Разгледување на термичка обработка во дизајнот на садови под притисок

Заварувањето на важни компоненти, заварувањето на легиран челик и заварувањето на дебели делови бара претходно загревање пред заварувањето.Главните функции на претходно загревање пред заварување се како што следува:

(1) Предзагревањето може да ја забави стапката на ладење по заварувањето, што е погодно за бегство на дифузниот водород во металот на заварот и ги избегнува пукнатините предизвикани од водород.Во исто време, степенот на стврднување на заварот и зоната погодена од топлина се намалува, а отпорноста на пукнатини на заварениот спој се подобрува.

(2) Предзагревањето може да го намали стресот при заварување.Униформното локално претходно загревање или целокупното претходно загревање може да ја намали температурната разлика (позната и како температурен градиент) помеѓу работните парчиња што треба да се заварат во областа за заварување.На овој начин, од една страна се намалува напрегањето на заварувањето, а од друга страна се намалува стапката на напрегање на заварувањето, што е корисно за избегнување на пукнатини при заварување.

(3) Предгревањето може да го намали ограничувањето на заварената структура, особено задржувањето на спојката на филето.Со зголемувањето на температурата на предзагревање, инциденцата на пукнатини се намалува.

Изборот на температурата на предзагревањето и температурата на интерпас не е поврзан само со хемискиот состав на челикот и електродата, туку и со цврстината на заварената структура, методот на заварување, температурата на околината итн., кои треба да се одредат по сеопфатно разгледување на овие фактори.

Дополнително, еднообразноста на температурата на предзагревање во насоката на дебелината на челичниот лим и униформноста во зоната на заварување имаат важно влијание врз намалувањето на напрегањето на заварувањето.Ширината на локалното претходно загревање треба да се определи според ограничувањето на работното парче што треба да се заварува.Општо земено, треба да биде три пати поголема од дебелината на ѕидот околу областа на заварувањето и не треба да биде помала од 150-200 mm.Ако претходното загревање не е еднолично, наместо да се намали стресот на заварувањето, тоа ќе го зголеми стресот на заварувањето.

Постојат три цели на термичка обработка по заварувањето: елиминирање на водородот, елиминирање на стресот при заварување, подобрување на структурата на заварот и севкупните перформанси.

Третманот со дехидрогенизација по заварување се однесува на термичка обработка на ниски температури што се изведува откако заварувањето е завршено и заварот не е изладен на температура под 100 °C.Општата спецификација е да се загрее на 200~350℃ и да се чува 2-6 часа.Главната функција на третманот за елиминација на водород по заварувањето е да се забрза бегството на водород во зоната заварена и погодена од топлина, што е исклучително ефикасно во спречување на пукнатини при заварување при заварување на нисколегирани челици.

За време на процесот на заварување, поради нееднаквоста на греењето и ладењето, и ограничувањето или надворешното ограничување на самата компонента, стресот на заварување секогаш ќе се генерира во компонентата по завршувањето на работата за заварување.Постоењето на напрегање на заварувањето во компонентата ќе ја намали вистинската носивост на заварената површина на спојницата, ќе предизвика пластична деформација, па дури и ќе доведе до оштетување на компонентата во тешки случаи.

Термичка обработка за ослободување од стрес е да се намали јачината на отпуштање на завареното работно парче на висока температура за да се постигне целта за релаксирање на стресот на заварувањето.Постојат два најчесто користени методи: едниот е целокупното калење на висока температура, односно целиот завар се става во грејната печка, полека се загрева до одредена температура, потоа се чува одредено време и на крајот се лади во воздух или во печката.

На овој начин може да се елиминира 80%-90% од напрегањето на заварувањето.Друг метод е локално калење на висока температура, односно само загревање на заварот и неговата околина, а потоа полека ладење, намалувајќи ја врвната вредност на напрегањето на заварувањето, правејќи ја распределбата на напрегањето релативно рамна и делумно елиминирање на напрегањето на заварувањето.

Откако ќе се заварат некои материјали од легиран челик, нивните заварени споеви ќе се појават зацврстена структура, што ќе ги влоши механичките својства на материјалот.Дополнително, оваа зацврстена структура може да доведе до уништување на зглобот под дејство на стресот на заварувањето и водородот.По термичка обработка, металографската структура на спојот се подобрува, пластичноста и цврстината на заварениот спој се подобруваат и се подобруваат сеопфатните механички својства на заварениот спој.

Третманот со дехидрогенизација е да се задржи топло одреден временски период во опсегот на температурата на загревање од 300 до 400 степени.Целта е да се забрза бегството на водородот во заварениот спој, а ефектот на третманот со дехидрогенизација е подобар од оној на ниската температура по загревањето.

Пост-заварување и термичка обработка по заварување, навремена постгрејна и дехидрогенациска обработка по заварувањето се една од ефективни мерки за спречување на ладни пукнатини при заварувањето.Пукнатините предизвикани од водород предизвикани од акумулација на водород при повеќепропусни и повеќеслојно заварување на дебели плочи треба да се третираат со 2 до 3 посредни третмани за отстранување на водород.

Разгледување на термичка обработка во дизајнот на садови под притисок

Разгледување на термичка обработка во дизајнот на садови под притисок Термичката обработка, како традиционален и ефективен метод за подобрување и обновување на металните својства, отсекогаш била релативно слаба алка во дизајнот и производството на садови под притисок.

Садовите под притисок вклучуваат четири типа термички третмани:

Термичка обработка по заварување (термичка обработка за ослободување од стрес);термичка обработка за подобрување на својствата на материјалот;термичка обработка за враќање на својствата на материјалот;третман за елиминација на водород по заварување.Фокусот овде е да се разговара за прашања поврзани со термичка обработка по заварување, која е широко користена во дизајнот на садови под притисок.

1. Дали на садот под притисок од аустенитен нерѓосувачки челик му е потребна термичка обработка по заварувањето?Термичката обработка по заварувањето е да се користи намалувањето на границата на издашност на металниот материјал на висока температура за да се генерира пластичен проток на местото каде што напрегањето е висок, за да се постигне целта за елиминирање на преостанатиот стрес при заварување, и при во исто време може да ја подобри пластичноста и цврстината на заварените споеви и зоната погодена од топлина и да ја подобри способноста да се спротивстави на корозија од стрес.Овој метод за ослободување од стрес е широко користен во јаглероден челик, садови под притисок од нисколегиран челик со кубна кристална структура во центарот на телото.

Кристалната структура на аустенитниот нерѓосувачки челик е кубна во центарот на лицето.Бидејќи металниот материјал на кубната кристална структура во центарот на лицето има повеќе рамнини на лизгање од кубните во центарот на телото, тој покажува добра цврстина и својства за зајакнување на напрегањето.

Дополнително, при дизајнирањето на садовите под притисок, нерѓосувачкиот челик често се избира за двете цели на антикорозија и исполнување на посебните барања за температура.Покрај тоа, нерѓосувачкиот челик е скап во споредба со јаглеродниот челик и нисколегиран челик, така што неговата дебелина на ѕидот нема да биде многу висока.дебели.

Затоа, имајќи ја предвид безбедноста на нормалното работење, нема потреба од барања за термичка обработка по заварување за садови под притисок од аустенитен нерѓосувачки челик.

Што се однесува до корозијата поради употреба, нестабилноста на материјалот, како што е влошувањето предизвикано од абнормални работни услови како што се замор, оптоварување од удар итн., е тешко да се земе предвид во конвенционалниот дизајн.Доколку постојат овие ситуации, релевантниот научен и технички персонал (како што се: дизајн, употреба, научно истражување и други релевантни единици) треба да спроведе длабинско истражување, компаративни експерименти и да излезе со изводлив план за термичка обработка за да се осигура дека сеопфатниот сервисните перформанси на садот под притисок не се засегнати.

Во спротивно, ако потребата и можноста за термичка обработка за садовите под притисок од аустенитен нерѓосувачки челик не се целосно разгледани, често е неизводливо едноставно да се направат барања за термичка обработка за аустенитниот нерѓосувачки челик по аналогија со јаглероден челик и нисколегиран челик.

Во сегашниот стандард, барањата за термичка обработка по заварување на садовите под притисок од аустенитен нерѓосувачки челик се прилично нејасни.Во GB150 е пропишано: „Освен ако не е поинаку наведено во цртежите, ладно оформените глави од нерѓосувачки челик од аустенити не смеат да бидат термички обработени“.

Што се однесува до тоа дали термичката обработка се изведува во други случаи, таа може да варира во зависност од разбирањето на различни луѓе.Во GB150 е пропишано дека контејнерот и неговите компоненти под притисок исполнуваат еден од следниве услови и треба да бидат термички обработени.Втората и третата ставка се: „Контејнери со стресна корозија, како што се контејнери што содржат течен нафтен гас, течен амонијак итн.и „Контејнери што содржат екстремно или високо токсични средства“.

Во него е пропишано само: „Освен ако поинаку не е наведено во цртежите, заварените споеви од аустенитски нерѓосувачки челик не смеат да бидат термички обработени“.

Од нивото на стандарден израз, ова барање треба да се сфати како главно за различните ситуации наведени во првата точка.Горенаведените втора и трета ситуација можеби не мора да бидат вклучени.

На овој начин, барањата за термичка обработка по заварување на садовите под притисок од аустенитен нерѓосувачки челик може да се изразат посеопфатно и попрецизно, така што дизајнерите можат да одлучат дали и како да се загреат садовите под притисок од аустенитен нерѓосувачки челик според фактичката ситуација.

Членот 74 од 99-тото издание на „Регулативи за капацитет“ јасно вели: „Притисочните садови од аустенитен нерѓосувачки челик или обоени метали генерално не бараат термичка обработка по заварувањето.Доколку е потребна термичка обработка за посебни барања, тоа треба да биде означено на цртежот“.

2. Термичка обработка на контејнери со челични плочи обложени со експлозивен нерѓосувачки челик Плочите од челик со експлозивни нерѓосувачки челик сè почесто се користат во индустријата за садови под притисок поради нивната одлична отпорност на корозија, совршена комбинација на механичка сила и перформанси со разумни трошоци.Прашањата за термичка обработка, исто така, треба да се обрнат внимание на дизајнерите на садови под притисок.

Техничкиот индекс на кој дизајнерите на садовите под притисок обично му придаваат важност за композитните панели е неговата стапка на лепење, додека термичката обработка на композитните панели често се смета за многу малку или треба да се земе предвид од релевантните технички стандарди и производители.Процесот на минирање на метални композитни панели во суштина е процес на примена на енергија на металната површина.

Под дејство на пулс со голема брзина, композитниот материјал косо се судира со основниот материјал, а во состојба на метален млаз, се формира цик-цак композитен интерфејс помеѓу обложениот метал и основниот метал за да се постигне поврзување помеѓу атомите.

Основниот метал по обработката со експлозија всушност е подложен на процес на зајакнување на напрегањето.

Како резултат на тоа, јачината на истегнување σb се зголемува, индексот на пластичност се намалува, а вредноста на јачината на пропустливост σs не е очигледна.Без разлика дали се работи за челик од серијата Q235 или 16MnR, по обработката со експлозија и потоа тестирањето на неговите механички својства, сите го покажуваат горенаведениот феномен за зајакнување на напрегањето.Во овој поглед, и плочата обложена со титаниум челик и плочата обложена со никел-челик бараат обложената плоча да биде подложена на термичка обработка за ослободување од стрес по експлозивното мешање.

99-тото издание на „мерачот за капацитет“ исто така има јасни прописи за ова, но такви прописи не се направени за експлозивната композитна плоча од нерѓосувачки челик од аустенит.

Во тековните релевантни технички стандарди, прашањето дали и како да се загрее плочата од нерѓосувачки челик од аустенит по обработката со експлозија е релативно нејасно.

GB8165-87 „Плоча од челик со обложена нерѓосувачки челик“ пропишува: „Согласно договорот помеѓу добавувачот и купувачот, може да се испорача и во состојба на топло валана или термички обработена состојба“.Се испорачува за израмнување, отсекување или сечење.На барање, композитната површина може да се кисели, пасивизира или полира, а може да се испорача и во термички обработена состојба.

Не се споменува како се изведува термичката обработка.Главната причина за оваа ситуација е сè уште споменатиот проблем на сензибилизираните региони каде што аустенитниот нерѓосувачки челик произведува интергрануларна корозија.

GB8547-87 „Плоча обложена со титаниум челик“ предвидува дека системот за термичка обработка за термичка обработка за ослободување од стрес на плочата обложена со титаниум челик е: 540 ℃ ± 25 ℃, зачувување на топлина 3 часа.И оваа температура е само во температурниот опсег на сензибилизација на аустенитниот нерѓосувачки челик (400℃–850℃).

Затоа, тешко е да се дадат јасни прописи за термичка обработка на експлозивни композитни аустенитни лимови од не'рѓосувачки челик.Во овој поглед, нашите дизајнери на садови под притисок мора да имаат јасно разбирање, да посветат доволно внимание и да преземат соодветни мерки.

Како прво, 1Cr18Ni9Ti не треба да се користи за обложен нерѓосувачки челик, бидејќи во споредба со нискојаглероден аустенитски нерѓосувачки челик 0Cr18Ni9, неговата содржина на јаглерод е поголема, поголема е веројатноста да се појави сензибилизација и неговата отпорност на интергрануларна корозија е намалена.

Дополнително, кога лушпата и главата на садот под притисок од експлозивна композитна аустенитна плоча од нерѓосувачки челик се користат во тешки услови, како што се: висок притисок, флуктуации на притисок и екстремно и многу опасни медиуми, треба да се користи 00Cr17Ni14Mo2.Ултра-нискојаглеродните аустенитни нерѓосувачки челици ја минимизираат можноста за сензибилизација.

Барањата за термичка обработка за композитните панели треба јасно да се изнесат, а системот за термичка обработка треба да се одреди во консултација со релевантните страни, за да се постигне целта основниот материјал да има одредена количина пластична резерва, а композитниот материјал да има потребна отпорност на корозија.

3. Дали може да се користат други методи за замена на целокупната термичка обработка на опремата?Поради ограничувањата на условите на производителот и разгледувањето на економските интереси, многу луѓе истражувале други методи за замена на целокупната термичка обработка на садовите под притисок.Иако овие истражувања се корисни и вредни, но во моментов тоа не е замена за целокупната термичка обработка на садовите под притисок.

Барањата за интегрална термичка обработка не се релаксирани во моментално важечките стандарди и процедури.Помеѓу различните алтернативи на целокупната термичка обработка, потипични се: локална термичка обработка, метод на чекан за елиминирање на преостанатиот стрес при заварување, метод на експлозија за елиминирање на преостанатиот стрес и метод на вибрации при заварување, метод на бања со топла вода итн.

Делумна термичка обработка: Наведено е во 10.4.5.3 од GB150-1998 „Челични садови под притисок“: „Заварени споеви B, C, D, заварени споеви од типот А што ги поврзуваат сферичната глава и цилиндерот и неисправните делови за поправка на заварувањето дозволено е да се користат делумна термичка обработка.Метод на термичка обработка“.Оваа регулатива значи дека методот на локална термичка обработка не е дозволен за заварот од класа А на цилиндерот, односно: целата опрема не смее да го користи методот на локална термичка обработка, една од причините е што преостанатиот стрес на заварувањето не може да биде елиминирани симетрично.

Методот на чекан го елиминира преостанатиот стрес на заварувањето: односно, преку рачно удирање со чекан, на површината на заварениот спој се поставува напрегање на ламинација, со што делумно се компензира негативниот ефект на преостанатиот напон на истегнување.

Во принцип, овој метод има одреден инхибиторен ефект за спречување на пукање од корозија на стрес.

Меѓутоа, бидејќи нема квантитативни индикатори и построги оперативни процедури во практичниот оперативен процес, а верификациската работа за споредба и употреба не е доволна, таа не е усвоена со сегашниот стандард.

Метод на експлозија за елиминирање на преостанатиот стрес при заварување: Експлозивот е специјално направен во форма на лента, а внатрешниот ѕид на опремата е заглавен на површината на заварениот спој.Механизмот е ист како оној на методот на чекан за елиминирање на преостанатиот стрес при заварување.

Се вели дека овој метод може да надомести некои од недостатоците на методот на чекан за да се елиминира преостанатиот стрес при заварување.Сепак, некои единици ја користеа севкупната термичка обработка и методот на експлозија за да го елиминираат преостанатиот стрес при заварување на два резервоари за складирање на ТНГ со исти услови.Години подоцна, инспекцијата на отворањето на резервоарот откри дека заварените споеви на првите се недопрени, додека заварените споеви на резервоарот за складирање чиј резидуален стрес беше елиминиран со методот на експлозија покажаа многу пукнатини.На овој начин, некогаш популарниот метод на експлозија за елиминирање на преостанатиот стрес при заварување е тивок.

Постојат и други методи за заварување за ослободување од преостанат стрес, кои поради различни причини не се прифатени од индустријата на садови под притисок.Со еден збор, целокупната термичка обработка по заварување на садовите под притисок (вклучувајќи под-термичка обработка во печката) ги има недостатоците на високата потрошувачка на енергија и долгото време на циклусот, а се соочува со различни потешкотии во фактичката работа поради фактори како што се структурата на садот под притисок, но сепак е сегашната индустрија на садови под притисок.Единствениот метод за елиминирање на преостанатиот стрес при заварување кој е прифатлив во сите погледи.