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壓力容器設計中的熱處理問(wèn)題分析

  • 發(fā)布時(shí)間: 2022-12-23

 

  熱處理的種類(lèi)很多,分類(lèi)方法亦各不相同。壓力容器行業(yè)習慣依據其目的的不同,將常用的熱處理方法分為四大類(lèi),即焊后熱處理、恢復力學(xué)性能熱處理、改善力學(xué)性能熱處理及消氫熱處理。
  在壓力容器行業(yè)中,通常所說(shuō)的焊后熱處理是指為改善焊接接頭的組織和性能,消除焊接殘余應力等影響,將焊接接頭及其鄰近局部在金屬相變點(diǎn)以下均勻加熱到足夠高的溫度,并保持時(shí)間,然后緩慢冷卻的過(guò)程,稱(chēng)為“消除應力退火”或“消除應力熱處理”。在壓力容器技術(shù)文件和標準中的焊后熱處理,主要指“消除應力熱處理。”消除應力熱處理可以松弛焊接殘余應力,軟化淬硬區,改變組織形態(tài),減少含氫量,尤其是提高某些鋼種的沖擊韌性,改善力學(xué)性能。
  在壓力容器設計中,應科學(xué)設定設備是否需要進(jìn)行焊后熱處理。因容器的焊后熱處理需要大型熱處理裝備,消耗大量能源,應綜合考慮容器的安全性與經(jīng)濟性。目前,人們雖然已認識到過(guò)大的焊接應力會(huì )對容器的安全產(chǎn)生危害,但由于多種因素交互影響的復雜性,尚難判斷將焊接應力限制在什么水平下是適宜的。
  因此,國內外標準只能通過(guò)材質(zhì)、厚度、預熱溫度以及運行條件等因素,來(lái)判定壓力容器是否需要進(jìn)行焊后熱處理。
  需進(jìn)行焊后熱處理的“通用條件”:焊接應力的大小一般與如下三個(gè)方面因素有關(guān):(1)材質(zhì):隨著(zhù)鋼材強度級別的提高及合金含量的增加,其焊接性能變差,在相同的焊接工藝條件下易產(chǎn)生焊接缺陷;(2)鋼材厚度:鋼材厚度越大,則意味著(zhù)焊縫越深,焊縫冷卻后收縮的傾向越強,且剛性增大,抵抗局部收縮變形的能力越強,從而產(chǎn)生了較大的焊接殘余應力;(3)預熱溫度:焊前預熱可減緩焊縫部位與其他部位的溫度梯度,能減緩高峰值焊接應力的產(chǎn)生?;谝陨先c(diǎn),GB150等標準依據各種材質(zhì)、厚度以及預熱溫度設定壓力容器需進(jìn)行焊后熱處理的條件。

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