Upoštevajte, da niso vse toplotne obdelave po varjenju koristne

01 Izbira metode toplotne obdelave

Učinek toplotne obdelave po varjenju na natezno trdnost in mejo lezenja kovine je povezan s temperaturo in časom zadrževanja toplotne obdelave. Učinek toplotne obdelave po varjenju na udarno žilavost zvara se razlikuje glede na vrsto jekla. Toplotna obdelava po varjenju na splošno uporablja enkratno visokotemperaturno popuščanje ali normalizacijo in visokotemperaturno popuščanje. Za plinsko varjenje zvarov se uporablja normalizacija in toplotna obdelava pri visoki temperaturi. To je zato, ker so zrna zvarov plinskega varjenja in toplotno prizadetih območij groba in jih je treba prečistiti, zato se uporablja normalizirajoča 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 montažno varjenje velikih navadnih nizkoogljičnih jeklenih posod, sestavljenih na mestu, in ima namen doseči delno odpravo preostale napetosti in dehidrogenacijo. V večini primerov se uporablja enkratno visokotemperaturno kaljenje. Segrevanje in hlajenje toplotne obdelave ne sme biti prehitro, notranje in zunanje stene pa morajo biti enotne.

02 Metode toplotne obdelave, ki se uporabljajo v tlačnih posodah

V tlačnih posodah se uporabljata dve vrsti metod toplotne obdelave: ena je toplotna obdelava za izboljšanje mehanskih lastnosti; druga je toplotna obdelava po varjenju (PWHT). V širšem smislu je toplotna obdelava po varjenju toplotna obdelava območja varjenja ali varjenih komponent po varjenju obdelovanca. Posebne vsebine vključujejo žarjenje za razbremenitev napetosti, popolno žarjenje, raztopino, normalizacijo, normalizacijo in popuščanje, popuščanje, razbremenitev nizkotemperaturne napetosti, padavinsko toplotno obdelavo itd. V ožjem smislu se toplotna obdelava po varjenju nanaša samo na žarjenje za razbremenitev napetosti, to pomeni, da se izboljša učinkovitost varilnega območja in odpravi škodljive učinke, kot je varilna zaostala napetost, se varilno območje in povezani deli enakomerno in popolnoma segrejejo pod temperaturo pretvorbe kovinske faze 2 in nato enakomerno ohladijo. V mnogih primerih je obravnavana toplotna obdelava po varjenju v bistvu toplotna obdelava za razbremenitev napetosti po varjenju.

03 Namen toplotne obdelave po varjenju

1. Sprostite preostalo varilno napetost.
2. Stabilizirajte obliko in velikost strukture ter zmanjšajte popačenje.
3. Izboljšati delovanje osnovnega materiala 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 izboljšajte mejo tečenja, zmanjšano med hladnim preoblikovanjem.
4. Izboljšajte sposobnost odpornosti proti stresni koroziji.
5. Nadaljnje sproščanje škodljivih plinov v zvaru, zlasti vodika, da preprečite nastanek zapoznelih razpok.

04Presoja o nujnosti PWHT

Ali tlačna posoda potrebuje toplotno obdelavo po varjenju, mora biti jasno opredeljena v načrtu, trenutne konstrukcijske specifikacije tlačne posode pa zahtevajo to.
Pri varjenih tlačnih posodah obstaja velika zaostala napetost v območju varjenja in škodljivi učinki preostale napetosti. Le pod določenimi pogoji se manifestirajo. Ko se preostala napetost združi z vodikom v zvaru, bo pospešila utrjevanje toplotno prizadetega območja, kar bo povzročilo pojav hladnih razpok in zapoznelih razpok.
Ko sta statična napetost, ki ostane v zvaru, ali dinamična napetost med delovanjem z obremenitvijo združena s korozijskim učinkom medija, lahko povzroči razpokano korozijo, ki se imenuje napetostna korozija. Preostala napetost pri varjenju in utrjevanje osnovnega materiala, ki ga povzroči varjenje, sta pomembna dejavnika pri nastanku napetostno korozijskih razpok.

Varilna oprema Xinfa ima značilnosti visoke kakovosti in nizke cene. Za podrobnosti obiščite:Proizvajalci za varjenje in rezanje - Kitajska tovarna za varjenje in rezanje in dobavitelji (xinfatools.com)

Rezultati raziskave kažejo, da je glavni učinek deformacije in preostale napetosti na kovinske materiale pretvorba kovine iz enakomerne korozije v lokalno korozijo, to je v interkristalno ali transgranularno korozijo. Seveda se tako korozijsko razpokanje kovin kot medkristalna korozija pojavljata v medijih z določenimi lastnostmi kovine. V prisotnosti preostale napetosti se lahko narava korozijske poškodbe spremeni glede na sestavo, koncentracijo in temperaturo korozivnega medija, kot tudi razlike v sestavi, organizaciji, površinskem stanju, napetostnem stanju itd. osnovnega materiala in območje zvara.

Ali je za varjene tlačne posode potrebna toplotna obdelava po varjenju, je treba določiti s celovitim upoštevanjem namena, velikosti (zlasti debeline stene), učinkovitosti uporabljenih materialov in delovnih pogojev posode. Toplotno obdelavo po varjenju je treba upoštevati v kateri koli od naslednjih situacij:

1. Težki delovni pogoji, kot so posode z debelimi stenami, pri katerih obstaja nevarnost krhkega loma pri nizkih temperaturah, in posode, ki prenašajo velike in izmenične obremenitve.

2. Varjene tlačne posode z debelino, ki presega določeno mejo. Vključno s kotli, petrokemičnimi tlačnimi posodami itd., ki imajo posebne predpise in specifikacije.

3. Tlačne posode z visoko dimenzijsko stabilnostjo.

4. Posode iz jekla z visoko nagnjenostjo kaljenju.

5. Tlačne posode s tveganjem razpok zaradi napetostne korozije.

6. Druge tlačne posode, določene s posebnimi predpisi, specifikacijami in risbami.

V jeklenih varjenih tlačnih posodah se v območju blizu zvara tvori zaostala napetost, ki doseže mejo tečenja. Nastanek te napetosti je povezan s transformacijo strukture, pomešane z avstenitom. Mnogi raziskovalci poudarjajo, da lahko za odpravo preostale napetosti po varjenju popuščanje pri 650 stopinjah dobro vpliva na jeklene varjene tlačne posode.

Hkrati velja, da če po varjenju ne izvedemo ustrezne toplotne obdelave, zvarnih spojev, odpornih proti koroziji, ne bomo nikoli dobili.

Na splošno velja, da je toplotna obdelava za razbremenitev proces, pri katerem se zvarjeni obdelovanec segreje na 500-650 stopinj in nato počasi ohladi. Zmanjšanje napetosti povzroči lezenje pri visoki temperaturi, ki se začne pri 450 stopinjah pri ogljikovem jeklu in 550 stopinjah pri jeklu, ki vsebuje molibden.

Višja kot je temperatura, lažje odpravimo stres. Ko pa je prvotna temperatura popuščanja jekla presežena, se bo trdnost jekla zmanjšala. Zato mora toplotna obdelava za lajšanje napetosti obvladati dva elementa temperaturo in čas, nobeden pa ni nepogrešljiv.

Vendar pa notranjo napetost zvara vedno spremljata natezna napetost in tlačna napetost, napetost in elastična deformacija pa obstajata hkrati. Ko se temperatura jekla dvigne, se meja tečenja zmanjša in prvotna elastična deformacija bo postala plastična deformacija, kar je sprostitev napetosti.

Višja kot je temperatura ogrevanja, popolnejša je notranja napetost. Ko pa je temperatura previsoka, bo jeklena površina močno oksidirana. Poleg tega za temperaturo PWHT kaljenega in popuščenega jekla načelo ne sme preseči prvotne temperature popuščanja jekla, ki je na splošno približno 30 stopinj nižja od prvotne temperature popuščanja jekla, sicer bo material izgubil kaljenje in učinek kaljenja, trdnost in lomna žilavost pa se bosta zmanjšali. Tej točki je treba posebno pozornost posvetiti delavcem, ki se ukvarjajo s toplotno obdelavo.

Višja kot je temperatura toplotne obdelave po varjenju za odpravo notranjih napetosti, večja je stopnja mehčanja jekla. Običajno lahko notranjo napetost odpravimo s segrevanjem na rekristalizacijsko temperaturo jekla. Temperatura rekristalizacije je tesno povezana s temperaturo taljenja. Na splošno je rekristalizacijska temperatura K = 0,4X temperatura taljenja (K). Bližje kot je temperatura toplotne obdelave temperaturi rekristalizacije, bolj učinkovito je pri odpravljanju preostale napetosti.

04 Upoštevanje celovitega učinka PWHT

Toplotna obdelava po varjenju ni absolutno koristna. Na splošno toplotna obdelava po varjenju prispeva k razbremenitvi preostale napetosti in se izvaja le, če obstajajo stroge zahteve za napetostno korozijo. Vendar pa je preskus udarne žilavosti vzorcev pokazal, da toplotna obdelava po varjenju ni pripomogla k izboljšanju žilavosti nanesene kovine in območja toplotnega vpliva, včasih pa lahko pride do medkristalnega razpokanja znotraj območja grobljenja zrn toplotno prizadetega območje.

Poleg tega se PWHT opira na zmanjšanje trdnosti materiala pri visokih temperaturah za odpravo napetosti. Zato lahko med PWHT struktura izgubi togost. Pri konstrukcijah, ki uporabljajo celotno ali delno PWHT, je treba pred toplotno obdelavo upoštevati nosilnost zvara pri visokih temperaturah.

Zato je treba pri odločanju, ali izvesti toplotno obdelavo po varjenju, celovito primerjati prednosti in slabosti toplotne obdelave. Z vidika strukturne zmogljivosti obstaja stran, ki izboljša učinkovitost, in stran, ki zmanjša učinkovitost. Razumno presojo je treba narediti na podlagi osnovnega dela celovitega upoštevanja obeh vidikov.