Hitsauksen jäännösjännitys johtuu hitsauksen aiheuttamasta hitsauksen epätasaisesta lämpötilan jakautumisesta, hitsausmetallin lämpölaajenemisesta ja kutistumisesta jne., joten jäännösjännitystä syntyy väistämättä hitsausrakentamisen aikana. Yleisin tapa poistaa jäännösjännitys on korkean lämpötilan karkaisu, eli hitsi asetetaan lämpökäsittelyuuniin ja kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan ja pidetään lämpimänä tietyn ajan. Materiaalin myötöraja pienenee korkeassa lämpötilassa siten, että plastista virtausta tapahtuu paikoissa, joissa sisäinen jännitys on suuri, elastinen muodonmuutos vähenee vähitellen ja plastinen muodonmuutos kasvaa vähitellen jännityksen vähentämiseksi.
01 Lämpökäsittelymenetelmän valinta
Hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn vaikutus metallin vetolujuuteen ja virumisrajaan liittyy lämpökäsittelyn lämpötilaan ja pitoaikaan. Hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn vaikutus hitsimetallin iskunkestävyyteen vaihtelee eri terästyypeillä. Hitsauksen jälkeisessä lämpökäsittelyssä käytetään yleensä yhtä korkean lämpötilan karkaisua tai normalisointia plus korkean lämpötilan karkaisua. Kaasuhitsaussaumoissa käytetään normalisointia plus korkean lämpötilan karkaisulämpökäsittelyä. Tämä johtuu siitä, että kaasuhitsaussaumojen ja lämpövaikutusten vyöhykkeiden rakeet ovat karkeita ja niitä on hiottava, joten käytetään normalisoivaa käsittelyä. Yksittäinen normalisointi ei kuitenkaan voi poistaa jäännösjännitystä, joten korkean lämpötilan karkaisu tarvitaan jännityksen poistamiseksi. Yksittäinen keskilämpötilakarkaisu soveltuu vain paikan päällä koottujen suurten tavallisten vähähiilisten terässäiliöiden kokoonpanohitsaukseen, ja sen tarkoituksena on saada aikaan jäännösjännityksen ja dehydraation osittainen eliminointi. Useimmissa tapauksissa käytetään yksittäistä korkean lämpötilan karkaisua. Lämpökäsittelyn lämmitys ja jäähdytys ei saa olla liian nopeaa, ja sisä- ja ulkoseinien tulee olla tasaiset.
02 Paineastioissa käytettävät lämpökäsittelymenetelmät
Paineastioissa käytetään kahdenlaisia lämpökäsittelymenetelmiä: toinen on lämpökäsittely mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi; toinen on jälkihitsauksen lämpökäsittely (PWHT). Laajassa merkityksessä hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely on hitsausalueen tai hitsattujen komponenttien lämpökäsittelyä työkappaleen hitsauksen jälkeen. Erityisiä sisältöjä ovat jännityksenpoistohehkutus, täyshehkutus, liuotus, normalisointi, normalisointi ja karkaisu, karkaisu, matalan lämpötilan jännityksenpoisto, saostuslämpökäsittely jne. Suppeassa merkityksessä hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely tarkoittaa vain jännityksenpoistohehkutusta, eli hitsausalueen suorituskyvyn parantamiseksi ja haitallisten vaikutusten, kuten hitsauksen jäännösjännityksen, eliminoimiseksi hitsausalue ja siihen liittyvät osat lämmitetään tasaisesti ja täysin metallifaasimuunnoslämpötilapisteen 2 alapuolelle ja jäähdytetään sitten tasaisesti. Useissa tapauksissa keskusteltu hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely on olennaisesti hitsin jälkeistä jännityksenpoistokäsittelyä.
03 Hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn tarkoitus
1. Rentouta hitsauksen jäännösjännitys.
2. Stabiloi rakenteen muoto ja koko ja vähennä vääristymiä.
3. Paranna perusmateriaalin ja hitsausliitosten suorituskykyä, mukaan lukien: a. Paranna hitsimetallin plastisuutta. b. Vähennä lämmön vaikutuksen alaisen alueen kovuutta. c. Paranna murtolujuutta. d. Paranna väsymyksen voimaa. e. Palauta tai paranna kylmämuovauksen aikana vähentynyt myötöraja.
4. Paranna kykyä vastustaa jännityskorroosiota.
5. Vapauta edelleen haitallisia kaasuja hitsimetalliin, erityisesti vetyä, jotta vältytään viivästyneiden halkeamien syntymiseltä.
04PWHT:n tarpeellisuuden arviointi
Suunnittelussa tulee selkeästi määritellä, tarvitseeko paineastia hitsauksen jälkeistä lämpökäsittelyä, ja tämänhetkiset painesäiliön suunnitteluspesifikaatiot edellyttävät tätä.
Hitsatuissa paineastioissa hitsausalueella on suuri jäännösjännitys ja jäännösjännityksen haitalliset vaikutukset. Vain tietyissä olosuhteissa ilmenee. Kun jäännösjännitys yhdistyy hitsissä olevan vedyn kanssa, se edistää lämpövaikutusalueen kovettumista, mikä johtaa kylmähalkeamien ja viivästyneiden halkeamien syntymiseen.
Kun hitsaukseen jäävä staattinen jännitys tai dynaaminen jännitys kuormituksen aikana yhdistetään väliaineen syövyttävään vaikutukseen, se voi aiheuttaa halkeamien korroosiota, jota kutsutaan jännityskorroosioksi. Hitsauksen jäännösjännitys ja hitsauksesta johtuva perusmateriaalin kovettuminen ovat tärkeitä tekijöitä jännityskorroosiohalkeamien syntymisessä.
Xinfa-hitsauslaitteilla on korkea laatu ja alhainen hinta. Lisätietoja on osoitteessa:Hitsaus- ja leikkausvalmistajat – Kiinan hitsaus- ja leikkaustehdas ja toimittajat (xinfatools.com)
Tutkimustulokset osoittavat, että muodonmuutoksen ja jäännösjännityksen pääasiallinen vaikutus metallimateriaaleihin on metallin muuttaminen tasaisesta korroosiosta paikalliseksi korroosioksi eli rakeiden väliseksi tai transgranulaariseksi korroosioksi. Tietysti sekä metallin korroosiohalkeilua että rakeidenvälistä korroosiota esiintyy väliaineissa, joilla on tietyt metallin ominaisuudet. Jäännösjännityksen esiintyessä korroosiovaurion luonne voi muuttua riippuen syövyttävän väliaineen koostumuksesta, pitoisuudesta ja lämpötilasta sekä perusmateriaalin koostumuksen, organisaation, pintatilan, jännitystilan jne. eroista. ja hitsausalue.
Se, tarvitsevatko hitsatut paineastiat hitsauksen jälkeistä lämpökäsittelyä, tulee määrittää ottamalla kattavasti huomioon astian käyttötarkoitus, koko (erityisesti seinämän paksuus), käytettyjen materiaalien suorituskyky ja työolosuhteet. Hitsauksen jälkeistä lämpökäsittelyä tulee harkita missä tahansa seuraavista tilanteista:
1. Ankarat käyttöolosuhteet, kuten paksuseinäiset astiat, joissa on hauraiden murtumien vaara alhaisissa lämpötiloissa, ja astiat, jotka kantavat suuria kuormia ja vaihtelevia kuormia.
2. Hitsatut paineastiat, joiden paksuus ylittää tietyn rajan. Sisältää kattilat, petrokemian paineastiat jne., joilla on erityisiä määräyksiä ja eritelmiä.
3. Paineastiat, joilla on korkea mittastabiilius.
4. Teräksiset säiliöt, joilla on suuri taipumus kovettua.
5. Paineastiat, joissa on jännityskorroosiohalkeiluvaara.
6. Muut erityismääräysten, eritelmien ja piirustusten mukaiset paineastiat.
Teräshitsatuissa paineastioissa myötörajan saavuttava jäännösjännitys muodostuu hitsin lähellä olevalle alueelle. Tämän jännityksen syntyminen liittyy austeniitin kanssa sekoittuneen rakenteen muutokseen. Monet tutkijat huomauttavat, että hitsauksen jälkeisen jäännösjännityksen poistamiseksi 650 asteen karkaisulla voi olla hyvä vaikutus teräshitsattuihin paineastioihin.
Samalla uskotaan, että jos oikeaa lämpökäsittelyä ei suoriteta hitsauksen jälkeen, korroosionkestäviä hitsausliitoksia ei koskaan saada.
Yleisesti uskotaan, että jännityksenpoistolämpökäsittely on prosessi, jossa hitsattu työkappale kuumennetaan 500-650 asteeseen ja jäähdytetään sitten hitaasti. Jännityksen väheneminen johtuu virumisesta korkeassa lämpötilassa, joka alkaa hiiliteräksessä 450 astetta ja molybdeenipitoisessa teräksessä 550 astetta.
Mitä korkeampi lämpötila, sitä helpompi on poistaa stressiä. Kuitenkin, kun teräksen alkuperäinen karkaisulämpötila ylittyy, teräksen lujuus heikkenee. Siksi jännityksenpoiston lämpökäsittelyssä on hallittava lämpötilan ja ajan kaksi elementtiä, eikä kumpikaan ole välttämätön.
Hitsauksen sisäisessä jännityksessä mukana on kuitenkin aina vetojännitys ja puristusjännitys, ja samanaikaisesti esiintyy jännitystä ja elastista muodonmuutosta. Teräksen lämpötilan noustessa myötölujuus pienenee ja alkuperäisestä elastisesta muodonmuutoksesta tulee plastinen muodonmuutos, joka on jännitysrelaksaatiota.
Mitä korkeampi lämmityslämpötila, sitä täydellisemmin sisäinen jännitys eliminoituu. Kuitenkin, kun lämpötila on liian korkea, teräspinta hapettuu voimakkaasti. Lisäksi karkaistun ja karkaistun teräksen PWHT-lämpötilassa periaate ei saa ylittää teräksen alkuperäistä karkaisulämpötilaa, joka on yleensä noin 30 astetta alempi kuin teräksen alkuperäinen karkaisulämpötila, muuten materiaali menettää karkaisun ja karkaisuvaikutus, ja lujuus ja murtolujuus vähenevät. Tähän kohtaan tulee kiinnittää erityistä huomiota lämpökäsittelytyöntekijöihin.
Mitä korkeampi on hitsauksen jälkeinen lämpökäsittelylämpötila sisäisen jännityksen poistamiseksi, sitä suurempi on teräksen pehmenemisaste. Yleensä sisäinen jännitys voidaan poistaa kuumentamalla teräksen uudelleenkiteytyslämpötilaan. Uudelleenkiteytyslämpötila liittyy läheisesti sulamislämpötilaan. Yleensä uudelleenkiteytyslämpötila K = 0,4 X sulamislämpötila (K). Mitä lähempänä lämpökäsittelylämpötila on uudelleenkiteytyslämpötilaa, sitä tehokkaammin se eliminoi jäännösjännityksen.
04 PWHT:n kokonaisvaikutuksen huomioiminen
Hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely ei ole ehdottoman hyödyllistä. Yleisesti ottaen hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely vähentää jäännösjännitystä, ja se suoritetaan vain, kun jännityskorroosiolle on asetettu tiukat vaatimukset. Näytteiden iskusitkeystesti osoitti kuitenkin, että hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely ei auttanut parantamaan kerrostuneen metallin ja lämpövaikutusalueen sitkeyttä, ja joskus saattaa esiintyä rakeiden välistä halkeilua lämmön vaikutuksen alaisen rakeen karkenemisalueella. vyöhyke.
Lisäksi PWHT luottaa materiaalin lujuuden heikkenemiseen korkeissa lämpötiloissa jännityksen poistamiseksi. Siksi PWHT:n aikana rakenne voi menettää jäykkyyden. Rakennuksissa, joissa on yleinen tai osittainen PWHT, hitsauksen kantavuus korkeissa lämpötiloissa on otettava huomioon ennen lämpökäsittelyä.
Siksi, kun harkitaan hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn suorittamista, lämpökäsittelyn etuja ja haittoja tulee verrata kattavasti. Rakenteellisen suorituskyvyn näkökulmasta on puoli, joka parantaa suorituskykyä ja toinen puoli, joka vähentää suorituskykyä. Kohtuullinen päätös tulee tehdä molempien näkökohtien kokonaisvaltaisen tarkastelun perustyön perusteella.
Postitusaika: 04.09.2024
