Kaynak artık gerilimi, kaynaklama, kaynak metalinin termal genleşmesi ve büzülmesi vb. nedeniyle kaynakların eşit olmayan sıcaklık dağılımından kaynaklanır, bu nedenle kaynak yapımı sırasında kaçınılmaz olarak artık gerilim oluşacaktır. Artık gerilimi ortadan kaldırmanın en yaygın yöntemi yüksek sıcaklıkta menevişleme yani kaynağın ısıl işlem fırınına konularak belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılması ve belirli bir süre sıcak tutulmasıdır. Yüksek sıcaklıkta malzemenin akma sınırı azalır, böylece iç gerilmenin yüksek olduğu yerlerde plastik akış meydana gelir, elastik deformasyon giderek azalır ve plastik deformasyon giderek artarak stresi azaltır.
01 Isıl işlem yöntemi seçimi
Kaynak sonrası ısıl işlemin metalin çekme mukavemeti ve sürünme sınırına etkisi, ısıl işlemin sıcaklığına ve bekleme süresine bağlıdır. Kaynak sonrası ısıl işlemin kaynak metalinin darbe tokluğu üzerindeki etkisi farklı çelik türlerine göre değişir. Kaynak sonrası ısıl işlem genellikle tek yüksek sıcaklıkta temperleme veya normalleştirme artı yüksek sıcaklıkta temperleme kullanır. Gaz kaynağı kaynaklarında normalleştirme artı yüksek sıcaklıkta temperleme ısıl işlemi kullanılır. Bunun nedeni, gaz kaynağı kaynaklarının ve ısıdan etkilenen bölgelerin tanelerinin kaba olması ve rafine edilmesi gerekmesidir, bu nedenle normalleştirme işlemi kullanılır. Bununla birlikte, tek normalleştirme artık gerilimi ortadan kaldıramaz, dolayısıyla gerilimi ortadan kaldırmak için yüksek sıcaklıkta tavlama gerekir. Tekli orta sıcaklıkta temperleme, yalnızca sahada monte edilen büyük sıradan düşük karbonlu çelik kapların montaj kaynağı için uygundur ve amacı, artık gerilimin ve dehidrojenasyonun kısmen ortadan kaldırılmasını sağlamaktır. Çoğu durumda, tek yüksek sıcaklıkta temperleme kullanılır. Isıl işlemin ısıtılması ve soğutulması çok hızlı olmamalı, iç ve dış duvarlar aynı olmalıdır.
02 Basınçlı kaplarda kullanılan ısıl işlem yöntemleri
Basınçlı kaplarda kullanılan iki tür ısıl işlem yöntemi vardır: Biri mekanik özellikleri iyileştirmeye yönelik ısıl işlemdir; diğeri ise kaynak sonrası ısıl işlemdir (PWHT). Geniş anlamda kaynak sonrası ısıl işlem, iş parçası kaynaklandıktan sonra kaynak bölgesinin veya kaynaklı bileşenlerin ısıl işlemidir. Spesifik içerikler arasında gerilim giderme tavlaması, tam tavlama, çözelti, normalleştirme, normalleştirme ve temperleme, temperleme, düşük sıcaklıkta gerilim giderme, çökeltme ısıl işlemi vb. yer alır. Dar anlamda, kaynak sonrası ısıl işlem yalnızca gerilim giderme tavlaması anlamına gelir, yani, kaynak alanının performansını iyileştirmek ve kaynak artık gerilimi gibi zararlı etkileri ortadan kaldırmak için, kaynak alanı ve ilgili parçalar, metal faz dönüşüm sıcaklığı noktası 2'nin altında eşit ve tamamen ısıtılır ve ardından eşit şekilde soğutulur. Çoğu durumda, tartışılan kaynak sonrası ısıl işlem esasen kaynak sonrası gerilim giderme ısıl işlemidir.
03Kaynak sonrası ısıl işlemin amacı
1. Kaynak artık gerilimini gevşetin.
2. Yapının şeklini ve boyutunu sabitleyin ve bozulmayı azaltın.
3. Ana malzemenin ve kaynaklı bağlantıların performansının aşağıdakiler dahil olmak üzere iyileştirilmesi: a. Kaynak metalinin plastisitesini iyileştirin. B. Isıdan etkilenen bölgenin sertliğini azaltın. C. Kırılma tokluğunu geliştirin. D. Yorgunluk gücünü artırın. e. Soğuk şekillendirme sırasında azalan akma mukavemetini eski haline getirin veya iyileştirin.
4. Stres korozyonuna direnme yeteneğini geliştirin.
5. Gecikmiş çatlakların oluşmasını önlemek için kaynak metalindeki zararlı gazları, özellikle de hidrojeni daha fazla serbest bırakın.
04PWHT'nin gerekliliği kararı
Basınçlı kabın kaynak sonrası ısıl işleme ihtiyaç duyup duymadığı tasarımda açıkça belirtilmelidir ve mevcut basınçlı kap tasarım spesifikasyonlarında buna yönelik gereksinimler bulunmaktadır.
Kaynaklı basınçlı kaplar için kaynak bölgesinde büyük bir artık gerilim vardır ve artık gerilimin olumsuz etkileri vardır. Sadece belirli koşullar altında ortaya çıkar. Artık gerilim kaynaktaki hidrojen ile birleştiğinde, ısıdan etkilenen bölgenin sertleşmesini teşvik edecek ve bu da soğuk çatlakların oluşmasına ve çatlakların gecikmesine neden olacaktır.
Kaynakta kalan statik gerilim veya yük altında çalışma sırasında oluşan dinamik gerilim, ortamın korozif etkisi ile birleştiğinde gerilim korozyonu adı verilen çatlak korozyonuna neden olabilir. Kaynak artık gerilimi ve kaynağın neden olduğu temel malzemenin sertleşmesi, gerilimli korozyon çatlaklarının oluşmasında önemli faktörlerdir.
Xinfa kaynak ekipmanı, yüksek kalite ve düşük fiyat özelliklerine sahiptir. Ayrıntılar için lütfen şu adresi ziyaret edin:Kaynak ve Kesme Üreticileri - Çin Kaynak ve Kesme Fabrikası ve Tedarikçiler (xinfatools.com)
Araştırma sonuçları, deformasyon ve artık gerilimin metal malzemeler üzerindeki ana etkisinin, metali tek biçimli korozyondan lokal korozyona, yani taneler arası veya taneler arası korozyona dönüştürmek olduğunu göstermektedir. Tabii ki, hem metal korozyon çatlaması hem de tanecikler arası korozyon, metal için belirli özelliklere sahip ortamlarda meydana gelir. Artık gerilimin varlığında korozyon hasarının doğası, aşındırıcı ortamın bileşimi, konsantrasyonu ve sıcaklığının yanı sıra temel malzemenin bileşimi, organizasyonu, yüzey durumu, gerilim durumu vb. farklılıklara bağlı olarak değişebilir. ve kaynak bölgesi.
Kaynaklı basınçlı kapların kaynak sonrası ısıl işleme ihtiyaç duyup duymadığı, kabın amacı, boyutu (özellikle duvar kalınlığı), kullanılan malzemelerin performansı ve çalışma koşulları kapsamlı bir şekilde dikkate alınarak belirlenmelidir. Kaynak sonrası ısıl işlem aşağıdaki durumlardan herhangi birinde dikkate alınmalıdır:
1. Düşük sıcaklıklarda gevrek kırılma riski olan kalın duvarlı kaplar ve büyük yükler ve değişken yükler taşıyan kaplar gibi zorlu çalışma koşulları.
2. Kalınlığı belirli bir sınırı aşan kaynaklı basınçlı kaplar. Özel yönetmelik ve spesifikasyonlara sahip kazanlar, petrokimya basınçlı kaplar vb. dahil.
3. Boyutsal stabilitesi yüksek basınçlı kaplar.
4. Sertleşme eğilimi yüksek olan çelikten yapılmış kaplar.
5. Gerilim korozyonu çatlaması riski taşıyan basınçlı kaplar.
6. Özel düzenlemeler, spesifikasyonlar ve çizimlerle belirtilen diğer basınçlı kaplar.
Çelik kaynaklı basınçlı kaplarda, kaynağa yakın bölgede akma noktasına ulaşan artık gerilim oluşur. Bu gerilimin oluşması östenitle karışan yapının dönüşümüyle ilgilidir. Birçok araştırmacı, kaynak sonrası artık gerilimi ortadan kaldırmak için çelik kaynaklı basınçlı kaplarda 650 derecede temperlemenin iyi bir etki yaratabileceğine dikkat çekiyor.
Aynı zamanda kaynak sonrası uygun ısıl işlem yapılmadığı takdirde korozyona dayanıklı kaynaklı bağlantıların hiçbir zaman elde edilemeyeceğine inanılmaktadır.
Genellikle gerilim giderme ısıl işleminin, kaynaklı iş parçasının 500-650 dereceye kadar ısıtıldığı ve daha sonra yavaş yavaş soğutulduğu bir işlem olduğuna inanılmaktadır. Stresin azalması, karbon çeliğinde 450 dereceden, molibden içeren çelikte ise 550 dereceden başlayan yüksek sıcaklıktaki sürünmeden kaynaklanır.
Sıcaklık ne kadar yüksek olursa stresi ortadan kaldırmak o kadar kolay olur. Ancak çeliğin orijinal temperleme sıcaklığı aşıldığında çeliğin mukavemeti azalacaktır. Bu nedenle gerilim gidermeye yönelik ısıl işlemde sıcaklık ve zaman gibi iki unsurun da ustalıkla kullanılması gerekir ve ikisi de vazgeçilmez değildir.
Ancak kaynağın iç gerilmesinde çekme gerilmesi ve basma gerilmesi her zaman birlikte bulunur ve gerilme ile elastik deformasyon aynı anda mevcuttur. Çeliğin sıcaklığı yükseldiğinde akma dayanımı azalır ve orijinal elastik deformasyon, gerilme gevşemesi olan plastik deformasyona dönüşür.
Isıtma sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, iç gerilim o kadar tamamen ortadan kaldırılır. Ancak sıcaklık çok yüksek olduğunda çelik yüzey ciddi şekilde oksitlenecektir. Ek olarak, su verilmiş ve temperlenmiş çeliğin PWHT sıcaklığı için prensip, çeliğin orijinal temperleme sıcaklığından genellikle yaklaşık 30 derece daha düşük olan çeliğin orijinal temperleme sıcaklığını aşmamalıdır, aksi takdirde malzeme su verme özelliğini kaybeder ve temperleme etkisi ve mukavemet ve kırılma tokluğu azalacaktır. Isıl işlem çalışanlarında bu noktaya özellikle dikkat edilmelidir.
İç gerilimi ortadan kaldırmak için kaynak sonrası ısıl işlem sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, çeliğin yumuşama derecesi de o kadar yüksek olur. Genellikle iç gerilim, çeliğin yeniden kristalleşme sıcaklığına kadar ısıtılmasıyla ortadan kaldırılabilir. Yeniden kristalleşme sıcaklığı erime sıcaklığıyla yakından ilişkilidir. Genellikle yeniden kristalleşme sıcaklığı K=0,4X erime sıcaklığı (K). Isıl işlem sıcaklığı yeniden kristalleşme sıcaklığına ne kadar yakın olursa, artık gerilimin ortadan kaldırılmasında o kadar etkili olur.
04 PWHT'nin kapsamlı etkisinin değerlendirilmesi
Kaynak sonrası ısıl işlem kesinlikle faydalı değildir. Genel olarak konuşursak, kaynak sonrası ısıl işlem, artık gerilimin giderilmesine yardımcı olur ve yalnızca gerilim korozyonu için katı gereklilikler olduğunda gerçekleştirilir. Bununla birlikte, numunelerin darbe tokluğu testi, kaynak sonrası ısıl işlemin, biriken metalin ve ısıdan etkilenen bölgenin dayanıklılığını iyileştirmeye yardımcı olmadığını ve bazen ısıdan etkilenen bölgenin tane irileşme aralığı içinde tanecikler arası çatlamanın meydana gelebileceğini gösterdi. alan.
Ayrıca PWHT, stresi ortadan kaldırmak için yüksek sıcaklıklarda malzeme mukavemetinin azaltılmasına dayanır. Bu nedenle PWHT sırasında yapı sertliğini kaybedebilir. Genel veya kısmi PWHT'yi benimseyen yapılar için, ısıl işlem öncesinde kaynağın yüksek sıcaklıklardaki destek kapasitesi dikkate alınmalıdır.
Bu nedenle kaynak sonrası ısıl işlemin yapılıp yapılmayacağına karar verilirken ısıl işlemin avantaj ve dezavantajlarının kapsamlı bir şekilde karşılaştırılması gerekir. Yapısal performans açısından bakıldığında performansı artıran bir tarafı var, bir de düşüren tarafı var. Her iki yönün de kapsamlı bir şekilde ele alınması temel çalışmasına dayanarak makul bir yargıya varılmalıdır.
Gönderim zamanı: Eylül-04-2024
