Svarīgu komponentu metināšanai, leģētā tērauda metināšanai un biezu detaļu metināšanai pirms metināšanas ir nepieciešama iepriekšēja uzsildīšana.Galvenās priekšsildīšanas funkcijas pirms metināšanas ir šādas:
(1) Iepriekšēja uzsildīšana var palēnināt dzesēšanas ātrumu pēc metināšanas, kas veicina difūzā ūdeņraža izplūšanu metinātajā metālā un novērš ūdeņraža izraisītas plaisas.Tajā pašā laikā tiek samazināta metinājuma šuves un karstuma ietekmes zonas sacietēšanas pakāpe, un tiek uzlabota metinātā savienojuma izturība pret plaisām.
(2) Iepriekšēja uzsildīšana var samazināt metināšanas stresu.Vienota lokālā priekšsildīšana vai vispārējā priekšsildīšana var samazināt temperatūras starpību (pazīstama arī kā temperatūras gradients) starp metināmajām sagatavēm metināšanas zonā.Tādā veidā, no vienas puses, tiek samazināts metināšanas spriegums, no otras puses, tiek samazināts metināšanas deformācijas ātrums, kas ir izdevīgi, lai izvairītos no metināšanas plaisām.
(3) Iepriekšēja uzsildīšana var samazināt metinātās konstrukcijas ierobežošanu, jo īpaši šķautnes savienojuma ierobežošanu.Palielinoties priekšsildīšanas temperatūrai, plaisu rašanās samazinās.
Priekšsildīšanas temperatūras un starpplūsmas temperatūras izvēle ir saistīta ne tikai ar tērauda un elektrodu ķīmisko sastāvu, bet arī ar metinātās konstrukcijas stingrību, metināšanas metodi, apkārtējās vides temperatūru utt., kas jānosaka pēc visu šo punktu visaptverošas izskatīšanas. faktoriem.
Turklāt priekšsildīšanas temperatūras vienmērīgums tērauda loksnes biezuma virzienā un viendabīgums metināšanas zonā būtiski ietekmē metināšanas sprieguma samazināšanu.Vietējās priekšsildīšanas platums jānosaka atbilstoši metināmās sagataves ierobežojumam.Parasti tam jābūt trīs reizes lielākam par sienas biezumu ap metinājuma laukumu, un tas nedrīkst būt mazāks par 150–200 mm.Ja priekšsildīšana nav vienmērīga, tā vietā, lai samazinātu metināšanas spriegumu, palielinās metināšanas spriegums.
Pēcmetināšanas termiskajai apstrādei ir trīs mērķi: ūdeņraža likvidēšana, metināšanas spriedzes novēršana, metināšanas struktūras un vispārējās veiktspējas uzlabošana.
Pēcmetināšanas dehidrogenēšanas apstrāde attiecas uz zemas temperatūras termisko apstrādi, kas tiek veikta pēc tam, kad metināšana ir pabeigta un metinātā šuve nav atdzesēta līdz 100 °C.Vispārējā specifikācija ir uzkarsēt līdz 200 ~ 350 ℃ un turēt to 2-6 stundas.Pēcmetināšanas ūdeņraža likvidēšanas apstrādes galvenā funkcija ir paātrināt ūdeņraža izplūdi metināšanas un karstuma skartajā zonā, kas ir ārkārtīgi efektīva metināšanas plaisu novēršanai mazleģēto tēraudu metināšanas laikā.
Metināšanas procesa laikā sildīšanas un dzesēšanas nevienmērības un pašas sastāvdaļas ierobežošanas vai ārējā ierobežojuma dēļ pēc metināšanas darba pabeigšanas komponentā vienmēr tiks radīts metināšanas spriegums.Metināšanas sprieguma esamība detaļā samazinās metinātā savienojuma laukuma faktisko nestspēju, izraisīs plastisko deformāciju un smagos gadījumos pat novedīs pie detaļas bojājumiem.
Sprieguma samazināšanas termiskā apstrāde ir samazināt metinātās sagataves tecēšanas robežu augstā temperatūrā, lai sasniegtu mērķi atslābināt metināšanas spriegumu.Parasti tiek izmantotas divas metodes: viena ir vispārējā rūdīšana augstā temperatūrā, tas ir, visu metinājumu ievieto sildīšanas krāsnī, lēnām uzkarsē līdz noteiktai temperatūrai, pēc tam patur kādu laiku un beidzot atdzesē gaisā vai krāsnī.
Tādā veidā var novērst 80–90% metināšanas spriedzes.Vēl viena metode ir lokāla rūdīšana augstā temperatūrā, tas ir, tikai metinātās šuves un tās apkārtnes uzsildīšana un pēc tam lēna dzesēšana, samazinot metināšanas sprieguma maksimālo vērtību, padarot sprieguma sadalījumu salīdzinoši vienmērīgu un daļēji novēršot metināšanas spriegumu.
Pēc tam, kad daži leģētā tērauda materiāli ir sametināti, to metinātajiem savienojumiem parādīsies rūdīta struktūra, kas pasliktinās materiāla mehāniskās īpašības.Turklāt šī cietinātā struktūra var izraisīt savienojuma iznīcināšanu metināšanas sprieguma un ūdeņraža ietekmē.Pēc termiskās apstrādes tiek uzlabota savienojuma metalogrāfiskā struktūra, uzlabota metinātā savienojuma plastiskums un stingrība, kā arī uzlabotas metinātā savienojuma visaptverošās mehāniskās īpašības.
Dehidrogenēšanas apstrāde ir uzturēt siltumu uz laiku sildīšanas temperatūras diapazonā no 300 līdz 400 grādiem.Mērķis ir paātrināt ūdeņraža izplūšanu metinātajā savienojumā, un dehidrogenēšanas apstrādes efekts ir labāks nekā zemas temperatūras pēckarsēšanas efekts.
Pēcmetināšanas un pēcmetināšanas termiskā apstrāde, savlaicīga pēckarsēšana un dehidrogenēšana pēc metināšanas ir viens no efektīviem pasākumiem, lai novērstu aukstās plaisas metināšanā.Ūdeņraža radītās plaisas, ko izraisa ūdeņraža uzkrāšanās biezu plākšņu daudzkārtu un daudzslāņu metināšanā, jāapstrādā ar 2 līdz 3 starpposma ūdeņraža noņemšanas apstrādi.
Termiskās apstrādes apsvērumi spiedtvertņu projektēšanā
Termiskās apstrādes apsvēršana spiedtvertņu projektēšanā Termiskā apstrāde kā tradicionāla un efektīva metode metāla īpašību uzlabošanai un atjaunošanai vienmēr ir bijusi relatīvi vāja saite spiedtvertņu projektēšanā un ražošanā.
Spiedientvertnēs tiek veikta četru veidu termiskā apstrāde:
Termiskā apstrāde pēc metināšanas (termiskā apstrāde no stresa samazināšanas);termiskā apstrāde, lai uzlabotu materiāla īpašības;termiskā apstrāde, lai atjaunotu materiāla īpašības;ūdeņraža likvidēšanas apstrāde pēc metināšanas.Šeit galvenā uzmanība tiek pievērsta jautājumiem, kas saistīti ar termisko apstrādi pēc metināšanas, ko plaši izmanto spiedtvertņu projektēšanā.
1. Vai austenīta nerūsējošā tērauda spiedtvertnei ir nepieciešama termiskā apstrāde pēc metināšanas?Pēcmetināšanas termiskā apstrāde ir izmantot metāla materiāla tecēšanas robežas samazināšanu augstā temperatūrā, lai radītu plastmasas plūsmu vietā, kur ir augsts spriegums, lai sasniegtu mērķi novērst metināšanas atlikušo spriegumu, un pie Tajā pašā laikā var uzlabot metināto savienojumu un karstuma ietekmētās zonas plastiskumu un stingrību, kā arī uzlabot spēju pretoties stresa korozijai.Šo spriedzes samazināšanas metodi plaši izmanto oglekļa tērauda, zema leģētā tērauda spiedtvertnēs ar korpusa centrālu kubiskā kristāla struktūru.
Austenīta nerūsējošā tērauda kristāla struktūra ir vērsta uz seju.Tā kā uz seju centrētās kubiskās kristāla struktūras metāla materiālam ir vairāk slīdēšanas plakņu nekā korpusa centrā esošajam kubiskajam materiālam, tam piemīt labas izturības un deformācijas stiprināšanas īpašības.
Turklāt spiedtvertņu projektēšanā nerūsējošais tērauds bieži tiek izvēlēts diviem pretkorozijas mērķiem un atbilst īpašajām temperatūras prasībām.Turklāt nerūsējošais tērauds ir dārgs salīdzinājumā ar oglekļa tēraudu un mazleģēto tēraudu, tāpēc tā sieniņu biezums nebūs īpaši liels.biezs.
Tāpēc, ņemot vērā normālas darbības drošību, austenīta nerūsējošā tērauda spiedtvertnēm nav nepieciešamas pēcmetināšanas termiskās apstrādes prasības.
Kas attiecas uz lietošanas izraisītu koroziju, parastajā konstrukcijā ir grūti ņemt vērā materiāla nestabilitāti, piemēram, nolietošanos, ko izraisa neparasti darbības apstākļi, piemēram, nogurums, trieciena slodze utt.Ja šādas situācijas pastāv, attiecīgajam zinātniskajam un tehniskajam personālam (piemēram, projektēšanai, izmantošanai, zinātniskai izpētei un citām attiecīgajām vienībām) ir jāveic padziļināta izpēte, salīdzinošie eksperimenti un jāizstrādā reāls termiskās apstrādes plāns, lai nodrošinātu visaptverošu netiek ietekmēta spiedtvertnes ekspluatācijas veiktspēja.
Pretējā gadījumā, ja nav pilnībā apsvērta austenīta nerūsējošā tērauda spiedtvertņu termiskās apstrādes nepieciešamība un iespēja, bieži vien nav iespējams vienkārši noteikt termiskās apstrādes prasības austenīta nerūsējošajam tēraudam pēc analoģijas ar oglekļa tēraudu un zemu leģēto tēraudu.
Pašreizējā standartā prasības austenīta nerūsējošā tērauda spiedtvertņu termiskai apstrādei pēc metināšanas ir diezgan neskaidras.Tas ir noteikts GB150: “Ja rasējumos nav norādīts citādi, auksti formētas austenīta nerūsējošā tērauda galviņas nedrīkst termiski apstrādāt”.
Runājot par to, vai citos gadījumos tiek veikta termiskā apstrāde, tā var atšķirties atkarībā no dažādu cilvēku izpratnes.GB150 ir noteikts, ka tvertne un tā spiediena komponenti atbilst vienam no šiem nosacījumiem un ir termiski jāapstrādā.Otrais un trešais punkts ir: “Tvertnes ar sprieguma koroziju, piemēram, tvertnes, kas satur sašķidrinātu naftas gāzi, šķidru amonjaku utt.un “Tvertnes, kas satur īpaši vai ļoti toksiskas vielas”.
Tajā ir tikai noteikts: “Ja rasējumos nav norādīts citādi, austenīta nerūsējošā tērauda metinātos savienojumus nedrīkst termiski apstrādāt”.
No standarta izteiksmes līmeņa šī prasība ir jāsaprot kā galvenokārt attiecībā uz dažādām pirmajā punktā uzskaitītajām situācijām.Iepriekš minētā otrā un trešā situācija var nebūt iekļauta.
Tādā veidā austenīta nerūsējošā tērauda spiedtvertņu pēcmetināšanas termiskās apstrādes prasības var izteikt vispusīgāk un precīzāk, lai projektētāji varētu izlemt, vai un kā veikt austenīta nerūsējošā tērauda spiedtvertņu termisko apstrādi atbilstoši faktiskajai situācijai.
“Kapacitātes noteikumu” 99. izdevuma 74. pants skaidri nosaka: “Austenīta nerūsējošā tērauda vai krāsaino metālu spiedtvertnēm pēc metināšanas parasti nav nepieciešama termiskā apstrāde.Ja īpašām prasībām nepieciešama termiskā apstrāde, tas jānorāda zīmējumā.”
2. Sprādzienbīstamu nerūsējošā tērauda plāksnētu tērauda plākšņu konteineru termiskā apstrāde Sprādzienbīstamā nerūsējošā tērauda plāksnītes arvien plašāk tiek izmantotas spiedtvertņu rūpniecībā, jo tām ir lieliska izturība pret koroziju, perfekta mehāniskās izturības kombinācija un saprātīga izmaksu veiktspēja.Spiedientvertņu projektētājiem vajadzētu pievērst uzmanību arī termiskās apstrādes jautājumiem.
Tehniskais rādītājs, kam spiedtvertņu projektētāji parasti piešķir nozīmi kompozītmateriālu paneļiem, ir to savienošanas ātrums, savukārt kompozītmateriālu paneļu termiskā apstrāde bieži tiek uzskatīta par ļoti zemu vai tā būtu jāņem vērā attiecīgajiem tehniskajiem standartiem un ražotājiem.Metāla kompozītmateriālu paneļu spridzināšanas process būtībā ir process, kurā enerģija tiek pielietota metāla virsmai.
Ātrgaitas impulsa ietekmē kompozītmateriāls slīpi saduras ar pamatmateriālu, un metāla strūklas stāvoklī starp plaķēto metālu un parasto metālu veidojas zigzaga kompozīta saskarne, lai panāktu savienojumu starp atomiem.
Parastais metāls pēc eksplozijas apstrādes faktiski tiek pakļauts deformācijas stiprināšanas procesam.
Rezultātā stiepes izturība σb palielinās, plastiskuma indekss samazinās, un tecēšanas robežas vērtība σs nav acīmredzama.Neatkarīgi no tā, vai tas ir Q235 sērijas tērauds vai 16MnR, pēc sprādziena apstrādes un pēc tam tā mehānisko īpašību pārbaudes visi parāda iepriekš minēto deformācijas stiprināšanas fenomenu.Šajā sakarā gan titāna tērauda pārklājuma plāksne, gan niķeļa tērauda pārklājuma plāksne prasa, lai plakētā plāksne tiktu pakļauta sprieguma samazināšanas termiskai apstrādei pēc sprādzienbīstamas savienošanas.
“Kapacitātes mērītāja” 99. izdevumā arī par to ir skaidri noteikumi, taču sprāgstvielu kompozītmateriālu austenīta nerūsējošā tērauda plāksnei šādi noteikumi nav paredzēti.
Pašreizējos attiecīgajos tehniskajos standartos jautājums par to, vai un kā termiski apstrādāt austenīta nerūsējošā tērauda plāksni pēc sprādzienbīstamas apstrādes, ir samērā neskaidrs.
GB8165-87 “Nerūsējošā tērauda plaķētā tērauda plāksne” nosaka: “Saskaņā ar vienošanos starp piegādātāju un pircēju, to var piegādāt arī karsti velmētu vai termiski apstrādātu.”Paredzēts izlīdzināšanai, apgriešanai vai griešanai.Pēc pieprasījuma kompozītmateriālu virsmu var kodināt, pasivēt vai pulēt, un to var piegādāt arī termiski apstrādātā stāvoklī.
Nav minēts, kā tiek veikta termiskā apstrāde.Šīs situācijas galvenais iemesls joprojām ir iepriekšminētā sensibilizēto reģionu problēma, kur austenīta nerūsējošais tērauds rada starpkristālu koroziju.
GB8547-87 “Titāna tērauda pārklājuma plāksne” nosaka, ka termiskās apstrādes sistēma titāna tērauda pārklājuma plākšņu sprieguma samazināšanas termiskai apstrādei ir: 540 ℃ ± 25 ℃, siltuma saglabāšana 3 stundas.Un šī temperatūra ir tikai austenīta nerūsējošā tērauda sensibilizācijas temperatūras diapazonā (400 ℃–850 ℃).
Tāpēc ir grūti sniegt skaidrus noteikumus sprādzienbīstamu kompozītmateriālu austenīta nerūsējošā tērauda lokšņu termiskai apstrādei.Šajā sakarā mūsu spiedtvertņu projektētājiem ir jābūt skaidrai izpratnei, jāpievērš pietiekama uzmanība un jāveic atbilstoši pasākumi.
Pirmkārt, 1Cr18Ni9Ti nevajadzētu izmantot plaķētam nerūsējošajam tēraudam, jo, salīdzinot ar zema oglekļa satura austenīta nerūsējošo tēraudu 0Cr18Ni9, tajā ir lielāks oglekļa saturs, lielāka sensibilizācijas iespējamība un samazināta tā izturība pret starpkristālu koroziju.
Turklāt, ja spiedtvertnes korpusu un galvu, kas izgatavoti no sprādzienbīstamas kompozītmateriāla austenīta nerūsējošā tērauda plāksnes, izmanto skarbos apstākļos, piemēram: augsts spiediens, spiediena svārstības un ārkārtīgi un ļoti bīstami materiāli, jāizmanto 00Cr17Ni14Mo2.Īpaši zema oglekļa satura austenīta nerūsējošais tērauds samazina sensibilizācijas iespējamību.
Kompozītmateriālu paneļu termiskās apstrādes prasības būtu skaidri jāizvirza, un termiskās apstrādes sistēma jānosaka, apspriežoties ar attiecīgajām pusēm, lai sasniegtu mērķi, ka pamatmateriālam ir noteikts plastmasas rezerves daudzums un kompozītmateriālam ir nepieciešamā izturība pret koroziju.
3. Vai var izmantot citas metodes, lai aizstātu kopējo iekārtu termisko apstrādi?Ņemot vērā ražotāja nosacījumu ierobežojumus un ekonomisko interešu ievērošanu, daudzi cilvēki ir pētījuši citas metodes, kā aizstāt kopējo spiedtvertņu termisko apstrādi.Lai gan šie pētījumi ir izdevīgi un vērtīgi, šobrīd tas arī neaizstāj spiedtvertņu vispārējo termisko apstrādi.
Patlaban spēkā esošajos standartos un procedūrās prasības integrētai termiskai apstrādei nav atvieglotas.Starp dažādām alternatīvām vispārējai termiskai apstrādei raksturīgākās ir: lokālā termiskā apstrāde, āmura metode, lai novērstu metināšanas atlikušo spriegumu, eksplozijas metode, lai novērstu metināšanas atlikušo spriegumu un vibrācijas metodi, karstā ūdens vannas metode utt.
Daļēja termiskā apstrāde: Tas ir noteikts GB150-1998 “Tērauda spiedtvertnes” 10.4.5.3.: “Atļauts izmantot B, C, D metinātos savienojumus, A tipa metinātos savienojumus, kas savieno sfērisko galvu un cilindru un bojātās metināšanas remonta daļas. daļēja termiskā apstrāde.Termiskās apstrādes metode.Šis noteikums nozīmē, ka balona A klases metinājumam nav atļauta lokālā termiskās apstrādes metode, tas ir: visa iekārta nedrīkst izmantot lokālās termiskās apstrādes metodi, viens no iemesliem ir tas, ka metināšanas atlikušais spriegums nevar tikt izmantots. likvidēts simetriski.
Kalšanas metode novērš metināšanas atlikušo spriegumu: tas ir, ar manuālu kalšanu, uz metinātā savienojuma virsmas tiek uzlikts laminēšanas spriegums, tādējādi daļēji kompensējot atlikušās stiepes sprieguma nelabvēlīgo ietekmi.
Principā šai metodei ir zināms inhibējošs efekts, lai novērstu spriegumu korozijas plaisāšanu.
Tomēr, tā kā praktiskās darbības procesā nav kvantitatīvu rādītāju un stingrāku darbības procedūru, kā arī nepietiek ar pārbaudes darbu salīdzināšanai un lietošanai, tas nav pieņemts pašreizējā standartā.
Eksplozijas metode, lai novērstu metināšanas atlikušo spriegumu: sprāgstviela ir īpaši izgatavota lentes formā, un iekārtas iekšējā siena ir iestrēdzis uz metinātā savienojuma virsmas.Mehānisms ir tāds pats kā āmura metodei, lai novērstu metināšanas atlikušo spriegumu.
Ir teikts, ka šī metode var kompensēt dažus āmurēšanas metodes trūkumus, lai novērstu metināšanas atlikušo spriegumu.Tomēr dažas vienības ir izmantojušas vispārējo termisko apstrādi un sprādziena metodi, lai novērstu metināšanas atlikušo spriegumu divās sašķidrinātās naftas gāzes uzglabāšanas tvertnēs ar tādiem pašiem nosacījumiem.Gadiem vēlāk cisternas atvēršanas pārbaudē tika konstatēts, ka pirmās metinātie savienojumi ir neskarti, savukārt uzglabāšanas tvertnes metinātajos savienojumos, kuru atlikušais spriegums tika novērsts ar sprādziena metodi, bija daudz plaisu.Tādā veidā kādreiz populārā eksplozijas metode, lai novērstu metināšanas atlikušo spriegumu, ir klusa.
Ir arī citas metināšanas atlikušā sprieguma samazināšanas metodes, kuras dažādu iemeslu dēļ spiedtvertņu nozare nav akceptējusi.Vārdu sakot, vispārējai spiedtvertņu termiskajai apstrādei pēc metināšanas (ieskaitot zemtermisko apstrādi krāsnī) ir trūkumi, kas saistīti ar lielu enerģijas patēriņu un ilgu cikla laiku, un tā saskaras ar dažādām grūtībām faktiskajā darbībā tādu faktoru dēļ kā spiedtvertnes struktūra, taču tā joprojām ir pašreizējā spiedtvertņu nozare.Vienīgā metode, kā novērst metināšanas atlikušo spriegumu, kas ir pieņemama visos aspektos.
Publicēšanas laiks: 25. jūlijs 2022