Zváranie dôležitých komponentov, zváranie legovanej ocele a zváranie hrubých častí, to všetko vyžaduje pred zváraním predhriatie.Hlavné funkcie predhrievania pred zváraním sú nasledovné:
(1) Predhrievanie môže spomaliť rýchlosť ochladzovania po zváraní, čo vedie k úniku difúzneho vodíka vo zvarovom kove a zabraňuje vzniku trhlín spôsobených vodíkom.Zároveň sa zníži stupeň vytvrdnutia zvaru a tepelne ovplyvnenej zóny a zlepší sa odolnosť zvarového spoja voči prasknutiu.
(2) Predhrievanie môže znížiť napätie pri zváraní.Rovnomerný lokálny predohrev alebo celkový predohrev môže znížiť teplotný rozdiel (známy aj ako teplotný gradient) medzi zváranými kusmi v oblasti zvárania.Týmto spôsobom sa na jednej strane zníži napätie pri zváraní a na druhej strane sa zníži rýchlosť deformácie pri zváraní, čo je výhodné na zabránenie vzniku trhlín pri zváraní.
(3) Predhrievanie môže znížiť zadržiavanie zváranej konštrukcie, najmä zadržiavanie kútového spoja.So zvyšovaním teploty predohrevu sa výskyt trhlín znižuje.
Voľba teploty predohrevu a interpass teploty nesúvisí len s chemickým zložením ocele a elektródy, ale aj s tuhosťou zváranej konštrukcie, metódou zvárania, teplotou okolia atď., čo by sa malo určiť po komplexnom zvážení týchto faktory.
Okrem toho rovnomernosť teploty predhrievania v smere hrúbky oceľového plechu a rovnomernosť v oblasti zvaru majú dôležitý vplyv na zníženie napätia pri zváraní.Šírka lokálneho predohrevu by sa mala určiť podľa uchytenia obrobku, ktorý sa má zvárať.Vo všeobecnosti by mala byť trojnásobkom hrúbky steny okolo oblasti zvaru a nemala by byť menšia ako 150-200 mm.Ak predhrievanie nie je rovnomerné, namiesto zníženia napätia pri zváraní sa napätie pri zváraní zvýši.
Existujú tri účely tepelného spracovania po zváraní: odstránenie vodíka, odstránenie napätia pri zváraní, zlepšenie štruktúry zvaru a celkového výkonu.
Dehydrogenačná úprava po zváraní sa týka nízkoteplotného tepelného spracovania vykonávaného po dokončení zvárania a zvar nebol ochladený pod 100 °C.Všeobecná špecifikácia je zahriať na 200 ~ 350 ℃ a udržiavať ho 2-6 hodín.Hlavnou funkciou úpravy eliminácie vodíka po zváraní je urýchlenie úniku vodíka v oblasti zvaru a tepelne ovplyvnenej oblasti, čo je mimoriadne účinné pri predchádzaní zváracích trhlín pri zváraní nízkolegovaných ocelí.
Počas procesu zvárania v dôsledku nerovnomernosti zahrievania a chladenia a obmedzenia alebo vonkajšieho obmedzenia samotného komponentu sa vždy po dokončení zváracích prác v komponente vytvorí zváracie napätie.Existencia zváracieho napätia v komponente zníži skutočnú únosnosť oblasti zváraného spoja, spôsobí plastickú deformáciu a v závažných prípadoch dokonca povedie k poškodeniu komponentu.
Tepelné spracovanie na zmiernenie napätia má za cieľ znížiť medzu klzu zváraného obrobku pri vysokej teplote, aby sa dosiahol účel uvoľnenia napätia pri zváraní.Bežne sa používajú dva spôsoby: jedným je celkové vysokoteplotné popúšťanie, to znamená, že celý zvarenec sa vloží do ohrievacej pece, pomaly sa zahrieva na určitú teplotu, potom sa určitý čas udržiava a nakoniec sa ochladí na vzduchu, resp. v peci.
Týmto spôsobom je možné eliminovať 80%-90% napätia pri zváraní.Ďalšou metódou je lokálne vysokoteplotné popúšťanie, to znamená iba zahriatie zvaru a jeho okolia a následné pomalé ochladzovanie, čím sa zníži špičková hodnota zváracieho napätia, čím sa rozloženie napätia stane relatívne ploché a čiastočne sa zvarové napätie odstráni.
Po zváraní niektorých materiálov z legovanej ocele sa v ich zvarových spojoch objaví stvrdnutá štruktúra, čo zhorší mechanické vlastnosti materiálu.Okrem toho môže táto vytvrdená štruktúra viesť k deštrukcii spoja pôsobením zváracieho napätia a vodíka.Po tepelnom spracovaní sa zlepšuje metalografická štruktúra spoja, zlepšuje sa plasticita a húževnatosť zvarového spoja a zlepšujú sa komplexné mechanické vlastnosti zvarového spoja.
Dehydrogenačná úprava spočíva v udržiavaní tepla počas určitého časového obdobia v rozsahu teplôt ohrevu 300 až 400 stupňov.Účelom je urýchliť únik vodíka vo zvarovom spoji a efekt dehydrogenačného spracovania je lepší ako efekt nízkoteplotného dohrevu.
Tepelné spracovanie po zváraní a po zváraní, včasné dohrievanie a dehydrogenačné ošetrenie po zváraní sú jedným z účinných opatrení na zabránenie vzniku studených trhlín pri zváraní.Vodíkom vyvolané trhliny spôsobené akumuláciou vodíka pri viacprechodovom a viacvrstvovom zváraní hrubých plechov by sa mali ošetriť 2 až 3 prechodnými úpravami na odstránenie vodíka.
Zváženie tepelného spracovania v dizajne tlakových nádob
Úvaha o tepelnom spracovaní pri konštrukcii tlakových nádob Tepelné spracovanie, ako tradičná a efektívna metóda na zlepšenie a obnovenie vlastností kovu, bolo vždy relatívne slabým článkom pri navrhovaní a výrobe tlakových nádob.
Tlakové nádoby zahŕňajú štyri typy tepelného spracovania:
Tepelné spracovanie po zváraní (tepelné spracovanie odľahčujúce napätie);tepelné spracovanie na zlepšenie vlastností materiálu;tepelné spracovanie na obnovenie vlastností materiálu;úprava eliminácie vodíka po zváraní.V centre pozornosti je diskutovať o problémoch súvisiacich s tepelným spracovaním po zváraní, ktoré sa široko používa pri navrhovaní tlakových nádob.
1. Potrebuje tlaková nádoba z austenitickej nehrdzavejúcej ocele tepelné spracovanie po zváraní?Tepelné spracovanie po zváraní spočíva vo využití zníženia medze prieťažnosti kovového materiálu pri vysokej teplote na vytvorenie plastového toku v mieste, kde je napätie vysoké, aby sa dosiahol účel eliminácie zvyškového napätia zvárania a pri Zároveň môže zlepšiť plasticitu a húževnatosť zváraných spojov a tepelne ovplyvnenej zóny a zlepšiť schopnosť odolávať korózii pod napätím.Táto metóda uvoľnenia napätia je široko používaná v tlakových nádobách z uhlíkovej ocele, nízkolegovanej ocele s kubickou kryštálovou štruktúrou centrovanou na telo.
Kryštálová štruktúra austenitickej nehrdzavejúcej ocele je plošne centrovaná kubická.Pretože kovový materiál plošne centrovanej kubickej kryštálovej štruktúry má viac sklzových rovín ako kubický kubický centrovaný na telo, vykazuje dobrú húževnatosť a vlastnosti zosilnenia napätia.
Okrem toho sa pri konštrukcii tlakových nádob často vyberá nehrdzavejúca oceľ pre dva účely antikorózie a splnenie špeciálnych požiadaviek na teplotu.Okrem toho je nehrdzavejúca oceľ drahá v porovnaní s uhlíkovou oceľou a nízkolegovanou oceľou, takže jej hrúbka steny nebude príliš veľká.hustý.
Preto vzhľadom na bezpečnosť bežnej prevádzky nie sú potrebné požiadavky na tepelné spracovanie po zváraní pre tlakové nádoby z austenitickej nehrdzavejúcej ocele.
Čo sa týka korózie spôsobenej používaním, nestabilita materiálu, ako je opotrebenie spôsobené abnormálnymi prevádzkovými podmienkami, ako je únava, nárazové zaťaženie, atď., je ťažké uvažovať v konvenčnom dizajne.Ak takéto situácie existujú, príslušný vedecký a technický personál (ako napríklad: dizajn, použitie, vedecký výskum a iné príslušné jednotky) musí vykonať hĺbkový výskum, porovnávacie experimenty a vypracovať realizovateľný plán tepelného spracovania, aby sa zabezpečilo, že komplexný prevádzkový výkon tlakovej nádoby tým nie je ovplyvnený.
V opačnom prípade, ak nie je úplne zvážená potreba a možnosť tepelného spracovania tlakových nádob z austenitickej nehrdzavejúcej ocele, je často nerealizovateľné jednoducho stanoviť požiadavky na tepelné spracovanie pre austenitickú nehrdzavejúcu oceľ analogicky s uhlíkovou oceľou a nízkolegovanou oceľou.
V súčasnej norme sú požiadavky na tepelné spracovanie po zváraní tlakových nádob z austenitickej nehrdzavejúcej ocele dosť vágne.V GB150 je stanovené: „Pokiaľ nie je na výkresoch uvedené inak, za studena tvarované hlavy z austenitickej nehrdzavejúcej ocele sa nesmú tepelne spracovávať“.
Pokiaľ ide o to, či sa tepelné spracovanie vykonáva v iných prípadoch, môže sa líšiť podľa chápania rôznych ľudí.V GB150 je stanovené, že nádoba a jej tlakové zložky spĺňajú jednu z nasledujúcich podmienok a mali by byť tepelne spracované.Druhá a tretia položka sú: „Nádoby s koróziou pod napätím, ako sú nádoby obsahujúce skvapalnený ropný plyn, kvapalný amoniak atď.a „Nádoby obsahujúce extrémne alebo vysoko toxické médiá“.
Je v ňom uvedené len: „Pokiaľ nie je na výkresoch uvedené inak, zvarové spoje austenitickej nehrdzavejúcej ocele sa nesmú tepelne upravovať“.
Z úrovne štandardného vyjadrovania treba túto požiadavku chápať hlavne pre rôzne situácie uvedené v prvej položke.Vyššie uvedená druhá a tretia situácia nemusia byť nevyhnutne zahrnuté.
Takto možno komplexnejšie a presnejšie vyjadriť požiadavky na tepelné spracovanie tlakových nádob z austenitickej nehrdzavejúcej ocele po zváraní, aby sa projektanti mohli rozhodnúť, či a ako tepelné spracovanie tlakových nádob z austenitickej nehrdzavejúcej ocele vykonať podľa skutočného stavu.
Článok 74 99. vydania „Nariadenia o kapacite“ jasne hovorí: „Tlakové nádoby z austenitickej nehrdzavejúcej ocele alebo neželezných kovov vo všeobecnosti nevyžadujú po zváraní tepelné spracovanie.Ak sa pre špeciálne požiadavky vyžaduje tepelné spracovanie, malo by to byť uvedené na výkrese.“
2. Tepelné spracovanie výbušných nádob z oceľových plechov plátovaných z nehrdzavejúcej ocele Výbušné oceľové dosky z nehrdzavejúcej ocele sú čoraz viac používané v priemysle tlakových nádob kvôli ich vynikajúcej odolnosti proti korózii, dokonalej kombinácii mechanickej pevnosti a primeraných nákladov.Na problémy tepelného spracovania by mali upozorniť aj konštruktéri tlakových nádob.
Technickým ukazovateľom, ktorému konštruktéri tlakových nádob zvyčajne pripisujú dôležitosť pri kompozitných paneloch, je miera lepenia, zatiaľ čo tepelné spracovanie kompozitných panelov sa často považuje za veľmi malé alebo by sa malo brať do úvahy príslušnými technickými normami a výrobcami.Proces tryskania kovových kompozitných panelov je v podstate proces aplikácie energie na kovový povrch.
Pôsobením vysokorýchlostného impulzu sa kompozitný materiál zráža so základným materiálom šikmo a v stave kovového prúdu sa medzi plátovaným kovom a základným kovom vytvorí cik-cak kompozitné rozhranie, aby sa dosiahlo spojenie medzi atómami.
Základný kov po spracovaní výbuchom je v skutočnosti podrobený procesu spevňovania deformáciou.
V dôsledku toho sa pevnosť v ťahu σb zvyšuje, index plasticity klesá a hodnota medze klzu σs nie je zrejmá.Či už ide o oceľ radu Q235 alebo 16MnR, po spracovaní výbuchom a následnom testovaní jej mechanických vlastností všetky vykazujú vyššie uvedený jav zosilnenia napätia.V tomto ohľade ako plátová doska z titánovej ocele, tak aj plátovaná doska z niklovej ocele vyžaduje, aby plátovaná doska bola podrobená tepelnému spracovaniu na uvoľnenie napätia po výbušnom zmiešaní.
99. vydanie „meradla kapacity“ má v tejto veci tiež jasné predpisy, ale žiadne takéto predpisy nie sú vytvorené pre výbušnú kompozitnú austenitickú platňu z nehrdzavejúcej ocele.
V súčasných príslušných technických normách je otázka, či a ako tepelne spracovať platňu z austenitickej nehrdzavejúcej ocele po spracovaní výbuchom, pomerne nejasná.
GB8165-87 „Plát z nehrdzavejúcej ocele plátovanej ocele“ stanovuje: „Podľa dohody medzi dodávateľom a kupujúcim môže byť dodaný aj v stave valcovanom za tepla alebo v stave tepelnom spracovaní.“Dodáva sa na vyrovnávanie, orezávanie alebo rezanie.Na požiadanie môže byť povrch kompozitu morený, pasivovaný alebo leštený a je možné ho dodať aj v tepelne upravenom stave.“
Nie je tam žiadna zmienka o tom, ako prebieha tepelné spracovanie.Hlavným dôvodom tohto stavu je stále spomínaný problém senzibilizovaných oblastí, kde austenitická nehrdzavejúca oceľ spôsobuje medzikryštalickú koróziu.
GB8547-87 „Doska plátovaná titánovou oceľou“ stanovuje, že systém tepelného spracovania na tepelné spracovanie plátovanej dosky z titánovej ocele na odľahčenie pnutia je: 540 ℃ ± 25 ℃, tepelná konzervácia po dobu 3 hodín.A táto teplota je práve v rozsahu teplôt senzibilizácie austenitickej nehrdzavejúcej ocele (400 ℃ – 850 ℃).
Preto je ťažké poskytnúť jasné predpisy pre tepelné spracovanie výbušných kompozitných austenitických plechov z nehrdzavejúcej ocele.Naši konštruktéri tlakových nádob musia mať v tomto smere jasno, venovať dostatočnú pozornosť a prijať zodpovedajúce opatrenia.
Po prvé, 1Cr18Ni9Ti by sa nemal používať na plátovanú nehrdzavejúcu oceľ, pretože v porovnaní s nízkouhlíkovou austenitickou nehrdzavejúcou oceľou 0Cr18Ni9 je jej obsah uhlíka vyšší, je pravdepodobnejšie, že dôjde k senzibilizácii a jej odolnosť voči medzikryštalickej korózii je znížená.
Okrem toho, ak sa plášť a hlava tlakovej nádoby vyrobené z výbušného kompozitného austenitického plechu z nehrdzavejúcej ocele používajú v náročných podmienkach, ako sú: vysoký tlak, kolísanie tlaku a extrémne a vysoko nebezpečné médiá, mal by sa použiť 00Cr17Ni14Mo2.Austenitické nehrdzavejúce ocele s ultra nízkym obsahom uhlíka minimalizujú možnosť senzibilizácie.
Požiadavky na tepelné spracovanie pre kompozitné panely by sa mali jasne uviesť a systém tepelného spracovania by sa mal určiť po konzultácii s príslušnými stranami, aby sa dosiahol účel, že základný materiál má určitú rezervu plastu a kompozitný materiál má požadovaná odolnosť proti korózii.
3. Môžu sa použiť iné metódy na nahradenie celkového tepelného spracovania zariadenia?Vzhľadom na obmedzenia podmienok výrobcu a zohľadňovanie ekonomických záujmov mnohí ľudia skúmali iné spôsoby, ako nahradiť celkové tepelné spracovanie tlakových nádob.Tieto prieskumy sú síce prospešné a hodnotné, no v súčasnosti tiež nie je náhradou za celkové tepelné spracovanie tlakových nádob.
Požiadavky na integrálne tepelné spracovanie neboli v súčasne platných normách a postupoch zmiernené.Spomedzi rôznych alternatív celkového tepelného spracovania sú typickejšie: lokálne tepelné spracovanie, metóda tepovania na odstránenie zvyškového napätia pri zváraní, metóda výbuchu na odstránenie zvyškového napätia pri zváraní a metóda vibrácií, metóda horúceho vodného kúpeľa atď.
Čiastočné tepelné spracovanie: V 10.4.5.3 GB150-1998 „Oceľové tlakové nádoby“ je stanovené: „Zvarové spoje B, C, D, zvárané spoje typu A spájajúce guľovú hlavu a valec a chybné zvárané diely na opravu sú povolené. čiastočné tepelné spracovanie.Metóda tepelného spracovania."Toto nariadenie znamená, že metóda lokálneho tepelného spracovania nie je povolená pre zvar triedy A na valci, to znamená: celé zariadenie nesmie používať metódu lokálneho tepelného spracovania, jedným z dôvodov je, že zvyškové napätie zvárania nemôže byť eliminované symetricky.
Metóda príklepu eliminuje zvyškové napätie pri zváraní: to znamená, že ručným príklepom sa na povrch zvarového spoja superponuje laminačné napätie, čím sa čiastočne kompenzuje nepriaznivý vplyv zvyškového ťahového napätia.
V zásade má táto metóda určitý inhibičný účinok na zabránenie korózneho praskania pod napätím.
Pretože však v praktickom prevádzkovom procese neexistujú kvantitatívne ukazovatele a prísnejšie prevádzkové postupy a overovacia práca na porovnanie a použitie nestačí, nebola prijatá súčasnou normou.
Metóda výbuchu na odstránenie zvyškového napätia pri zváraní: Výbušnina je špeciálne vyrobená do tvaru pásky a vnútorná stena zariadenia je prilepená na povrch zvarového spoja.Mechanizmus je rovnaký ako pri kladivovej metóde, aby sa eliminovalo zvyškové napätie pri zváraní.
Hovorí sa, že táto metóda môže nahradiť niektoré nedostatky metódy príklepu na odstránenie zvyškového napätia pri zváraní.Niektoré jednotky však použili celkové tepelné spracovanie a metódu výbuchu na odstránenie zvyškového napätia pri zváraní na dvoch zásobníkoch LPG s rovnakými podmienkami.Po rokoch kontrola otvorenia nádrže zistila, že zvarové spoje prvej boli neporušené, zatiaľ čo zvarové spoje skladovacej nádrže, ktorých zvyškové napätie bolo eliminované výbušnou metódou, vykazovali veľa prasklín.Kedysi populárna metóda výbuchu na elimináciu zvyškového napätia pri zváraní je tak tichá.
Existujú aj iné metódy zvárania odľahčenia zvyškového napätia, ktoré z rôznych dôvodov neboli akceptované v priemysle tlakových nádob.Stručne povedané, celkové tepelné spracovanie tlakových nádob po zváraní (vrátane podtepelného spracovania v peci) má nevýhody vo vysokej spotrebe energie a dlhej dobe cyklu a pri skutočnej prevádzke čelí rôznym ťažkostiam v dôsledku faktorov, ako je napr. štruktúra tlakovej nádoby, ale stále je to súčasný priemysel tlakových nádob.Jediná metóda eliminácie zvyškového napätia pri zváraní, ktorá je prijateľná vo všetkých ohľadoch.
Čas odoslania: 25. júla 2022