Ứng suất dư khi hàn là do sự phân bố nhiệt độ không đồng đều của vật hàn do hàn, sự giãn nở nhiệt và co lại của kim loại mối hàn, v.v. nên kết cấu hàn chắc chắn sẽ sinh ra ứng suất dư.
Phương pháp phổ biến nhất để loại bỏ ứng suất dư là ủ ở nhiệt độ cao, nghĩa là làm nóng mối hàn đến nhiệt độ nhất định và giữ nó trong một khoảng thời gian nhất định trong lò xử lý nhiệt và sử dụng việc giảm giới hạn năng suất của vật liệu. ở nhiệt độ cao gây ra hiện tượng chảy dẻo ở những nơi có ứng suất bên trong cao.Biến dạng đàn hồi giảm dần và biến dạng dẻo tăng dần để giảm ứng suất.
1.Lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt
Ảnh hưởng của xử lý nhiệt sau hàn đến độ bền kéo và giới hạn rão của kim loại có liên quan đến nhiệt độ xử lý nhiệt và thời gian giữ.Ảnh hưởng của xử lý nhiệt sau hàn đến độ bền va đập của kim loại mối hàn khác nhau tùy theo các loại thép khác nhau.
Xử lý nhiệt sau hàn thường áp dụng phương pháp ủ ở nhiệt độ cao hoặc chuẩn hóa cộng với ủ ở nhiệt độ cao.Đối với các mối hàn khí, việc chuẩn hóa và ủ nhiệt độ cao được áp dụng.Điều này là do các hạt của đường hàn khí và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt rất thô và các hạt cần được tinh chế nên xử lý bình thường hóa được áp dụng.
Tuy nhiên, việc chuẩn hóa một lần không thể loại bỏ ứng suất dư, do đó cần phải ủ ở nhiệt độ cao để loại bỏ ứng suất.Quá trình ủ ở nhiệt độ trung bình duy nhất chỉ thích hợp cho việc lắp ráp và hàn các thùng chứa bằng thép carbon thấp thông thường cỡ lớn được lắp ráp tại chỗ, và mục đích của nó là loại bỏ một phần ứng suất dư và quá trình khử hydro.
Trong hầu hết các trường hợp, một lần ủ nhiệt độ cao được sử dụng.Việc làm nóng và làm mát quá trình xử lý nhiệt không được quá nhanh, các bức tường bên trong và bên ngoài phải đồng nhất.
2.Các phương pháp xử lý nhiệt dùng trong bình chịu áp lực
Có hai loại phương pháp xử lý nhiệt cho bình chịu áp lực: một là xử lý nhiệt để cải thiện tính chất cơ học;còn lại là xử lý nhiệt sau hàn (PWHT).Nói rộng hơn, xử lý nhiệt sau hàn là xử lý nhiệt khu vực hàn hoặc các bộ phận hàn sau khi hàn phôi.
Nội dung cụ thể bao gồm ủ giảm căng thẳng, ủ hoàn toàn, dung dịch rắn, chuẩn hóa, chuẩn hóa cộng với ủ, ủ, giảm căng thẳng ở nhiệt độ thấp, xử lý nhiệt kết tủa, v.v.
Theo nghĩa hẹp, xử lý nhiệt sau hàn chỉ đề cập đến quá trình ủ giảm ứng suất, nghĩa là nhằm cải thiện hiệu suất của vùng hàn và loại bỏ các tác động có hại như ứng suất dư khi hàn, để làm nóng đồng đều và hoàn toàn vùng hàn và các bộ phận liên quan bên dưới điểm nhiệt độ chuyển pha kim loại 2, sau đó là quá trình làm mát đồng đều.Trong nhiều trường hợp, xử lý nhiệt sau hàn được thảo luận về cơ bản là xử lý nhiệt giảm ứng suất sau hàn.
3.Mục đích của xử lý nhiệt sau hàn
(1).Giảm bớt ứng suất dư khi hàn.
(2).Ổn định hình dạng và kích thước của cấu trúc và giảm biến dạng.
(3).Cải thiện hiệu suất của kim loại cơ bản và các mối hàn, bao gồm:
Một.Cải thiện độ dẻo của kim loại mối hàn.
b.Giảm độ cứng của vùng chịu ảnh hưởng nhiệt.
c.Cải thiện độ dẻo dai gãy xương.
d.Cải thiện sức mạnh mệt mỏi.
đ.Khôi phục hoặc tăng cường độ năng suất bị giảm khi tạo hình nguội.
(4).Cải thiện khả năng chống ăn mòn căng thẳng.
(5).Tiếp tục giải phóng các khí độc hại trong kim loại mối hàn, đặc biệt là hydro, để ngăn chặn sự xuất hiện các vết nứt chậm.
4.Đánh giá sự cần thiết của PWHT
Việc xử lý nhiệt sau hàn có cần thiết cho bình áp lực hay không phải được quy định rõ ràng trong thiết kế, điều này được yêu cầu bởi quy chuẩn thiết kế bình áp lực hiện hành.
Đối với các bình áp lực hàn, trong vùng hàn có ứng suất dư lớn và các tác động bất lợi của ứng suất dư.Chỉ biểu hiện trong những điều kiện nhất định.Khi ứng suất dư kết hợp với hydro trong mối hàn sẽ thúc đẩy quá trình đông cứng của vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, dẫn đến hình thành các vết nứt nguội và vết nứt muộn.
Khi ứng suất tĩnh còn lại trong mối hàn hoặc ứng suất tải động trong quá trình vận hành tải kết hợp với tác động ăn mòn của môi trường, nó có thể gây ra hiện tượng ăn mòn vết nứt, gọi là ăn mòn ứng suất.Ứng suất dư hàn và độ cứng kim loại cơ bản do hàn là những yếu tố quan trọng gây ra vết nứt do ăn mòn ứng suất.
Kết quả nghiên cứu cho thấy tác dụng chính của biến dạng và ứng suất dư trên vật liệu kim loại là làm cho kim loại chuyển từ ăn mòn đồng đều sang ăn mòn cục bộ, nghĩa là sang ăn mòn giữa các hạt hoặc xuyên hạt.Tất nhiên, cả nứt ăn mòn và ăn mòn giữa các hạt kim loại đều xảy ra trong môi trường có những đặc điểm nhất định đối với kim loại đó.
Khi có ứng suất dư, nó sẽ khác nhau tùy theo thành phần, nồng độ và nhiệt độ của môi trường ăn mòn, cũng như sự khác biệt về thành phần, cấu trúc, trạng thái bề mặt, trạng thái ứng suất, v.v. của kim loại cơ bản và vùng hàn , do đó sự ăn mòn Bản chất của hư hỏng có thể thay đổi.
5. Xem xét tác dụng toàn diện của PWHT
Xử lý nhiệt sau hàn không hoàn toàn có lợi.Nhìn chung, xử lý nhiệt sau hàn có lợi cho việc giảm ứng suất dư và chỉ được thực hiện khi có yêu cầu nghiêm ngặt về ăn mòn ứng suất.Tuy nhiên, thử nghiệm độ bền va đập của mẫu cho thấy xử lý nhiệt sau hàn không tốt đối với độ dẻo dai của kim loại lắng đọng và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt của mối hàn, và đôi khi vết nứt giữa các hạt có thể xảy ra trong phạm vi hạt thô của mối hàn nhiệt- vùng bị ảnh hưởng.
Hơn nữa, PWHT dựa vào việc giảm độ bền vật liệu ở nhiệt độ cao để giảm ứng suất.Vì vậy, trong quá trình PWHT, kết cấu có thể mất độ cứng.Đối với các kết cấu sử dụng PWHT tổng thể hoặc một phần, mối hàn ở nhiệt độ cao phải được xem xét trước khi xử lý nhiệt.năng lực hỗ trợ.
Vì vậy, khi xem xét có nên tiến hành xử lý nhiệt sau hàn hay không, cần so sánh toàn diện những ưu điểm và nhược điểm của việc xử lý nhiệt.Từ quan điểm về hiệu suất kết cấu, có một mặt là cải thiện hiệu suất và mặt khác là giảm hiệu suất.Cần đưa ra phán quyết hợp lý trên cơ sở xem xét toàn diện cả hai khía cạnh.
Thời gian đăng: 20-06-2023