Die Schweißeigenspannung wird durch die ungleichmäßige Temperaturverteilung der Schweißkonstruktion verursacht, die durch das Schweißen, die Wärmeausdehnung und -kontraktion des Schweißguts usw. verursacht wird, sodass die Schweißkonstruktion zwangsläufig Eigenspannungen erzeugt.
Die gebräuchlichste Methode zur Beseitigung von Restspannungen ist das Hochtemperaturanlassen, d bei hoher Temperatur, um an Stellen mit hoher innerer Spannung plastisches Fließen zu verursachen.Die elastische Verformung nimmt allmählich ab und die plastische Verformung nimmt allmählich zu, um die Spannung zu reduzieren.
1.Wahl der Wärmebehandlungsmethode
Die Auswirkung der Wärmebehandlung nach dem Schweißen auf die Zugfestigkeit und Kriechgrenze des Metalls hängt von der Wärmebehandlungstemperatur und der Haltezeit ab.Die Auswirkung der Wärmebehandlung nach dem Schweißen auf die Schlagzähigkeit des Schweißguts variiert je nach Stahltyp.
Bei der Wärmebehandlung nach dem Schweißen erfolgt im Allgemeinen ein einmaliges Hochtemperatur-Anlassen oder Normalisieren plus Hochtemperatur-Anlassen.Für Gasschweißverbindungen werden Normalisieren und Hochtemperaturanlassen eingesetzt.Dies liegt daran, dass die Körner der Gasschweißnaht und der Wärmeeinflusszone grob sind und die Körner verfeinert werden müssen, sodass eine Normalisierungsbehandlung angewendet wird.
Allerdings kann eine einmalige Normalisierung die Restspannung nicht beseitigen, sodass zur Beseitigung der Spannung ein Hochtemperaturanlassen erforderlich ist.Ein einziges Anlassen bei mittlerer Temperatur eignet sich nur für die Montage und das Schweißen von großen, vor Ort zusammengebauten gewöhnlichen Behältern aus kohlenstoffarmem Stahl und dient dazu, eine teilweise Beseitigung von Restspannungen und Dehydrierung zu erreichen.
In den meisten Fällen wird ein einmaliges Hochtemperaturanlassen verwendet.Das Aufheizen und Abkühlen der Wärmebehandlung sollte nicht zu schnell erfolgen und die Innen- und Außenwände sollten gleichmäßig sein.
2.Wärmebehandlungsmethoden für Druckbehälter
Es gibt zwei Arten von Wärmebehandlungsmethoden für Druckbehälter: Die eine ist die Wärmebehandlung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften;die andere ist die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT).Im Allgemeinen handelt es sich bei der Wärmebehandlung nach dem Schweißen um die Wärmebehandlung des geschweißten Bereichs oder der geschweißten Komponenten nach dem Schweißen des Werkstücks.
Der spezifische Inhalt umfasst Spannungsarmglühen, vollständiges Glühen, feste Lösung, Normalisieren, Normalisieren plus Anlassen, Anlassen, Spannungsabbau bei niedriger Temperatur, Ausscheidungswärmebehandlung usw.
Im engeren Sinne bezieht sich die Wärmebehandlung nach dem Schweißen nur auf das Spannungsarmglühen, d. h. um die Leistung der Schweißzone zu verbessern und schädliche Effekte wie Schweißeigenspannungen zu beseitigen, um die Schweißzone gleichmäßig und vollständig zu erhitzen und verwandte Teile unterhalb des Temperaturpunkts des Metallphasenübergangs 2 und dann der Prozess der gleichmäßigen Abkühlung.In vielen Fällen handelt es sich bei der diskutierten Wärmebehandlung nach dem Schweißen im Wesentlichen um eine Wärmebehandlung zum Spannungsabbau nach dem Schweißen.
3.Zweck der Wärmebehandlung nach dem Schweißen
(1).Entspannen Sie die Schweißeigenspannung.
(2).Stabilisieren Sie Form und Größe der Struktur und reduzieren Sie Verzerrungen.
(3).Verbessern Sie die Leistung des Grundmetalls und der Schweißverbindungen, einschließlich:
A.Verbessern Sie die Plastizität des Schweißgutes.
B.Reduzieren Sie die Härte der Wärmeeinflusszone.
C.Verbessern Sie die Bruchzähigkeit.
D.Ermüdungsfestigkeit verbessern.
e.Wiederherstellung oder Erhöhung der bei der Kaltumformung verringerten Streckgrenze.
(4).Verbessern Sie die Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion.
(5).Darüber hinaus werden schädliche Gase im Schweißgut, insbesondere Wasserstoff, freigesetzt, um die Entstehung von Spätrissen zu verhindern.
4.Beurteilung der Notwendigkeit von PWHT
Ob für den Druckbehälter eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich ist, sollte in der Konstruktion klar angegeben werden, was in der aktuellen Druckbehälter-Konstruktionsordnung vorgeschrieben ist.
Bei geschweißten Druckbehältern gibt es große Eigenspannungen in der Schweißzone und die nachteiligen Auswirkungen von Eigenspannungen.Tritt nur unter bestimmten Bedingungen auf.Wenn sich die Eigenspannung mit dem Wasserstoff in der Schweißnaht verbindet, fördert sie die Aushärtung der Wärmeeinflusszone, was zur Entstehung von Kaltrissen und Spätrissen führt.
Wenn die in der Schweißnaht verbleibende statische Spannung oder die dynamische Belastung im Belastungsbetrieb mit der korrosiven Wirkung des Mediums kombiniert wird, kann es zu Risskorrosion, der sogenannten Spannungskorrosion, kommen.Schweißeigenspannungen und die durch das Schweißen verursachte Verhärtung des Grundmetalls sind wichtige Faktoren für Spannungsrisskorrosion.
Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Hauptwirkung von Verformung und Eigenspannung auf Metallmaterialien darin besteht, dass sich das Metall von gleichmäßiger Korrosion zu lokaler Korrosion, also zu interkristalliner oder transkristalliner Korrosion, verändert.Natürlich treten sowohl Korrosionsrisse als auch interkristalline Korrosion von Metallen in Medien auf, die bestimmte Eigenschaften für dieses Metall aufweisen.
Bei Vorliegen einer Eigenspannung ist diese je nach Zusammensetzung, Konzentration und Temperatur des korrosiven Mediums sowie den Unterschieden in der Zusammensetzung, Struktur, dem Oberflächenzustand, dem Spannungszustand usw. des Grundmetalls und der Schweißzone unterschiedlich , so dass Korrosion die Art des Schadens verändern kann.
5. Berücksichtigung der umfassenden Wirkung von PWHT
Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht unbedingt vorteilhaft.Im Allgemeinen ist eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen vorteilhaft für den Abbau von Eigenspannungen und wird nur dann durchgeführt, wenn strenge Anforderungen an Spannungskorrosion bestehen.Der Schlagzähigkeitstest der Probe zeigt jedoch, dass die Wärmebehandlung nach dem Schweißen nicht gut für die Zähigkeit des abgeschiedenen Metalls und der Schweißwärmeeinflusszone ist und dass manchmal interkristalline Risse innerhalb des Kornvergröberungsbereichs der Schweißwärme auftreten können. betroffene Zone.
Darüber hinaus setzt PWHT auf die Reduzierung der Materialfestigkeit bei hohen Temperaturen, um einen Spannungsabbau zu erreichen.Daher kann die Struktur während des PWHT an Steifigkeit verlieren.Bei Strukturen, die ganz oder teilweise PWHT verwenden, muss vor der Wärmebehandlung die Schweißung bei hoher Temperatur in Betracht gezogen werden.unterstützende Kapazität.
Daher sollten bei der Überlegung, ob eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen durchgeführt werden soll, die Vor- und Nachteile der Wärmebehandlung umfassend verglichen werden.Aus Sicht der strukturellen Leistung gibt es eine Seite zur Verbesserung der Leistung und die andere Seite zur Leistungsreduzierung.Eine vernünftige Beurteilung sollte auf der Grundlage einer umfassenden Betrachtung der beiden Aspekte erfolgen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20.06.2023