A tensión residual de soldadura é causada pola distribución desigual da temperatura das soldaduras causada pola soldadura, a expansión térmica e a contracción do metal de soldadura, etc., polo que inevitablemente xerarase tensión residual durante a construción da soldadura. O método máis común para eliminar o estrés residual é o revenido a alta temperatura, é dicir, a soldadura colócase nun forno de tratamento térmico e quéntase a unha determinada temperatura e mantense quente durante un determinado período de tempo. O límite de rendemento do material redúcese a altas temperaturas, polo que o fluxo plástico ocorre en lugares con gran tensión interna, a deformación elástica diminúe gradualmente e a deformación plástica aumenta gradualmente para reducir o estrés.
01 Elección do método de tratamento térmico
O efecto do tratamento térmico posterior á soldadura sobre a resistencia á tracción e o límite de fluencia do metal está relacionado coa temperatura e o tempo de mantemento do tratamento térmico. O efecto do tratamento térmico posterior á soldadura sobre a resistencia ao impacto do metal de soldadura varía segundo os diferentes tipos de aceiro. O tratamento térmico posterior á soldadura xeralmente usa un único temperado a alta temperatura ou normalización máis o temperado a alta temperatura. O tratamento térmico de normalización máis temperado a alta temperatura úsase para soldaduras de gas. Isto débese a que os grans das soldaduras de soldadura por gas e das zonas afectadas pola calor son grosos e precisan ser refinados, polo que se utiliza un tratamento normalizador. Non obstante, a normalización única non pode eliminar o estrés residual, polo que é necesario un temperado a alta temperatura para eliminar o estrés. O temperado único a media temperatura só é adecuado para a soldadura de montaxe de grandes recipientes de aceiro de baixo carbono comúns montados no lugar, e o seu obxectivo é lograr a eliminación parcial do estrés residual e a deshidroxenación. Na maioría dos casos, úsase un único temperado a alta temperatura. O quecemento e o arrefriamento do tratamento térmico non deben ser demasiado rápidos e as paredes interiores e exteriores deben ser uniformes.
02 Métodos de tratamento térmico utilizados en recipientes a presión
Hai dous tipos de métodos de tratamento térmico utilizados nos recipientes a presión: un é o tratamento térmico para mellorar as propiedades mecánicas; o outro é o tratamento térmico post-soldadura (PWHT). Nun sentido amplo, o tratamento térmico posterior á soldadura é o tratamento térmico da zona de soldadura ou dos compoñentes soldados despois de soldar a peza. Os contidos específicos inclúen recocido de alivio de tensión, recocido completo, solución, normalización, normalización e revenido, revenido, alivio de tensión a baixa temperatura, tratamento térmico por precipitación, etc. é dicir, para mellorar o rendemento da zona de soldadura e eliminar os efectos nocivos como a tensión residual de soldadura, a zona de soldadura e as pezas relacionadas quéntase de forma uniforme e totalmente por debaixo do punto de temperatura de transformación da fase metálica 2, e despois arrefríense uniformemente. En moitos casos, o tratamento térmico posterior á soldadura discutido é esencialmente un tratamento térmico de alivio da tensión posterior á soldadura.
03Finalidade do tratamento térmico posterior á soldadura
1. Relaxa a tensión residual da soldadura.
2. Estabiliza a forma e o tamaño da estrutura e reduce a distorsión.
3. Mellorar o rendemento do material principal e das unións soldadas, incluíndo: a. Mellorar a plasticidade do metal de soldadura. b. Reducir a dureza da zona afectada pola calor. c. Mellora a tenacidade á fractura. d. Mellorar a forza de fatiga. e. Restaurar ou mellorar o límite de fluencia reducido durante o conformado en frío.
4. Mellorar a capacidade de resistir a corrosión por tensión.
5. Liberar aínda máis gases nocivos no metal de soldadura, especialmente hidróxeno, para evitar a aparición de fendas retardadas.
04Xulgo da necesidade de PWHT
No deseño debe especificarse claramente se o recipiente a presión necesita un tratamento térmico posterior á soldadura, e as especificacións actuais do deseño do recipiente a presión teñen requisitos para iso.
Para os recipientes a presión soldados, hai un gran estrés residual na zona de soldadura e os efectos adversos do estrés residual. Só en determinadas condicións se manifestan. Cando o estrés residual se combina co hidróxeno na soldadura, promoverá o endurecemento da zona afectada pola calor, o que provocará a aparición de fendas frías e fendas retardadas.
Cando o estrés estático que queda na soldadura ou o estrés dinámico durante a operación de carga se combina co efecto corrosivo do medio, pode causar corrosión por fisuras, que se denomina corrosión por tensión. A tensión residual de soldadura e o endurecemento do material base causado pola soldadura son factores importantes na xeración de fendas por corrosión por tensión.
O equipo de soldadura Xinfa ten as características de alta calidade e baixo prezo. Para obter máis información, visite:Fabricantes de soldadura e corte - Fábrica e provedores de soldadura e corte de China (xinfatools.com)
Os resultados da investigación mostran que o principal efecto da deformación e da tensión residual sobre os materiais metálicos é transformar o metal de corrosión uniforme a corrosión local, é dicir, a corrosión intergranular ou transgranular. Por suposto, a fisuración por corrosión do metal e a corrosión intergranular ocorren en medios con certas características para o metal. En presenza de tensión residual, a natureza do dano pola corrosión pode cambiar dependendo da composición, concentración e temperatura do medio corrosivo, así como das diferenzas na composición, organización, estado da superficie, estado de tensión, etc. do material base. e a zona de soldadura.
Se os recipientes a presión soldados necesitan un tratamento térmico posterior á soldadura debe determinarse mediante unha consideración exhaustiva do propósito, o tamaño (especialmente o espesor da parede), o rendemento dos materiais utilizados e as condicións de traballo do recipiente. O tratamento térmico posterior á soldadura debe considerarse en calquera das seguintes situacións:
1. Condicións de funcionamento duras, como as embarcacións de paredes grosas con risco de fractura fráxil a baixas temperaturas, e as embarcacións que soportan grandes cargas e cargas alternas.
2. Recipientes a presión soldados cun espesor superior a un determinado límite. Incluídas caldeiras, recipientes petroquímicos a presión, etc., que teñan unha normativa e especificacións especiais.
3. Recipientes a presión con alta estabilidade dimensional.
4. Recipientes de aceiro con alta tendencia a endurecer.
5. Recipientes a presión con risco de fisuración por corrosión por tensión.
6. Outros recipientes a presión especificados por normas especiais, especificacións e debuxos.
Nos recipientes a presión soldados de aceiro, a tensión residual que alcanza o límite de fluencia fórmase na zona próxima á soldadura. A xeración desta tensión está relacionada coa transformación da estrutura mesturada con austenita. Moitos investigadores sinalan que, para eliminar o estrés residual despois da soldadura, o temperado a 650 graos pode ter un bo efecto nos recipientes a presión soldados de aceiro.
Ao mesmo tempo, crese que se non se realiza un tratamento térmico adecuado despois da soldadura, nunca se conseguirán xuntas soldadas resistentes á corrosión.
En xeral, crese que o tratamento térmico de alivio do estrés é un proceso no que a peza soldada se quenta a 500-650 graos e despois se arrefría lentamente. A redución do estrés é causada pola fluencia a alta temperatura, que comeza a partir de 450 graos no aceiro carbono e 550 graos no aceiro que contén molibdeno.
Canto maior sexa a temperatura, máis doado é eliminar o estrés. Non obstante, unha vez que se supera a temperatura de temperado orixinal do aceiro, a resistencia do aceiro reducirase. Polo tanto, o tratamento térmico para aliviar o estrés debe dominar os dous elementos de temperatura e tempo, e ningún dos dous é indispensable.
Non obstante, na tensión interna da soldadura, a tensión de tracción e a tensión de compresión sempre están acompañadas, e a tensión e a deformación elástica existen ao mesmo tempo. Cando a temperatura do aceiro aumenta, o límite de fluencia diminúe e a deformación elástica orixinal converterase en deformación plástica, que é a relaxación da tensión.
Canto maior sexa a temperatura de quentamento, máis completo se elimina o estrés interno. Non obstante, cando a temperatura é demasiado alta, a superficie de aceiro oxidarase severamente. Ademais, para a temperatura PWHT do aceiro templado e revenido, o principio non debe exceder a temperatura de temperado orixinal do aceiro, que xeralmente é uns 30 graos máis baixa que a temperatura de temperado orixinal do aceiro, se non, o material perderá o enfriamento e efecto de temperado, e reducirase a resistencia e a dureza á fractura. Debe prestarse especial atención a este punto aos traballadores do tratamento térmico.
Canto maior sexa a temperatura de tratamento térmico posterior á soldadura para eliminar a tensión interna, maior será o grao de reblandecemento do aceiro. Normalmente, a tensión interna pódese eliminar quentando a temperatura de recristalización do aceiro. A temperatura de recristalización está moi relacionada coa temperatura de fusión. Xeralmente, a temperatura de recristalización K=0,4X temperatura de fusión (K). Canto máis próxima estea a temperatura do tratamento térmico da temperatura de recristalización, máis eficaz será a eliminación do estrés residual.
04 Consideración do efecto integral da PWHT
O tratamento térmico posterior á soldadura non é absolutamente beneficioso. En xeral, o tratamento térmico posterior á soldadura é propicio para aliviar a tensión residual e só se realiza cando existen requisitos estritos para a corrosión por tensión. Non obstante, a proba de resistencia ao impacto das mostras mostrou que o tratamento térmico posterior á soldadura non era propicio para mellorar a dureza do metal depositado e a zona afectada pola calor, e ás veces pode producirse rachaduras intergranulares dentro do intervalo de engrosamento do gran afectado pola calor. zona.
Ademais, PWHT depende da redución da resistencia do material a altas temperaturas para eliminar o estrés. Polo tanto, durante o PWHT, a estrutura pode perder rixidez. Para estruturas que adopten PWHT total ou parcial, antes do tratamento térmico débese considerar a capacidade de soporte da soldadura a altas temperaturas.
Polo tanto, ao considerar se realizar un tratamento térmico posterior á soldadura, débense comparar exhaustivamente as vantaxes e inconvenientes do tratamento térmico. Desde a perspectiva do rendemento estrutural, hai un lado que mellora o rendemento e outro que reduce o rendemento. Débese facer un xuízo razoable baseándose no traballo básico de considerar integralmente ambos aspectos.
Hora de publicación: 04-09-2024
