Všimněte si, že ne všechna tepelná zpracování po svařování jsou prospěšná

01 Volba způsobu tepelného zpracování

Vliv tepelného zpracování po svařování na pevnost v tahu a mez tečení kovu souvisí s teplotou a dobou zdržení tepelného zpracování. Vliv tepelného zpracování po svařování na rázovou houževnatost svarového kovu se u různých typů oceli liší. Tepelné zpracování po svařování obecně používá jedno vysokoteplotní temperování nebo normalizaci plus vysokoteplotní temperování. Normalizační plus vysokoteplotní popouštění tepelné zpracování se používá pro svařování plynem. Je to proto, že zrna svarů plynového svařování a tepelně ovlivněných zón jsou hrubá a je třeba je zjemnit, proto se používá normalizační úprava. Jednorázová normalizace však nemůže odstranit zbytkové pnutí, proto je k odstranění pnutí nutné vysokoteplotní temperování. Jednorázové středoteplotní popouštění je vhodné pouze pro montážní svařování velkých běžných nízkouhlíkových ocelových kontejnerů montovaných na místě a jeho účelem je dosáhnout částečného odstranění zbytkového pnutí a dehydrogenace. Ve většině případů se používá jednorázové vysokoteplotní temperování. Ohřev a chlazení tepelného zpracování by nemělo být příliš rychlé a vnitřní a vnější stěny by měly být jednotné.

02 Metody tepelného zpracování používané v tlakových nádobách

V tlakových nádobách se používají dva typy způsobů tepelného zpracování: jedním je tepelné zpracování pro zlepšení mechanických vlastností; druhým je tepelné zpracování po svařování (PWHT). V širokém smyslu je tepelné zpracování po svařování tepelné zpracování oblasti svařování nebo svařovaných součástí po svaření obrobku. Mezi konkrétní obsahy patří žíhání na odlehčení pnutí, úplné žíhání, roztok, normalizace, normalizace a popouštění, popouštění, odlehčení nízkoteplotního pnutí, precipitační tepelné zpracování atd. V užším slova smyslu se tepelným zpracováním po svařování rozumí pouze žíhání pro odlehčení pnutí, to znamená, že za účelem zlepšení výkonu svařovací oblasti a eliminace škodlivých účinků, jako je zbytkové napětí při svařování, se svařovací oblast a související části rovnoměrně a plně zahřejí pod bod 2 teploty transformace kovové fáze a poté se rovnoměrně ochladí. V mnoha případech je diskutovaným tepelným zpracováním po svařování v podstatě tepelné zpracování po svařování uvolňujícím pnutí.

03 Účel tepelného zpracování po svařování

1. Uvolněte zbytkové napětí svařování.
2. Stabilizace tvaru a velikosti struktury a snížení zkreslení.
3. Zlepšení výkonu základního materiálu a svarových spojů, včetně: a. Zlepšete plasticitu svarového kovu. b. Snižte tvrdost tepelně ovlivněné zóny. C. Zlepšit lomovou houževnatost. d. Zlepšete únavovou sílu. E. Obnovit nebo zlepšit mez kluzu sníženou během tváření za studena.
4. Zlepšete schopnost odolávat korozi pod napětím.
5. Dále uvolňovat škodlivé plyny ve svarovém kovu, zejména vodík, aby se zabránilo vzniku opožděných trhlin.

04Posouzení nezbytnosti PWHT

To, zda tlaková nádoba potřebuje tepelné zpracování po svařování, by mělo být jasně specifikováno v návrhu a aktuální specifikace návrhu tlakové nádoby na to mají požadavky.
U svařovaných tlakových nádob dochází k velkému zbytkovému napětí v oblasti svařování a nepříznivým účinkům zbytkového napětí. Pouze za určitých podmínek se projevují. Když se zbytkové napětí spojí s vodíkem ve svaru, podpoří vytvrzení tepelně ovlivněné zóny, což má za následek vznik studených trhlin a opožděných trhlin.
Když se statické napětí zbývající ve svaru nebo dynamické napětí během zatěžovacího provozu spojí s korozním účinkem média, může dojít ke vzniku trhlinové koroze, která se nazývá koroze napětí. Zbytkové napětí po svařování a zpevnění základního materiálu způsobené svařováním jsou důležitými faktory při vzniku korozních trhlin pod napětím.

Svařovací zařízení Xinfa se vyznačuje vysokou kvalitou a nízkou cenou. Podrobnosti naleznete na adrese:Výrobci svařování a řezání – továrna na svařování a řezání v Číně a dodavatelé (xinfatools.com)

Výsledky výzkumu ukazují, že hlavním účinkem deformace a zbytkového napětí na kovových materiálech je přeměna kovu z rovnoměrné koroze na korozi lokální, tedy na korozi mezikrystalovou nebo transkrystalovou. Korozní praskání kovu a mezikrystalová koroze se samozřejmě vyskytují v médiích s určitými vlastnostmi pro kov. Za přítomnosti zbytkového napětí se může charakter korozního poškození měnit v závislosti na složení, koncentraci a teplotě korozního prostředí a také na rozdílech ve složení, organizaci, stavu povrchu, napjatosti atd. základního materiálu a svarová zóna.

Zda svařované tlakové nádoby vyžadují tepelné zpracování po svařování, by mělo být určeno komplexním zvážením účelu, velikosti (zejména tloušťky stěny), vlastností použitých materiálů a pracovních podmínek nádoby. Tepelné zpracování po svařování by mělo být zváženo v kterékoli z následujících situací:

1. Těžké provozní podmínky, jako jsou silnostěnné nádoby s nebezpečím křehkého lomu při nízkých teplotách a nádoby, které nesou velké zatížení a střídavé zatížení.

2. Svařované tlakové nádoby o tloušťce přesahující určitou mez. Včetně kotlů, petrochemických tlakových nádob atd., které mají zvláštní předpisy a specifikace.

3. Tlakové nádoby s vysokou rozměrovou stálostí.

4. Nádoby vyrobené z oceli s vysokou tendencí k tvrdnutí.

5. Tlakové nádoby s nebezpečím korozního praskání pod napětím.

6. Ostatní tlakové nádoby stanovené zvláštními předpisy, specifikacemi a výkresy.

V ocelových svařovaných tlakových nádobách vzniká zbytkové napětí dosahující meze kluzu v oblasti blízko svaru. Vznik tohoto napětí souvisí s přeměnou struktury smíšené s austenitem. Mnoho výzkumníků poukazuje na to, že pro odstranění zbytkového napětí po svařování může mít popouštění na 650 stupňů dobrý vliv na ocelové svařované tlakové nádoby.

Zároveň se má za to, že pokud se po svařování neprovede správné tepelné zpracování, nikdy nedojde k vytvoření svarových spojů odolných proti korozi.

Obecně se má za to, že tepelné zpracování odlehčení pnutí je proces, při kterém se svařovaný obrobek zahřeje na 500-650 stupňů a poté se pomalu ochladí. Snížení napětí je způsobeno tečením při vysoké teplotě, které začíná od 450 stupňů u uhlíkové oceli a 550 stupňů u oceli obsahující molybden.

Čím vyšší teplota, tím snazší je eliminovat stres. Jakmile je však překročena původní teplota popouštění oceli, pevnost oceli se sníží. Tepelné zpracování pro uvolnění stresu proto musí zvládnout dva prvky teploty a času a ani jeden není nezbytný.

Při vnitřním napětí svařence je však vždy doprovázeno napětí v tahu a napětí a současně existuje napětí a elastická deformace. Když teplota oceli stoupá, mez kluzu klesá a z původní elastické deformace se stane plastická deformace, což je relaxace napětí.

Čím vyšší je teplota ohřevu, tím dokonaleji je eliminováno vnitřní pnutí. Pokud je však teplota příliš vysoká, povrch oceli bude silně oxidován. Kromě toho by pro teplotu PWHT kalené a temperované oceli princip neměl překročit původní teplotu popouštění oceli, která je obecně asi o 30 stupňů nižší než původní teplota popouštění oceli, jinak materiál ztratí kalení a popouštěcí účinek a pevnost a lomová houževnatost se sníží. Tomuto bodu by měli věnovat zvláštní pozornost pracovníci tepelného zpracování.

Čím vyšší je teplota tepelného zpracování po svařování pro eliminaci vnitřního pnutí, tím vyšší je stupeň měknutí oceli. Obvykle lze vnitřní pnutí eliminovat zahřátím na teplotu rekrystalizace oceli. Teplota rekrystalizace úzce souvisí s teplotou tání. Obecně je teplota rekrystalizace K = 0,4X teplota tání (K). Čím blíže je teplota tepelného zpracování k teplotě rekrystalizace, tím je účinnější při eliminaci zbytkového pnutí.

04 Úvaha o komplexním účinku PWHT

Tepelné zpracování po svařování není absolutně výhodné. Obecně řečeno, tepelné zpracování po svařování přispívá ke zmírnění zbytkového napětí a provádí se pouze v případě, že existují přísné požadavky na korozi pod napětím. Zkouška rázové houževnatosti vzorků však ukázala, že tepelné zpracování po svařování nevedlo ke zlepšení houževnatosti naneseného kovu a tepelně ovlivněné zóny a někdy může dojít k mezikrystalovému praskání v rozsahu hrubnutí zrn tepelně ovlivněného zóna.

Kromě toho PWHT spoléhá na snížení pevnosti materiálu při vysokých teplotách, aby se eliminovalo napětí. Proto během PWHT může konstrukce ztratit tuhost. U konstrukcí, které využívají celkovou nebo částečnou PWHT, je třeba před tepelným zpracováním zvážit nosnou kapacitu svařence při vysokých teplotách.

Proto při zvažování, zda provést tepelné zpracování po svařování, je třeba komplexně porovnat výhody a nevýhody tepelného zpracování. Z pohledu strukturálního výkonu existuje strana, která zlepšuje výkon, a strana, která výkon snižuje. Přiměřený úsudek by měl být založen na základní práci komplexního zvážení obou aspektů.