壓力容器殘余應力需要用熱處理爐來改善

                                              時間: 2020-02-22 17:38:28 瀏覽次數:
                                              簡介:壓力容器殘余應力需要用熱處理爐進行相應的退火來改善壓力容器在制造過程中產生的應力問題,穩定結構的形狀和尺寸和防止裂紋的發生。

                                                     壓力容器殘余應力需要用熱處理爐進行相應的退火來改善壓力容器在制造過程中產生的應力問題,由于過量的冷卷、冷矯形等冷加工引起的冷作硬化。由于焊接引起的焊縫區組織和性能的變化。由于焊接產生殘余應力以及由此而導致的應力腐蝕裂紋的產生和發展。壓力容器焊接時,當鋁合金淬火爐的母材相鄰區域產生一溫差大于100度的急劇溫度梯度時,在鐵素體鋼或相當的其他材料中引起不均勻的塑性應變,而在隨后的冷卻過程中,將產生一個峰值應力達到屈服點的殘余應力場。另外,由于壓力容器制造中的不均勻塑性應變導致在彈性-塑性材料中產生殘余應變,而殘余應力可以是來自機械的(主要是冷卷、冷矯形等冷加工)熱力的(主要是焊接過程產生的),或者兩者兼有的原因,也就是熱機械的原因。

                                              壓力容器熱處理爐

                                                     因此,在壓力容器加工完成的終產品中將留下殘余彈性應變場,并承受相應的彈性殘余應力。殘余應力的存在,將影響壓力容器的使用性能。為了消除焊接區峰值應變,達到內應變均勻分布這一目的,可以采取多種方法,如機械震動法、焊后加熱法等。然而,由于壓力容器中許多潛在的問題主要來自焊縫區的冶金損傷,所以,采用機械方法以降低內應變的手段已經不足以預防日后運行過程中可能出現的諸多問題。另外,金屬的氫脆現象已經比較為人們所關注。氫進入鋼以后,機械性能會發生明顯的變壞。強度和塑性明顯降低,溶解于金屬晶格中的氫,使鋼在緩慢變形時發生脆性破壞。金屬材料中的氫可以是在金屬材料生產工藝過程中吸收的,如金屬在焊接時液態金屬吸收的氫保留在焊縫中,也可能是材料在氫環境中服役吸收的氫。對于焊縫中吸收的氫,比較有效的消除方法就是進行焊后熱處理,它既可以達到松弛和緩和焊接殘余應力,改善因焊接而被硬化及脆化的焊接熱影響區,提高焊縫金屬的延性和斷裂韌性,也可以使焊接區及附近的氫等有害氣體擴散逸出。

                                                     壓力容器采用的熱處理需要用到壓力容器退火爐,具體方法有兩類:一類為改善機械性能的熱處理,一類為焊后熱處理。廣義地說,焊后熱處理就是在工件焊完之后對焊接區域或焊接構件進行的熱處理。起內容包括消除應力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低溫消除應力、析出熱處理等。狹義地說,焊后熱處理僅指消除應力退火,即為了改善焊接區的性能和消除焊接殘余應力等有害影響,從而對焊接區及有關部位在金屬相變2溫度點以下均勻而有充分地加熱,然后又均勻冷卻的過程。許多情況下所討論的焊后熱處理實質上就是焊后消除應力熱處理。

                                              天然氣熱處理爐

                                              壓力容器經過時效熱處理的改善體現:
                                              1.松弛焊接參與應力;
                                              2.穩定結構的形狀和尺寸,減少畸變;
                                              3.改善母材、焊接區的性能:提高焊縫金屬的塑性,降低熱影響區硬度,提高斷裂韌性,改善疲勞強度,恢復或提高冷成型中降低的屈服強度;
                                              4.提高抗應力腐蝕的能力; 
                                              5.進一步釋放焊縫金屬中的有害氣體,尤其是氫,防止延遲裂紋的發生。

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