Қысыммен жұмыс істейтін ыдыстарды жобалаудағы термиялық өңдеуді қарастыру

Маңызды бөлшектерді дәнекерлеу, легирленген болатты дәнекерлеу және қалың бөлшектерді дәнекерлеу дәнекерлеу алдында алдын ала қыздыруды қажет етеді.Дәнекерлеу алдында алдын ала қыздырудың негізгі функциялары мыналар:

(1) Алдын ала қыздыру дәнекерлеуден кейін салқындату жылдамдығын бәсеңдетуі мүмкін, бұл дәнекерленген металдағы диффузиялық сутегінің шығуына ықпал етеді және сутегі тудыратын жарықтарды болдырмайды.Бұл ретте дәнекерленген жіктің және жылу әсер ететін аймақтың қатаю дәрежесі төмендейді, дәнекерленген қосылыстардың жарықшақтарға төзімділігі жақсарады.

(2) Алдын ала қыздыру дәнекерлеу кернеуін азайтуы мүмкін.Біркелкі жергілікті алдын ала қыздыру немесе жалпы алдын ала қыздыру дәнекерлеу аймағында дәнекерленетін дайындамалар арасындағы температура айырмашылығын (температура градиенті деп те аталады) азайтуы мүмкін.Осылайша, бір жағынан, дәнекерлеу кернеуі төмендейді, ал екінші жағынан, дәнекерлеудің деформация жылдамдығы төмендейді, бұл дәнекерлеу сызаттарын болдырмау үшін пайдалы.

(3) Алдын ала қыздыру дәнекерленген құрылымды шектеуді, әсіресе филе қосылысын шектеуді азайтуы мүмкін.Алдын ала қыздыру температурасының жоғарылауымен сызаттардың пайда болуы азаяды.

Алдын ала қыздыру температурасын және өтпе аралық температураны таңдау тек болат пен электродтың химиялық құрамына ғана емес, сонымен қатар дәнекерленген конструкцияның қаттылығына, дәнекерлеу әдісіне, қоршаған ортаның температурасына және т.б., оларды жан-жақты қарастырғаннан кейін анықтау керек. факторлар.

Сонымен қатар, болат қаңылтырының қалыңдығы бағытында алдын ала қыздыру температурасының біркелкілігі және дәнекерлеу аймағындағы біркелкілігі дәнекерлеу кернеуін азайтуға маңызды әсер етеді.Жергілікті алдын ала қыздырудың ені дәнекерленетін дайындаманың шектеуіне сәйкес анықталуы керек.Әдетте, ол дәнекерлеу аймағының айналасындағы қабырға қалыңдығынан үш есе көп болуы керек және 150-200 мм-ден кем болмауы керек.Алдын ала қыздыру біркелкі болмаса, дәнекерлеу кернеуін азайтудың орнына, дәнекерлеу кернеуін арттырады.

Дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеудің үш мақсаты бар: сутегін жою, дәнекерлеу кернеуін жою, дәнекерлеу құрылымын және жалпы өнімділікті жақсарту.

Дәнекерлеуден кейінгі сусыздандыру өңдеу дәнекерлеу аяқталғаннан кейін және дәнекерлеу 100 °C төмен салқындатылмағаннан кейін орындалатын төмен температуралы термиялық өңдеуге жатады.Жалпы сипаттама - 200 ~ 350 ℃ дейін қыздыру және оны 2-6 сағат бойы ұстау.Дәнекерлеуден кейінгі сутегін жоюдың негізгі функциясы дәнекерленген жік пен жылу әсер ететін аймақта сутегінің шығуын жеделдету болып табылады, бұл төмен легирленген болаттарды дәнекерлеу кезінде дәнекерлеу сызаттарының алдын алуда өте тиімді.

Дәнекерлеу процесінде қыздыру мен салқындату біркелкі болмауына және тетіктің өзін ұстауына немесе сыртқы шектеуіне байланысты дәнекерлеу жұмыстары аяқталғаннан кейін құрамдас бөлікте дәнекерлеу кернеуі әрқашан пайда болады.Құрамдас бөлікте дәнекерлеу кернеуінің болуы дәнекерленген қосылыс аймағының нақты көтеру қабілетін төмендетеді, пластикалық деформацияны тудырады, тіпті ауыр жағдайларда тетіктің зақымдалуына әкеледі.

Кернеуді жеңілдететін термиялық өңдеу дәнекерлеу кернеуін босаңсыту мақсатына жету үшін жоғары температурада дәнекерленген дайындаманың шығымдылығын төмендету болып табылады.Жиі қолданылатын екі әдіс бар: бірі - жалпы жоғары температурада шынықтыру, яғни дәнекерлеуді толығымен қыздыру пешіне салып, белгілі бір температураға дейін баяу қыздырады, содан кейін белгілі бір уақыт бойы ұстайды және соңында ауада салқындатылады немесе пеште.

Осылайша, дәнекерлеу кернеуінің 80%-90% жоюға болады.Тағы бір әдіс - жергілікті жоғары температурада шынықтыру, яғни тек дәнекерленген жікті және оның айналасын қыздыру, содан кейін баяу салқындату, дәнекерлеу кернеуінің ең жоғары мәнін азайту, кернеудің таралуын салыстырмалы түрде тегіс етіп, дәнекерлеу кернеуін ішінара жою.

Кейбір легирленген болат материалдар дәнекерленгеннен кейін олардың дәнекерленген қосылыстарында материалдың механикалық қасиеттері нашарлайтын қатайған құрылым пайда болады.Сонымен қатар, бұл қатайтылған құрылым дәнекерлеу кернеуі мен сутегі әсерінен қосылыстың бұзылуына әкелуі мүмкін.Термиялық өңдеуден кейін қосылыстың металлографиялық құрылымы жақсарады, дәнекерленген қосылыстардың пластикасы мен қаттылығы жақсарады, дәнекерленген қосылыстың жан-жақты механикалық қасиеттері жақсарады.

Дегидрогенді өңдеу 300-ден 400 градусқа дейінгі қыздыру температурасының диапазонында біраз уақыт бойы жылыту болып табылады.Мақсаты дәнекерленген қосылыстағы сутегінің ағып кетуін тездету болып табылады және дегидрлеуді өңдеудің әсері төмен температурадан кейінгі қыздырудан гөрі жақсырақ.

Дәнекерлеуден кейінгі және дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу, дәнекерлеуден кейін уақтылы қыздырудан кейін және дегидрлеуден кейінгі өңдеу дәнекерлеу кезінде суық сызаттардың алдын алудың тиімді шараларының бірі болып табылады.Қалың пластиналардың көп өтпелі және көп қабатты дәнекерлеу кезінде сутегінің жиналуынан туындаған сутегі индукцияланған жарықтар 2-ден 3-ке дейінгі аралық сутегін кетіру өңдеуімен өңделуі керек.

Қысыммен жұмыс істейтін ыдыстарды жобалаудағы термиялық өңдеуді қарастыру

Қысымды ыдыс конструкциясында термиялық өңдеуді қарастыру Металл қасиеттерін жақсарту және қалпына келтірудің дәстүрлі және тиімді әдісі ретінде термиялық өңдеу қысымды ыдыстарды жобалау мен өндіруде әрқашан салыстырмалы түрде әлсіз буын болып табылады.

Қысыммен жұмыс істейтін ыдыстар термиялық өңдеудің төрт түрін қамтиды:

Дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу (кернеуді жеңілдететін термиялық өңдеу);материалдың қасиеттерін жақсарту үшін термиялық өңдеу;материалдың қасиеттерін қалпына келтіру үшін термиялық өңдеу;дәнекерлеуден кейінгі сутегін жоюды өңдеу.Мұнда басты назар қысымды ыдыстарды жобалауда кеңінен қолданылатын дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеуге қатысты мәселелерді талқылау болып табылады.

1. Аустенитті баспайтын болаттан жасалған қысымды ыдысқа дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу қажет пе?Дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу дәнекерлеудің қалдық кернеуін жою мақсатына жету үшін кернеу жоғары жерде пластикалық ағынды тудыру үшін жоғары температурада металл материалының шығымдылық шегінің төмендеуін пайдалану болып табылады. сол уақытта дәнекерленген қосылыстар мен жылу әсер ететін аймақтың пластикасы мен қаттылығын жақсартады және кернеулі коррозияға қарсы тұру қабілетін жақсартады.Бұл кернеуді жеңілдету әдісі көміртекті болатта, корпусқа бағытталған текше кристалды құрылымы бар төмен легирленген болаттан жасалған қысымды ыдыстарда кеңінен қолданылады.

Аустенитті тот баспайтын болаттың кристалдық құрылымы бетке бағытталған текше болып табылады.Бет центрленген текше кристалды құрылымның металл материалы денеге бағытталған текшеге қарағанда сырғанау жазықтығына ие болғандықтан, ол жақсы беріктік пен деформацияны күшейтетін қасиеттерді көрсетеді.

Сонымен қатар, қысыммен жұмыс істейтін ыдыстарды жобалау кезінде тот баспайтын болат көбінесе коррозияға қарсы және температураның арнайы талаптарына жауап беретін екі мақсат үшін таңдалады.Сонымен қатар, тот баспайтын болат көміртекті болат пен төмен легирленген болатпен салыстырғанда қымбат, сондықтан оның қабырғасының қалыңдығы өте жоғары болмайды.қалың.

Сондықтан қалыпты жұмыстың қауіпсіздігін ескере отырып, аустениттік баспайтын болаттан жасалған қысымды ыдыстар үшін дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу талаптарының қажеті жоқ.

Пайдалануға байланысты коррозияға келетін болсақ, шаршау, соққы жүктемесі және т.б. сияқты қалыпты емес жұмыс жағдайларынан туындаған нашарлау сияқты материалдың тұрақсыздығын әдеттегі дизайнда ескеру қиын.Егер мұндай жағдайлар орын алса, тиісті ғылыми-техникалық персонал (мысалы: жобалау, пайдалану, ғылыми зерттеулер және басқа да тиісті бөлімшелер) терең зерттеулер, салыстырмалы эксперименттер жүргізіп, жылумен өңдеудің мүмкін болатын жоспарын жасауы қажет. қысымды ыдыстың қызмет көрсету өнімділігі әсер етпейді.

Әйтпесе, аустенитті баспайтын болаттан жасалған қысымды ыдыстарды термиялық өңдеудің қажеттілігі мен мүмкіндігі толығымен қарастырылмаса, көміртекті болат пен төмен легирленген болатқа ұқсастығы бойынша аустенитті баспайтын болатқа термиялық өңдеу талаптарын қою жиі мүмкін емес.

Қолданыстағы стандартта аустенитті баспайтын болаттан жасалған қысымды ыдыстарды дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеуге қойылатын талаптар біршама анық емес.Бұл GB150-де қарастырылған: «Сызбаларда басқаша көрсетілмесе, суықта жасалған аустениттік тот баспайтын болаттан жасалған бастарды термиялық өңдеуге болмайды».

Термиялық өңдеу басқа жағдайларда орындалады ма, ол әртүрлі адамдардың түсінігіне қарай өзгеруі мүмкін.GB150-де контейнер мен оның қысымды құрамдас бөліктері келесі шарттардың біріне сәйкес келеді және термиялық өңдеуден өтуі керек деп белгіленген.Екінші және үшінші тармақтар: «Сүйілген мұнай газы, сұйық аммиак және т.б. бар ыдыстар сияқты кернеулі коррозияға ұшыраған ыдыстар».және «Өте немесе жоғары улы ортасы бар контейнерлер».

Онда тек: «Сызбаларда басқаша көрсетілмесе, аустенитті тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерленген қосылыстар термиялық өңдеуге болмайды».

Стандартты өрнек деңгейінен бұл талап негізінен бірінші тармақта келтірілген әртүрлі жағдайларға арналған деп түсіну керек.Жоғарыда аталған екінші және үшінші жағдайларды міндетті түрде қосуға болмайды.

Осылайша, аустениттік баспайтын болаттан жасалған қысымды ыдыстарды дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеуге қойылатын талаптар жан-жақты және дәлірек көрсетілуі мүмкін, осылайша дизайнерлер нақты жағдайға сәйкес аустениттік баспайтын болаттан жасалған қысымды ыдыстарды термиялық өңдеу немесе қалай өңдеу керектігін шеше алады.

«Сыйымдылық ережелерінің» 99-шы басылымының 74-бабында: «Аустениттік баспайтын болаттан немесе түсті металдан жасалған қысымды ыдыстар дәнекерлеуден кейін әдетте термиялық өңдеуді қажет етпейді.Арнайы талаптар үшін термиялық өңдеу қажет болса, ол сызбада көрсетілуі керек».

2. Жарылғыш тот баспайтын болатпен қапталған болат табақ ыдыстарды термиялық өңдеу Жарылғыш тот баспайтын болаттан қапталған болат пластиналар, олардың тамаша коррозияға төзімділігі, механикалық беріктігінің тамаша үйлесімі және ақылға қонымды шығындар өнімділігі арқасында қысымды ыдыстар өнеркәсібінде барған сайын кеңінен қолданылады.Термиялық өңдеу мәселелері, сондай-ақ қысымды ыдыстардың конструкторларының назарына ұсынылуы керек.

Қысыммен жұмыс істейтін ыдыстардың конструкторлары әдетте композиттік панельдер үшін мән беретін техникалық көрсеткіш оның қосылу жылдамдығы болып табылады, ал композиттік панельдердің термиялық өңдеуі көбінесе өте аз деп есептеледі немесе тиісті техникалық стандарттар мен өндірушілер ескеруі керек.Металл композиттік панельдерді жару процесі негізінен металл бетіне энергияны қолдану процесі болып табылады.

Жоғары жылдамдықты импульстің әсерінен композициялық материал негізгі материалмен қиғаш соқтығысады, ал металл ағыны күйінде атомдар арасындағы байланысқа қол жеткізу үшін қапталған металл мен негізгі металдың арасында ирек композициялық интерфейс пайда болады.

Жарылыс өңдеуден кейін негізгі металл шын мәнінде деформацияны күшейту процесіне ұшырайды.

Осының нәтижесінде созылу беріктігі σb артады, пластикалық көрсеткіш төмендейді, σs аққыштық шегі айқын емес.Бұл Q235 сериялы болат немесе 16MnR болсын, жарылысты өңдеуден кейін және оның механикалық қасиеттерін сынағаннан кейін, барлығы жоғарыда келтірілген деформацияны күшейту құбылысын көрсетеді.Осыған байланысты титан-болатпен қапталған пластина да, никель-болатпен қапталған пластина да қапталған пластина жарылғыш қоспадан кейін кернеуді жеңілдететін термиялық өңдеуге ұшырауды талап етеді.

«Сыйымдылық көрсеткішінің» 99-шы шығарылымында да бұл туралы нақты ережелер бар, бірақ жарылғыш композициялық аустениттік баспайтын болаттан жасалған пластина үшін мұндай ережелер жасалмаған.

Қолданыстағы тиісті техникалық стандарттарда жарылыс өңдеуден кейін аустениттік баспайтын болаттан жасалған пластинаны жылыту керек пе және қалай өңдеу керектігі туралы мәселе салыстырмалы түрде анық емес.

GB8165-87 «Тот баспайтын болатпен қапталған болат пластина» шартында: «Жеткізуші мен сатып алушы арасындағы келісімге сәйкес оны ыстықтай илектелген күйде немесе термиялық өңдеуден өткен күйде де жеткізуге болады».Тегістеу, кесу немесе кесу үшін жеткізіледі.Сұраныс бойынша композиттік беті маринадталған, пассивтелген немесе жылтыратылған болуы мүмкін, сонымен қатар термиялық өңделген күйде жеткізілуі мүмкін.

Термиялық өңдеудің қалай орындалатыны туралы ештеңе айтылмаған.Бұл жағдайдың негізгі себебі әлі де аустениттік тот баспайтын болаттан түйіршік аралық коррозия тудыратын сезімтал аймақтардың жоғарыда аталған проблемасы болып табылады.

GB8547-87 «Титан болатпен қапталған тақтайша» титан-болатпен қапталған пластинаны кернеуді жеңілдететін термиялық өңдеуге арналған термиялық өңдеу жүйесі: 540 ℃ ± 25 ℃, 3 сағат бойы жылуды сақтауды қамтамасыз етеді.Және бұл температура аустениттік тот баспайтын болаттың (400℃–850℃) сенсибилизация температурасының диапазонында ғана.

Сондықтан, жарылғыш композициялық аустениттік баспайтын болаттан жасалған парақтарды термиялық өңдеудің нақты ережелерін беру қиын.Осыған байланысты біздің қысыммен жұмыс істейтін ыдыстардың конструкторлары нақты түсінікке ие болуы, жеткілікті көңіл бөлуі және тиісті шараларды қабылдауы керек.

Біріншіден, 1Cr18Ni9Ti қапталған тот баспайтын болат үшін қолдануға болмайды, өйткені төмен көміртекті аустенитті тот баспайтын болат 0Cr18Ni9 салыстырғанда оның көміртегі мөлшері жоғары, сенсибилизация ықтималдығы жоғары және түйіршікаралық коррозияға төзімділігі төмендейді.

Сонымен қатар, жарылғыш композициялық аустениттік баспайтын болаттан жасалған қысымды ыдыстың қабығы мен басы қатал жағдайларда, мысалы: жоғары қысымда, қысымның ауытқуында және аса және аса қауіпті ортада пайдаланылған кезде 00Cr17Ni14Mo2 қолданылуы керек.Ультра төмен көміртекті аустенитті баспайтын болаттар сенсибилизация мүмкіндігін азайтады.

Композиттік панельдерге арналған термиялық өңдеуге қойылатын талаптар нақты ұсынылуы керек, ал негізгі материалда белгілі бір мөлшерде пластик қоры болуы және композиттік материалдың болуы үшін тиісті тараптармен кеңесу арқылы термиялық өңдеу жүйесі анықталуы керек. талап етілетін коррозияға төзімділік.

3. Жабдықтың жалпы термиялық өңдеуін ауыстыру үшін басқа әдістерді қолдануға бола ма?Өндірушінің шарттарының шектеулеріне және экономикалық мүдделерді ескере отырып, көптеген адамдар қысыммен жұмыс істейтін ыдыстарды жалпы термиялық өңдеуді ауыстырудың басқа әдістерін зерттеді.Бұл барлаулар пайдалы және құнды болғанымен, бірақ қазіргі уақытта ол қысымды ыдыстарды жалпы термиялық өңдеуді алмастыра алмайды.

Қазіргі қолданыстағы стандарттар мен процедураларда интегралды термиялық өңдеуге қойылатын талаптар жеңілдетілген жоқ.Жалпы термиялық өңдеудің әртүрлі альтернативті нұсқаларының ішінде анағұрлым тәндері: жергілікті термиялық өңдеу, дәнекерлеудің қалдық кернеуін жою үшін балғамен соғу әдісі, дәнекерлеудің қалдық кернеуін және дірілдеу әдісін жою үшін жарылыс әдісі, ыстық су ваннасы әдісі және т.б.

Ішінара термиялық өңдеу: GB150-1998 «Болат қысымды ыдыстардың» 10.4.5.3 тармағында қарастырылған: «В, С, D дәнекерленген қосылыстар, сфералық бастиегі мен цилиндрді байланыстыратын А типті дәнекерленген қосылыстар және ақаулы дәнекерлеуді жөндеу бөліктерін пайдалануға рұқсат етіледі. ішінара термиялық өңдеу.Термиялық өңдеу әдісі».Бұл ереже цилиндрдегі А класындағы дәнекерлеуге жергілікті термиялық өңдеу әдісіне жол берілмейтінін білдіреді, яғни: бүкіл жабдыққа жергілікті термиялық өңдеу әдісін қолдануға рұқсат етілмейді, себептердің бірі дәнекерлеудің қалдық кернеуі мүмкін емес. симметриялы түрде жойылады.

Балғамен соғу әдісі дәнекерлеудің қалдық кернеуін жояды: яғни қолмен соғу арқылы дәнекерленген қосылыс бетіне ламинация кернеуі пайда болады, осылайша қалдық созылу кернеуінің жағымсыз әсерін ішінара өтейді.

Негізінде, бұл әдіс кернеулі коррозия крекингінің алдын алуда белгілі бір тежегіш әсерге ие.

Бірақ практикалық пайдалану процесінде сандық көрсеткіштер мен қатаң жұмыс тәртібі болмағандықтан, салыстыру және пайдалану үшін тексеру жұмыстары жеткіліксіз болғандықтан, ол қолданыстағы стандартпен қабылданбаған.

Дәнекерлеудің қалдық кернеуін жою үшін жарылыс әдісі: жарылғыш зат арнайы таспа пішінінде жасалады, ал жабдықтың ішкі қабырғасы дәнекерленген қосылыс бетіне жабысады.Механизм дәнекерлеудің қалдық кернеуін жою үшін балға әдісімен бірдей.

Бұл әдіс дәнекерлеудің қалдық кернеуін жою үшін балғамен соғу әдісінің кейбір кемшіліктерін толтыра алады деп айтылады.Дегенмен, кейбір қондырғылар жалпы термиялық өңдеуді және бірдей жағдайлары бар екі СКГ сақтау резервуарындағы дәнекерлеудің қалдық кернеуін жою үшін жарылыс әдісін қолданды.Жылдар өткеннен кейін резервуардың ашылуын тексеру біріншісінің дәнекерленген қосылыстары бұзылмағанын анықтады, ал қалдық кернеуі жарылыс әдісімен жойылған сақтау қоймасының дәнекерленген қосылыстарында көптеген жарықтар анықталды.Осылайша, дәнекерлеудің қалдық кернеуін жою үшін бір кездері танымал жарылыс әдісі үнсіз.

Қалдық кернеуді жоюдың дәнекерлеудің басқа әдістері бар, олар әртүрлі себептермен қысыммен жұмыс істейтін ыдыстар өнеркәсібінде қабылданбаған.Бір сөзбен айтқанда, қысымды ыдыстарды дәнекерлеуден кейінгі жалпы термиялық өңдеу (соның ішінде пеште қосалқы термиялық өңдеу) жоғары энергия тұтынудың және ұзақ цикл уақытының кемшіліктеріне ие және ол нақты жұмыста әртүрлі қиындықтарға тап болады, мысалы: қысымды ыдыстың құрылымы, бірақ ол әлі де қазіргі қысымды ыдыс өнеркәсібі болып табылады.Барлық жағынан қолайлы дәнекерлеудің қалдық кернеуін жоюдың жалғыз әдісі.