Preostala napetost pri varjenju je posledica neenakomerne porazdelitve temperature zvara, ki jo povzroča varjenje, toplotnega raztezanja in krčenja kovine zvara itd., tako da bo varilna konstrukcija neizogibno povzročila preostalo napetost.
Najpogostejša metoda za odpravo preostale napetosti je visokotemperaturno popuščanje, to je segrevanje zvara na določeno temperaturo in določen čas v peči za toplotno obdelavo ter z zmanjšanjem meje tečenja materiala. pri visoki temperaturi povzroči plastično tečenje na mestih z visoko notranjo napetostjo.Elastična deformacija se postopoma zmanjšuje, plastična deformacija pa se postopoma povečuje, da se zmanjša napetost.
1.Izbira metode toplotne obdelave
Učinek toplotne obdelave po varjenju na natezno trdnost in mejo lezenja kovine je povezan s temperaturo toplotne obdelave in časom zadrževanja.Učinek toplotne obdelave po varjenju na udarno žilavost zvara se razlikuje glede na vrsto jekla.
Toplotna obdelava po varjenju na splošno vključuje enojno visokotemperaturno popuščanje ali normalizacijo in visokotemperaturno popuščanje.Za plinsko varjene spoje se uporabljata normalizacija in popuščanje pri visoki temperaturi.To je zato, ker so zrna plinskega varilnega šiva in območja toplotnega vpliva groba in jih je treba prečistiti, zato je sprejeta normalizacijska obdelava.
Vendar pa samo ena normalizacija ne more odpraviti preostale napetosti, zato je za odpravo napetosti potrebno kaljenje pri visoki temperaturi.Enotno srednjetemperaturno popuščanje je primerno samo za sestavo in varjenje velikih navadnih nizkoogljičnih jeklenih posod, sestavljenih na mestu, in ima namen doseči delno odpravo preostale napetosti in dehidrogenacijo.
V večini primerov se uporablja eno samo kaljenje pri visoki temperaturi.Segrevanje in ohlajanje toplotne obdelave ne sme biti prehitro, notranje in zunanje stene pa morajo biti enotne.
2.Metode toplotne obdelave, ki se uporabljajo v tlačnih posodah
Obstajata dve vrsti metod toplotne obdelave tlačnih posod: ena je toplotna obdelava za izboljšanje mehanskih lastnosti;druga je toplotna obdelava po varjenju (PWHT).Na splošno je toplotna obdelava po varjenju toplotna obdelava varjenega območja ali varjenih komponent po tem, ko je obdelovanec varjen.
Specifična vsebina vključuje žarjenje za razbremenitev napetosti, popolno žarjenje, trdno raztopino, normalizacijo, normalizacijo in popuščanje, popuščanje, razbremenitev napetosti pri nizkih temperaturah, toplotno obdelavo z obarjanjem itd.
V ožjem smislu se toplotna obdelava po varjenju nanaša le na žarjenje za razbremenitev napetosti, to je za izboljšanje učinkovitosti varilnega območja in odpravo škodljivih učinkov, kot je preostala varilna napetost, tako da se varilno območje enakomerno in popolnoma segreje. in povezani deli pod temperaturno točko kovinskega faznega prehoda 2, nato pa postopek enakomernega hlajenja.V mnogih primerih je obravnavana toplotna obdelava po varjenju v bistvu toplotna obdelava za razbremenitev napetosti po varjenju.
3.Namen toplotne obdelave po varjenju
(1).Sprostite preostalo varilno napetost.
(2).Stabilizirajte obliko in velikost strukture ter zmanjšajte popačenje.
(3).Izboljšati delovanje osnovne kovine in zvarjenih spojev, vključno z:
a.Izboljšajte plastičnost zvara.
b.Zmanjšajte trdoto območja toplotnega vpliva.
c.Izboljšajte lomno žilavost.
d.Izboljšajte moč utrujenosti.
e.Obnovite ali povečajte mejo tečenja, zmanjšano pri hladnem preoblikovanju.
(4).Izboljšajte sposobnost odpornosti proti stresni koroziji.
(5).Nadalje izpustite škodljive pline v zvar, zlasti vodik, da preprečite nastanek zapoznelih razpok.
4.Presoja o nujnosti PWHT
Ali je za tlačno posodo potrebna toplotna obdelava po varjenju, mora biti jasno določeno v načrtu, kar zahteva veljavna konstrukcijska koda tlačne posode.
Pri varjenih tlačnih posodah obstaja velika zaostala napetost v območju varjenja in škodljivi učinki preostale napetosti.Manifestira se le pod določenimi pogoji.Ko se preostala napetost združi z vodikom v zvaru, bo pospešila utrjevanje toplotno prizadetega območja, kar bo povzročilo nastanek hladnih razpok in zapoznelih razpok.
Ko sta statična napetost, ki ostane v zvaru, ali dinamična napetost obremenjevanja v operaciji obremenitve združena s korozivnim delovanjem medija, lahko povzroči razpokano korozijo, ki je tako imenovana napetostna korozija.Preostala napetost pri varjenju in utrjevanje osnovne kovine, ki jo povzroči varjenje, sta pomembna dejavnika za razpoke zaradi napetostne korozije.
Rezultati raziskave kažejo, da je glavni učinek deformacije in preostale napetosti na kovinske materiale ta, da se kovina spremeni iz enotne korozije v lokalno korozijo, to je medkristalno ali transgranularno korozijo.Seveda se tako korozijsko razpokanje kot interkristalna korozija kovin pojavljata v medijih, ki imajo za to kovino določene lastnosti.
V prisotnosti preostale napetosti se razlikuje glede na sestavo, koncentracijo in temperaturo korozivnega medija, kot tudi razlike v sestavi, strukturi, površinskem stanju, napetostnem stanju itd. osnovne kovine in območja varjenja. , tako da se korozija Narava poškodbe lahko spremeni.
5. Upoštevanje celovitega učinka PWHT
Toplotna obdelava po varjenju ni absolutno koristna.Na splošno je toplotna obdelava po varjenju koristna za razbremenitev preostale napetosti in se izvaja le, če obstajajo stroge zahteve za napetostno korozijo.Vendar pa preskus udarne žilavosti vzorca kaže, da toplotna obdelava po varjenju ni dobra za žilavost nanesene kovine in območja toplotnega vpliva zvara, včasih pa lahko pride do medkristalnih razpok v območju zrnenosti toplote zvara. prizadeto območje.
Poleg tega se PWHT opira na zmanjšanje trdnosti materiala pri visoki temperaturi, da se doseže razbremenitev.Zato lahko med PWHT struktura izgubi togost.Pri konstrukcijah, ki uporabljajo celotno ali delno PWHT, je treba pred toplotno obdelavo upoštevati zvar pri visoki temperaturi.podporna zmogljivost.
Zato je treba pri odločanju, ali izvesti toplotno obdelavo po varjenju, celovito primerjati prednosti in slabosti toplotne obdelave.Z vidika strukturne zmogljivosti obstaja ena stran za izboljšanje zmogljivosti in druga stran za zmanjšanje učinkovitosti.Razumno presojo je treba narediti na podlagi celovite obravnave obeh vidikov.
Čas objave: 20. junij 2023