توجه داشته باشید که همه عملیات حرارتی پس از جوش مفید نیستند

01 انتخاب روش عملیات حرارتی

تأثیر عملیات حرارتی پس از جوش بر مقاومت کششی و حد خزش فلز به دما و زمان نگهداری عملیات حرارتی مربوط می شود. تأثیر عملیات حرارتی پس از جوش بر روی چقرمگی ضربه فلز جوش در انواع مختلف فولاد متفاوت است. عملیات حرارتی پس از جوش به طور کلی از تلطیف با دمای بالا یا نرمالیزاسیون به همراه معتدل با دمای بالا استفاده می کند. نرمال سازی به علاوه عملیات حرارتی معتدل با دمای بالا برای جوشکاری با گاز استفاده می شود. این به این دلیل است که دانه های جوشکاری گاز و مناطق متاثر از حرارت درشت هستند و نیاز به تصفیه دارند، بنابراین از عملیات عادی سازی استفاده می شود. با این حال، نرمال کردن منفرد نمی تواند تنش باقیمانده را از بین ببرد، بنابراین برای از بین بردن تنش، معتدل کردن در دمای بالا مورد نیاز است. معتدل تنها با دمای متوسط ​​فقط برای جوشکاری مونتاژ ظروف بزرگ فولادی کم کربن معمولی که در محل مونتاژ شده اند مناسب است و هدف آن دستیابی به حذف نسبی تنش پسماند و هیدروژن زدایی است. در بیشتر موارد، از تلطیف تک درجه حرارت بالا استفاده می شود. گرمایش و سرمایش عملیات حرارتی نباید خیلی سریع باشد و دیوارهای داخلی و خارجی باید یکنواخت باشند.

02 روش های عملیات حرارتی مورد استفاده در مخازن تحت فشار

دو نوع روش عملیات حرارتی مورد استفاده در مخازن تحت فشار وجود دارد: یکی عملیات حرارتی برای بهبود خواص مکانیکی. مورد دیگر عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) است. در مفهوم گسترده، عملیات حرارتی پس از جوش، عملیات حرارتی ناحیه جوش یا اجزای جوش داده شده پس از جوشکاری قطعه کار است. محتویات خاص شامل بازپخت تنش زدایی، بازپخت کامل، محلول، نرمال سازی، نرمال سازی و تلطیف، تلطیف، تنش زدایی در دمای پایین، عملیات حرارتی بارش و غیره است. یعنی به منظور بهبود عملکرد ناحیه جوشکاری و از بین بردن اثرات مضر مانند تنش پسماند جوشکاری، ناحیه جوش و قطعات مربوطه به طور یکنواخت و کامل در زیر دمای تبدیل فاز فلزی 2 گرم شده و سپس به طور یکنواخت سرد می شوند. در بسیاری از موارد، عملیات حرارتی پس از جوش مورد بحث اساساً عملیات حرارتی کاهش تنش پس از جوش است.

03هدف عملیات حرارتی پس از جوشکاری

1. تنش پسماند جوشکاری را آرام کنید.
2. شکل و اندازه سازه را تثبیت کنید و اعوجاج را کاهش دهید.
3. بهبود عملکرد مواد مادر و اتصالات جوش داده شده، از جمله: الف. انعطاف پذیری فلز جوش را بهبود بخشید. ب سختی ناحیه متاثر از گرما را کاهش دهید. ج. بهبود چقرمگی شکست. د بهبود قدرت خستگی ه. بازیابی یا بهبود استحکام تسلیم کاهش یافته در طول شکل دهی سرد.
4. بهبود توانایی مقاومت در برابر خوردگی استرس.
5. انتشار بیشتر گازهای مضر در فلز جوش، به ویژه هیدروژن، برای جلوگیری از بروز ترک های تاخیری.

04 قضاوت در مورد ضرورت PWHT

اینکه آیا مخزن تحت فشار نیاز به عملیات حرارتی پس از جوش دارد باید به وضوح در طراحی مشخص شود و مشخصات طراحی مخازن تحت فشار فعلی الزاماتی برای این امر دارد.
برای مخازن تحت فشار جوش داده شده، تنش پسماند زیادی در ناحیه جوش وجود دارد و اثرات نامطلوب تنش پسماند. فقط تحت شرایط خاصی آشکار می شوند. هنگامی که تنش پسماند با هیدروژن در جوش ترکیب می‌شود، باعث سخت شدن ناحیه متاثر از گرما می‌شود و منجر به بروز ترک‌های سرد و ترک‌های تاخیری می‌شود.
هنگامی که تنش استاتیکی باقی مانده در جوش یا تنش دینامیکی در حین عملیات بارگذاری با اثر خورنده محیط ترکیب شود، ممکن است باعث خوردگی ترک شود که به آن خوردگی تنشی می گویند. تنش پسماند جوشکاری و سخت شدن مواد پایه ناشی از جوشکاری از عوامل مهم در ایجاد ترک خوردگی تنشی هستند.

تجهیزات جوش شینفا دارای ویژگی های کیفیت بالا و قیمت پایین می باشد. برای جزئیات لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:Welding & Cutting Manufacturers - China Welding & Cutting Factory & Suppliers (xinfatools.com)

نتایج تحقیق نشان می دهد که اثر اصلی تغییر شکل و تنش پسماند بر روی مواد فلزی، تبدیل فلز از خوردگی یکنواخت به خوردگی موضعی، یعنی به خوردگی بین دانه ای یا ترانس دانه ای است. البته، ترک خوردگی فلز و خوردگی بین دانه‌ای هر دو در محیط‌هایی با ویژگی‌های خاصی برای فلز رخ می‌دهند. در حضور تنش پسماند، ماهیت آسیب خوردگی ممکن است بسته به ترکیب، غلظت و دمای محیط خورنده، و همچنین تفاوت در ترکیب، سازمان، حالت سطح، حالت تنش و غیره مواد پایه تغییر کند. و منطقه جوش

اینکه آیا مخازن تحت فشار جوش داده شده نیاز به عملیات حرارتی پس از جوش دارند باید با در نظر گرفتن جامع هدف، اندازه (به ویژه ضخامت دیواره)، عملکرد مواد مورد استفاده و شرایط کاری مخزن تعیین شود. عملیات حرارتی پس از جوشکاری باید در هر یک از شرایط زیر در نظر گرفته شود:

1. شرایط سخت عملیاتی، مانند کشتی های با دیواره ضخیم با خطر شکستگی شکننده در دماهای پایین، و کشتی هایی که بارهای بزرگ و بارهای متناوب را تحمل می کنند.

2. مخازن تحت فشار جوش داده شده با ضخامت بیش از حد معین. از جمله بویلرها، مخازن تحت فشار پتروشیمی و ... که دارای مقررات و مشخصات خاصی هستند.

3. مخازن تحت فشار با ثبات ابعادی بالا.

4. ظروف ساخته شده از فولاد با تمایل بالا به سخت شدن.

5. مخازن تحت فشار با خطر ترک خوردگی ناشی از استرس.

6. سایر مخازن تحت فشار که توسط مقررات، مشخصات و نقشه های خاص مشخص شده است.

در مخازن تحت فشار جوشکاری شده فولادی، تنش پسماند رسیدن به نقطه تسلیم در ناحیه نزدیک جوش ایجاد می شود. ایجاد این تنش به تغییر ساختار مخلوط با آستنیت مربوط می شود. بسیاری از محققین به این نکته اشاره می کنند که برای از بین بردن تنش پسماند پس از جوشکاری، تلطیف در دمای 650 درجه می تواند تأثیر خوبی بر مخازن تحت فشار فولادی جوش داده شود.

در عین حال، اعتقاد بر این است که اگر عملیات حرارتی مناسب پس از جوشکاری انجام نشود، هرگز اتصالات جوشی مقاوم در برابر خوردگی به دست نخواهد آمد.

عموماً اعتقاد بر این است که عملیات حرارتی کاهش تنش فرآیندی است که در آن قطعه کار جوش داده شده تا 500-650 درجه گرم شده و سپس به آرامی خنک می شود. کاهش تنش ناشی از خزش در دمای بالا است که از 450 درجه در فولاد کربنی و 550 درجه در فولاد حاوی مولیبدن شروع می شود.

هر چه دما بالاتر باشد، از بین بردن استرس راحت تر است. با این حال، هنگامی که دمای اولیه فولاد بیشتر شود، استحکام فولاد کاهش می یابد. بنابراین، عملیات حرارتی برای کاهش استرس باید بر دو عنصر دما و زمان تسلط داشته باشد و هیچ کدام ضروری نیستند.

با این حال، در تنش داخلی جوش، تنش کششی و تنش فشاری همیشه همراه است و تنش و تغییر شکل الاستیک به طور همزمان وجود دارد. هنگامی که دمای فولاد افزایش می‌یابد، استحکام تسلیم کاهش می‌یابد و تغییر شکل الاستیک اولیه به تغییر شکل پلاستیک تبدیل می‌شود که آرامش تنش است.

هر چه دمای گرمایش بیشتر باشد، تنش داخلی کاملتر از بین می رود. با این حال، زمانی که درجه حرارت بیش از حد بالا باشد، سطح فولاد به شدت اکسید می شود. علاوه بر این، برای دمای PWHT فولاد کوئنچ شده و سکوریت شده، اصل نباید از دمای اولیه فولاد که معمولاً حدود 30 درجه پایین‌تر از دمای اولیه فولاد است، تجاوز کند، در غیر این صورت ماده خاموش شدن و از دست دادن خواهد داشت. اثر تعدیل، و استحکام و چقرمگی شکست کاهش می یابد. این نکته باید مورد توجه ویژه کارگران عملیات حرارتی قرار گیرد.

هر چه دمای عملیات حرارتی پس از جوش برای از بین بردن تنش داخلی بیشتر باشد، درجه نرم شدن فولاد بیشتر می شود. معمولاً تنش داخلی را می توان با حرارت دادن به دمای تبلور مجدد فولاد از بین برد. دمای تبلور مجدد ارتباط نزدیکی با دمای ذوب دارد. به طور کلی، دمای تبلور مجدد K = 0.4X دمای ذوب (K). هر چه دمای عملیات حرارتی به دمای تبلور مجدد نزدیکتر باشد، در از بین بردن تنش پسماند موثرتر است.

04 در نظر گرفتن تأثیر جامع PWHT

عملیات حرارتی پس از جوش کاملاً مفید نیست. به طور کلی، عملیات حرارتی پس از جوش برای کاهش تنش پسماند مفید است و تنها زمانی انجام می شود که الزامات سختی برای خوردگی تنشی وجود داشته باشد. با این حال، آزمایش چقرمگی ضربه نمونه‌ها نشان داد که عملیات حرارتی پس از جوش برای بهبود چقرمگی فلز رسوب‌شده و ناحیه متاثر از حرارت مناسب نیست و گاهی اوقات ممکن است ترک‌خوردگی بین دانه‌ای در محدوده درشت شدن دانه‌های تحت تأثیر حرارت رخ دهد. منطقه

علاوه بر این، PWHT به کاهش استحکام مواد در دماهای بالا برای از بین بردن استرس متکی است. بنابراین، در طول PWHT، ساختار ممکن است استحکام خود را از دست بدهد. برای سازه هایی که PWHT کلی یا جزئی را اتخاذ می کنند، ظرفیت پشتیبانی جوش در دماهای بالا باید قبل از عملیات حرارتی در نظر گرفته شود.

بنابراین، هنگام بررسی اینکه آیا عملیات حرارتی پس از جوش انجام شود، باید مزایا و معایب عملیات حرارتی را به طور جامع مقایسه کرد. از منظر عملکرد سازه، یک طرف وجود دارد که عملکرد را بهبود می بخشد و یک طرف که عملکرد را کاهش می دهد. یک قضاوت معقول باید بر اساس کار اساسی در نظر گرفتن همه جانبه هر دو جنبه انجام شود.