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焊接的压力容器是否需要做焊后热处理
更新时间:2023-12-03 点击次数:322次

焊接的压力容器是否需要做焊后热处理,应从容器的用途、尺寸(特边是壁板厚度),所用材料的性能以及工作条件等方面综合考虑决定。有下列情况之一的,应考虑焊后热处理:

01、使用条件苛刻,如在低温下工作有发生脆性断裂危险的厚壁容器,承受较大载荷和交变载荷的容器。

02、厚度超过一定限度的焊制压力容器。包括锅炉、石油化工压力容器等有专门规程规范的。

03、对尺寸稳定性较高的压力容器。

04、由淬硬倾向大的钢材制造的容器。

05、有应力腐蚀开裂危险的压力容器。

06、其他有专门规程、规范以及图样予以规定的压力容器。

在钢制焊接压力容器中,在靠近焊缝的区域内形成达到屈服点的残余应力。这种应力的产生与拌有奥氏体的组织转变有关。许多研究者指出,为了消除焊后的残余应力,650℃的回火对钢制焊接压力容器能产生良好的影响。

同时认为,如果在焊后不进行适当的热处理,就始终不能得到耐腐蚀的焊接接头。

一般认为,消除应力热处理属于焊接工件被加热到500-650℃而后再缓慢冷却的过程。应力的降低起因于高温下的蠕变,在碳钢中从450℃开始出现,在含钼的钢中,从550℃开始出现。

温度越高,应力越易于消除。但是一旦超过钢材的原始回火温度,钢的强度便要降低。所以消除应力的热处理一定要掌握好温度和时间两个要素,缺一不可。然而在焊件内应力中,总是伴生着拉伸应力与压缩应力,应力与弹性变形同时存在。当钢材的温度升高,屈服强度下降,原有的弹性形变会变成塑性形变,从而是应力松弛。

加热温度越高,内应力消除越充分。但温度过高时将使钢材表面严重氧化。另外,对于调质钢的PWHT温度,应以不超过钢材原回火温度为原则,一般比钢材原回火温温度低30℃左右,否则材料就会失去调质效果,强度和断裂韧性就会降低。这一点对于热处理工作者来说,应予以特边关注。

消除内应力的焊后热处理温度越高,钢材软化程度越大,通常加热到钢材的再结晶温度,内应力就可消除,再结晶温度与熔化温度有密切关系。一般地,再结晶温度K=0.4X熔化温度(K)。热处理温度越接近再结晶温度,消除残余应力越有效。


PWHT综合效果的考虑

焊后热处理并非是绝对有利的。一般情况下,焊后热处理有利于缓和残余应力,并对应力腐蚀有严格要求的情况下才进行。但是,试件的冲击韧性试验表明,焊后热处理对熔敷金属和焊接热影响区的韧性提高不利,有时在焊接热影响区的晶粒粗化范围内还可能发生晶间开裂。

再则,PWHT是依靠在高温下材料强度的降低来实现消除应力的,因此,在PWHT时,结构有可能失去刚性,对于采取整体或局部PWHT的结构,热处理前必须考虑焊件在高温下的支承能力。

所以,在考虑是否进行焊后热处理时,应将热处理的有利和不利两个方面综合比较。从结构性能上来看,有使性能提高的一面,也有使性能降低的一面,应在综合考虑两方面的基础工作上做出合理的判断。


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