundálás után.
A „teljesítménymérő” 99. kiadásában is egyértelmű előírások vannak erre vonatkozóan, de a robbanóanyag kompozit ausztenites rozsdamentes acéllemezre nem születik ilyen előírás.
A jelenlegi vonatkozó műszaki szabványokban viszonylag homályos az a kérdés, hogy az ausztenites rozsdamentes acéllemezt robbantási feldolgozás után hőkezeljük-e, és hogyan.
A GB8165-87 „Rozsdamentes acél borítású acéllemez” előírja: „A szállító és a vevő megállapodása szerint melegen hengerelt vagy hőkezelt állapotban is szállítható.”Szintezéshez, nyíráshoz vagy vágáshoz szállítjuk.Igény szerint a kompozit felület pácolható, passzivált vagy polírozható, illetve hőkezelt állapotban is szállítható.”
Arról nincs szó, hogy hogyan történik a hőkezelés.Ennek a helyzetnek a fő oka továbbra is az érzékeny területek fent említett problémája, ahol az ausztenites rozsdamentes acél szemcseközi korróziót okoz.
A GB8547-87 „Titánium-acél borítású lemez” előírja, hogy a titán-acél borítású lemez feszültségmentesítő hőkezelésére szolgáló hőkezelő rendszer: 540 ℃ ± 25 ℃, hőmegőrzés 3 órán keresztül.És ez a hőmérséklet éppen az ausztenites rozsdamentes acél érzékenységi hőmérsékleti tartományába esik (400 ℃–850 ℃).
Ezért nehéz egyértelmű előírásokat adni a robbanásveszélyes kompozit ausztenites rozsdamentes acéllemezek hőkezelésére.Ebben a tekintetben nyomástartó edénytervezőinknek világosan kell érteniük, kellő figyelmet kell fordítaniuk, és meg kell tenniük a megfelelő intézkedéseket.
Először is, az 1Cr18Ni9Ti nem használható plattírozott rozsdamentes acélhoz, mert az alacsony szén-dioxid-kibocsátású ausztenites rozsdamentes acélhoz képest, a 0Cr18Ni9-hez képest nagyobb a széntartalma, nagyobb az érzékenység előfordulásának valószínűsége, és csökken a szemcseközi korrózióval szembeni ellenállása.
Ezen túlmenően, ha a nyomástartó edény héját és fejét robbanásveszélyes kompozit ausztenites rozsdamentes acéllemezből kemény körülmények között használják, mint például: nagy nyomás, nyomásingadozások, valamint rendkívül és rendkívül veszélyes közegek, 00Cr17Ni14Mo2-t kell használni.Az ultra alacsony széntartalmú ausztenites rozsdamentes acélok minimálisra csökkentik az érzékenység lehetőségét.
A kompozit panelekre vonatkozó hőkezelési követelményeket egyértelműen elő kell terjeszteni, és a hőkezelési rendszert az érintett felekkel egyeztetve kell meghatározni annak érdekében, hogy az alapanyagnak legyen bizonyos mértékű műanyag tartaléka, a kompozit anyag pedig szükséges korrózióállóság.
3. Lehetséges-e más módszerekkel helyettesíteni a berendezés teljes hőkezelését?A gyártói feltételek korlátai és a gazdasági érdekek figyelembevétele miatt sokan kerestek más módszereket a nyomástartó edények általános hőkezelésének helyettesítésére.Bár ezek a feltárások hasznosak és értékesek, de jelenleg nem helyettesíti a nyomástartó edények általános hőkezelését.
Az integrált hőkezelés követelményei a jelenleg érvényes szabványokban és eljárásokban nem lazultak.Az általános hőkezelés különböző alternatívái közül a jellemzőbbek: helyi hőkezelés, kalapácsolási módszer a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölésére, robbantási módszer a hegesztési maradékfeszültség és rezgés megszüntetésére, melegvizes fürdő módszer stb.
Részleges hőkezelés: A GB150-1998 „Acél nyomástartó edények” 10.4.5.3 pontja előírja: „B, C, D hegesztett kötések, A gömbfejet és hengert összekötő A típusú hegesztett kötések és hibás hegesztési javítóalkatrészek használata megengedett részleges hőkezelés.Hőkezelési módszer."Ez az előírás azt jelenti, hogy a henger A osztályú hegesztésénél nem megengedett a helyi hőkezelési módszer, azaz: a teljes berendezés nem alkalmazhatja a helyi hőkezelési módszert, ennek egyik oka az, hogy a hegesztési maradék feszültség nem állítható be. szimmetrikusan kiküszöbölve.
A kalapácsolási módszer kiküszöböli a hegesztési maradó feszültséget: azaz a kézi kalapácsolás révén a hegesztett kötés felületére laminálási feszültség kerül, ezzel részben ellensúlyozva a maradó húzófeszültség káros hatását.
Ennek a módszernek elvileg bizonyos gátló hatása van a feszültségkorróziós repedés megelőzésére.
Mivel azonban a gyakorlati működési folyamatban nincsenek mennyiségi mutatók és szigorúbb működési eljárások, és nem elegendő az összehasonlításhoz és használathoz szükséges ellenőrző munka, a jelenlegi szabvány nem vette át.
Robbantásos módszer a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölésére: A robbanóanyagot speciálisan szalag alakúra készítik, és a berendezés belső falát a hegesztett kötés felületére ragasztják.A mechanizmus megegyezik a kalapácsos módszerével a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölésére.
Azt mondják, hogy ez a módszer pótolhatja a kalapácsolási módszer néhány hiányosságát a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölésére.Néhány egység azonban az általános hőkezelést és a robbantási módszert alkalmazta a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölésére két PB-gáz-tároló tartályon azonos feltételek mellett.Évekkel később a tartálynyitási vizsgálat megállapította, hogy az előbbi hegesztett kötései sértetlenek, míg a tárolótartály hegesztett kötései, amelyek maradványfeszültségét robbantási módszerrel megszüntették, sok repedést mutattak.Ily módon az egykor népszerű robbantásos módszer a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölésére néma.
Vannak más hegesztési módszerek is a maradékfeszültség-mentesítésre, amelyeket különböző okok miatt nem fogadott el a nyomástartó edényipar.Egyszóval a nyomástartó edények hegesztés utáni általános hőkezelésének (beleértve a kemencében történő részhőkezelést is) hátrányai vannak a nagy energiafogyasztás és a hosszú ciklusidő, valamint a tényleges működés során különféle nehézségekbe ütközik olyan tényezők miatt, mint pl. a nyomástartó edény szerkezete, de még mindig ez a jelenlegi nyomástartó edényipar.Az egyetlen módszer a hegesztési maradékfeszültség kiküszöbölésére, amely minden szempontból elfogadható.
Feladás időpontja: 2022. július 25