Upozorňujeme, že nie všetky tepelné úpravy po zváraní sú prospešné

01 Výber spôsobu tepelného spracovania

Vplyv tepelného spracovania po zváraní na pevnosť v ťahu a medzu tečenia kovu súvisí s teplotou a dobou zdržania tepelného spracovania. Vplyv tepelného spracovania po zváraní na rázovú húževnatosť zvarového kovu sa líši pri rôznych typoch ocele. Tepelné spracovanie po zváraní vo všeobecnosti používa jedno vysokoteplotné temperovanie alebo normalizáciu plus vysokoteplotné temperovanie. Pri zváraní plynom sa používa normalizačné plus vysokoteplotné popúšťacie tepelné spracovanie. Je to preto, že zrná zvarov plynového zvárania a tepelne ovplyvnených zón sú hrubé a je potrebné ich zjemniť, preto sa používa normalizačná úprava. Jednorazová normalizácia však nemôže odstrániť zvyškové napätie, takže na odstránenie napätia je potrebné temperovanie pri vysokej teplote. Jednorazové strednoteplotné temperovanie je vhodné len na montážne zváranie veľkých obyčajných nízkouhlíkových oceľových kontajnerov montovaných na mieste a jeho účelom je dosiahnuť čiastočnú elimináciu zvyškového napätia a dehydrogenácie. Vo väčšine prípadov sa používa jednorazové vysokoteplotné temperovanie. Ohrev a chladenie tepelného spracovania by nemalo byť príliš rýchle a vnútorné a vonkajšie steny by mali byť jednotné.

02 Metódy tepelného spracovania používané v tlakových nádobách

V tlakových nádobách sa používajú dva typy spôsobov tepelného spracovania: jedným je tepelné spracovanie na zlepšenie mechanických vlastností; druhým je tepelné spracovanie po zváraní (PWHT). V širšom zmysle je tepelné spracovanie po zváraní tepelné spracovanie oblasti zvárania alebo zváraných komponentov po zváraní obrobku. Špecifické obsahy zahŕňajú žíhanie na odľahčenie, úplné žíhanie, roztok, normalizáciu, normalizáciu a popúšťanie, popúšťanie, odľahčenie pri nízkej teplote, precipitačné tepelné spracovanie atď. to znamená, aby sa zlepšil výkon zvarovej oblasti a eliminovali škodlivé účinky, ako je zvyškové napätie pri zváraní, oblasť zvárania a súvisiace časti sa rovnomerne a úplne zahrievajú pod bod 2 teploty transformácie kovovej fázy a potom sa rovnomerne ochladzujú. V mnohých prípadoch je diskutované tepelné spracovanie po zváraní v podstate tepelné spracovanie po zváraní na uvoľnenie napätia.

03 Účel tepelného spracovania po zváraní

1. Uvoľnite zvyškové napätie zvárania.
2. Stabilizácia tvaru a veľkosti konštrukcie a zníženie skreslenia.
3. Zlepšenie výkonu základného materiálu a zváraných spojov vrátane: a. Zlepšite plasticitu zvarového kovu. b. Znížte tvrdosť tepelne ovplyvnenej zóny. c. Zlepšiť lomovú húževnatosť. d. Zlepšite silu únavy. e. Obnovte alebo zlepšite medzu klzu zníženú počas tvárnenia za studena.
4. Zlepšite schopnosť odolávať korózii pod napätím.
5. Ďalej uvoľňovať škodlivé plyny vo zvarovom kove, najmä vodík, aby sa zabránilo vzniku oneskorených trhlín.

04Posúdenie nevyhnutnosti PWHT

To, či tlaková nádoba potrebuje tepelné spracovanie po zváraní, by malo byť jasne špecifikované v návrhu a súčasné špecifikácie návrhu tlakovej nádoby na to majú požiadavky.
U zváraných tlakových nádob je veľké zvyškové napätie v oblasti zvárania a nepriaznivé účinky zvyškového napätia. Len za určitých podmienok sa prejavujú. Keď sa zvyškové napätie spojí s vodíkom vo zvare, podporí to vytvrdzovanie tepelne ovplyvnenej zóny, čo má za následok vznik studených trhlín a oneskorených trhlín.
Keď sa statické napätie zostávajúce vo zvare alebo dynamické napätie počas prevádzky zaťaženia skombinuje s korozívnym účinkom média, môže dôjsť k prasklinovej korózii, ktorá sa nazýva korózia pod napätím. Zvyškové napätie pri zváraní a vytvrdzovanie základného materiálu spôsobené zváraním sú dôležitými faktormi pri vytváraní koróznych trhlín pod napätím.

Zváracie zariadenia Xinfa sa vyznačujú vysokou kvalitou a nízkou cenou. Podrobnosti nájdete na stránke:Výrobcovia zvárania a rezania – Čína továreň na zváranie a rezanie a dodávatelia (xinfatools.com)

Výsledky výskumu ukazujú, že hlavným účinkom deformácie a zvyškového napätia na kovových materiáloch je transformácia kovu z rovnomernej korózie na lokálnu koróziu, teda na medzikryštalickú alebo transkryštalickú koróziu. Samozrejme, k praskaniu kovovou koróziou a medzikryštalickej korózii dochádza v médiách s určitými vlastnosťami pre kov. V prítomnosti zvyškového napätia sa môže charakter korózneho poškodenia meniť v závislosti od zloženia, koncentrácie a teploty korózneho média, ako aj od rozdielov v zložení, organizácii, stave povrchu, napätí atď. základného materiálu. a zóna zvaru.

To, či zvárané tlakové nádoby potrebujú tepelné spracovanie po zváraní, by sa malo určiť na základe komplexného zváženia účelu, veľkosti (najmä hrúbky steny), výkonu použitých materiálov a pracovných podmienok nádoby. Tepelné spracovanie po zváraní by sa malo zvážiť v ktorejkoľvek z nasledujúcich situácií:

1. Ťažké prevádzkové podmienky, ako sú hrubostenné nádoby s rizikom krehkého lomu pri nízkych teplotách a nádoby, ktoré znášajú veľké zaťaženie a striedavé zaťaženie.

2. Zvárané tlakové nádoby s hrúbkou presahujúcou určitú hranicu. Vrátane kotlov, petrochemických tlakových nádob atď., ktoré majú špeciálne predpisy a špecifikácie.

3. Tlakové nádoby s vysokou rozmerovou stálosťou.

4. Nádoby vyrobené z ocele s vysokou tendenciou tvrdnúť.

5. Tlakové nádoby s rizikom korózneho praskania pod napätím.

6. Ostatné tlakové nádoby určené osobitnými predpismi, špecifikáciami a výkresmi.

V oceľových zváraných tlakových nádobách vzniká zvyškové napätie dosahujúce medzu klzu v oblasti pri zvare. Vznik tohto napätia súvisí s premenou štruktúry zmiešanej s austenitom. Mnohí výskumníci poukazujú na to, že na odstránenie zvyškového napätia po zváraní môže mať popúšťanie pri 650 stupňoch dobrý vplyv na oceľové zvárané tlakové nádoby.

Zároveň sa verí, že ak sa po zváraní nevykoná správne tepelné spracovanie, nikdy sa nezískajú zvárané spoje odolné voči korózii.

Všeobecne sa verí, že tepelné spracovanie na odľahčenie napätia je proces, pri ktorom sa zváraný obrobok zahreje na 500-650 stupňov a potom sa pomaly ochladí. Zníženie napätia je spôsobené tečením pri vysokej teplote, ktoré začína od 450 stupňov v uhlíkovej oceli a 550 stupňov v oceli obsahujúcej molybdén.

Čím vyššia je teplota, tým ľahšie je eliminovať stres. Akonáhle sa však prekročí pôvodná teplota popúšťania ocele, pevnosť ocele sa zníži. Tepelná úprava na odbúranie stresu preto musí ovládať dva prvky teploty a času a ani jeden nie je nevyhnutný.

Pri vnútornom napätí zvarenca je však vždy sprevádzané ťahové napätie a tlakové napätie a súčasne existuje napätie a elastická deformácia. Keď teplota ocele stúpa, medza klzu klesá a z pôvodnej elastickej deformácie sa stane plastická deformácia, čo je relaxácia napätia.

Čím vyššia je teplota ohrevu, tým úplnejšie je eliminované vnútorné napätie. Keď je však teplota príliš vysoká, povrch ocele bude silne oxidovaný. Okrem toho pre teplotu PWHT kalenej a temperovanej ocele by princíp nemal prekročiť pôvodnú teplotu popúšťania ocele, ktorá je vo všeobecnosti asi o 30 stupňov nižšia ako pôvodná teplota popúšťania ocele, inak materiál stratí kalenie a temperovacím účinkom a zníži sa pevnosť a lomová húževnatosť. Tomuto bodu by sa mala venovať osobitná pozornosť pracovníkov tepelného spracovania.

Čím vyššia je teplota tepelného spracovania po zváraní na elimináciu vnútorného napätia, tým väčší je stupeň mäknutia ocele. Vnútorné napätie sa zvyčajne dá eliminovať zahriatím na teplotu rekryštalizácie ocele. Teplota rekryštalizácie úzko súvisí s teplotou topenia. Vo všeobecnosti je teplota rekryštalizácie K = 0,4 x teplota topenia (K). Čím je teplota tepelného spracovania bližšie k teplote rekryštalizácie, tým je účinnejšia pri eliminácii zvyškového napätia.

04 Zváženie komplexného účinku PWHT

Tepelné spracovanie po zváraní nie je absolútne prospešné. Všeobecne povedané, tepelné spracovanie po zváraní prispieva k uvoľneniu zvyškového napätia a vykonáva sa len vtedy, keď existujú prísne požiadavky na koróziu pod napätím. Skúška rázovej húževnatosti vzoriek však ukázala, že tepelné spracovanie po zváraní neprispelo k zlepšeniu húževnatosti naneseného kovu a tepelne ovplyvnenej zóny a niekedy môže dôjsť k medzikryštalickému praskaniu v rámci rozsahu zhrubnutia zŕn tepelne ovplyvneného zónu.

Okrem toho sa PWHT spolieha na zníženie pevnosti materiálu pri vysokých teplotách, aby sa eliminovalo napätie. Preto počas PWHT môže štruktúra stratiť tuhosť. Pre konštrukcie, ktoré využívajú celkovú alebo čiastočnú PWHT, sa musí pred tepelným spracovaním zvážiť nosná kapacita zvarenca pri vysokých teplotách.

Preto pri zvažovaní, či vykonať tepelné spracovanie po zváraní, treba komplexne porovnať výhody a nevýhody tepelného spracovania. Z hľadiska štrukturálneho výkonu existuje strana, ktorá zlepšuje výkon, a strana, ktorá výkon znižuje. Rozumný úsudok by sa mal urobiť na základe základnej práce komplexného zváženia oboch aspektov.