焊接的壓力容器是否需要做焊后熱處理 更新時間:2023-12-03 點擊次數:702次
焊接的壓力容器是否需要做焊后熱處理,應從容器的用途、尺寸(特邊是壁板厚度),所用材料的性能以及工作條件等方面綜合考慮決定。有下列情況之一的,應考慮焊后熱處理:
01、使用條件苛刻,如在低溫下工作有發生脆性斷裂危險的厚壁容器,承受較大載荷和交變載荷的容器。
02、厚度超過一定限度的焊制壓力容器。包括鍋爐、石油化工壓力容器等有專門規程規范的。
03、對尺寸穩定性較高的壓力容器。
04、由淬硬傾向大的鋼材制造的容器。
05、有應力腐蝕開裂危險的壓力容器。
06、其他有專門規程、規范以及圖樣予以規定的壓力容器。
在鋼制焊接壓力容器中,在靠近焊縫的區域內形成達到屈服點的殘余應力。這種應力的產生與拌有奧氏體的組織轉變有關。許多研究者指出,為了消除焊后的殘余應力,650℃的回火對鋼制焊接壓力容器能產生良好的影響。
同時認為,如果在焊后不進行適當的熱處理,就始終不能得到耐腐蝕的焊接接頭。
一般認為,消除應力熱處理屬于焊接工件被加熱到500-650℃而后再緩慢冷卻的過程。應力的降低起因于高溫下的蠕變,在碳鋼中從450℃開始出現,在含鉬的鋼中,從550℃開始出現。
溫度越高,應力越易于消除。但是一旦超過鋼材的原始回火溫度,鋼的強度便要降低。所以消除應力的熱處理一定要掌握好溫度和時間兩個要素,缺一不可。然而在焊件內應力中,總是伴生著拉伸應力與壓縮應力,應力與彈性變形同時存在。當鋼材的溫度升高,屈服強度下降,原有的彈性形變會變成塑性形變,從而是應力松弛。
加熱溫度越高,內應力消除越充分。但溫度過高時將使鋼材表面嚴重氧化。另外,對于調質鋼的PWHT溫度,應以不超過鋼材原回火溫度為原則,一般比鋼材原回火溫溫度低30℃左右,否則材料就會失去調質效果,強度和斷裂韌性就會降低。這一點對于熱處理工作者來說,應予以特邊關注。
消除內應力的焊后熱處理溫度越高,鋼材軟化程度越大,通常加熱到鋼材的再結晶溫度,內應力就可消除,再結晶溫度與熔化溫度有密切關系。一般地,再結晶溫度K=0.4X熔化溫度(K)。熱處理溫度越接近再結晶溫度,消除殘余應力越有效。
焊后熱處理并非是絕對有利的。一般情況下,焊后熱處理有利于緩和殘余應力,并對應力腐蝕有嚴格要求的情況下才進行。但是,試件的沖擊韌性試驗表明,焊后熱處理對熔敷金屬和焊接熱影響區的韌性提高不利,有時在焊接熱影響區的晶粒粗化范圍內還可能發生晶間開裂。
再則,PWHT是依靠在高溫下材料強度的降低來實現消除應力的,因此,在PWHT時,結構有可能失去剛性,對于采取整體或局部PWHT的結構,熱處理前必須考慮焊件在高溫下的支承能力。
所以,在考慮是否進行焊后熱處理時,應將熱處理的有利和不利兩個方面綜合比較。從結構性能上來看,有使性能提高的一面,也有使性能降低的一面,應在綜合考慮兩方面的基礎工作上做出合理的判斷。
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