โปรดทราบว่าการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมอาจไม่มีประโยชน์ทั้งหมด

01 การเลือกวิธีการอบชุบด้วยความร้อน

ผลของการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมต่อความต้านทานแรงดึงและขีดจำกัดการคืบของโลหะมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิและระยะเวลาการยึดเกาะของการบำบัดความร้อน ผลของการให้ความร้อนหลังการเชื่อมต่อความเหนียวกระแทกของโลหะเชื่อมจะแตกต่างกันไปตามเหล็กประเภทต่างๆ การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมโดยทั่วไปจะใช้การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงเพียงครั้งเดียวหรือการทำให้เป็นมาตรฐานบวกกับการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง การทำให้เป็นมาตรฐานและการอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงใช้สำหรับการเชื่อมแก๊ส เนื่องจากเม็ดของรอยเชื่อมแก๊สและโซนที่ได้รับความร้อนนั้นหยาบและจำเป็นต้องได้รับการขัดเกลา ดังนั้นจึงใช้การบำบัดแบบนอร์มัลไลซ์ อย่างไรก็ตาม การทำให้เป็นมาตรฐานครั้งเดียวไม่สามารถขจัดความเครียดที่ตกค้างได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงเพื่อขจัดความเครียด การแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิปานกลางเดี่ยวเหมาะสำหรับการเชื่อมประกอบภาชนะเหล็กคาร์บอนต่ำธรรมดาขนาดใหญ่ที่ประกอบที่ไซต์งานเท่านั้น และมีวัตถุประสงค์เพื่อให้บรรลุการกำจัดความเค้นตกค้างและการดีไฮโดรจีเนชันบางส่วน ในกรณีส่วนใหญ่ จะใช้การแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิสูงเพียงครั้งเดียว การทำความร้อนและความเย็นไม่ควรเร็วเกินไป และผนังด้านในและด้านนอกควรสม่ำเสมอ

02 วิธีบำบัดความร้อนที่ใช้ในภาชนะรับความดัน

มีวิธีการรักษาความร้อนสองวิธีที่ใช้ในภาชนะรับความดัน: วิธีแรกคือการบำบัดความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล อีกวิธีหนึ่งคือการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) ในความหมายกว้างๆ การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมคือการอบชุบความร้อนของพื้นที่เชื่อมหรือส่วนประกอบที่เป็นรอยหลังจากเชื่อมชิ้นงานแล้ว เนื้อหาเฉพาะ ได้แก่ การหลอมบรรเทาความเครียด การหลอมแบบเต็ม สารละลาย การทำให้เป็นมาตรฐาน การทำให้เป็นมาตรฐานและการแบ่งเบาบรรเทา การแบ่งเบาบรรเทา การบรรเทาความเครียดที่อุณหภูมิต่ำ การบำบัดความร้อนด้วยการตกตะกอน ฯลฯ ในความหมายที่แคบ การบำบัดด้วยความร้อนหลังการเชื่อมหมายถึงการหลอมบรรเทาความเครียดเท่านั้น นั่นคือเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของพื้นที่การเชื่อมและกำจัดผลกระทบที่เป็นอันตราย เช่น ความเค้นตกค้างในการเชื่อม พื้นที่การเชื่อมและชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องจะได้รับความร้อนสม่ำเสมอและเต็มที่ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงเฟสโลหะจุดที่ 2 จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างสม่ำเสมอ ในหลายกรณี การรักษาความร้อนหลังการเชื่อมที่กล่าวถึงคือการบำบัดความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดหลังการเชื่อมเป็นหลัก

03วัตถุประสงค์ของการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม

1. ผ่อนคลายความเค้นตกค้างในการเชื่อม
2. ปรับรูปทรงและขนาดของโครงสร้างให้คงที่ และลดการบิดเบี้ยว
3. ปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุหลักและรอยเชื่อม ได้แก่: ปรับปรุงความเป็นพลาสติกของโลหะเชื่อม ข. ลดความแข็งของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ค. ปรับปรุงความเหนียวแตกหัก ง. ปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้า จ. ฟื้นฟูหรือปรับปรุงความแข็งแรงของผลผลิตที่ลดลงระหว่างการขึ้นรูปเย็น
4. ปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนของความเค้น
5. ปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายออกไปในโลหะเชื่อม โดยเฉพาะไฮโดรเจน เพื่อป้องกันการเกิดรอยแตกร้าวล่าช้า

04การพิจารณาความจำเป็นของ กปภ

ควรระบุอย่างชัดเจนในการออกแบบว่าภาชนะรับความดันต้องการการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมหรือไม่ และข้อกำหนดการออกแบบภาชนะรับความดันในปัจจุบันก็มีข้อกำหนดในเรื่องนี้
สำหรับภาชนะรับความดันแบบเชื่อม จะมีความเค้นตกค้างมากในพื้นที่การเชื่อม และผลกระทบด้านลบของความเค้นตกค้าง ปรากฏภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น เมื่อความเค้นตกค้างรวมตัวกับไฮโดรเจนในแนวเชื่อม จะทำให้เกิดการแข็งตัวของบริเวณที่ได้รับความร้อน ส่งผลให้เกิดรอยแตกเย็นและรอยแตกร้าวล่าช้า
เมื่อความเค้นสถิตที่เหลืออยู่ในแนวเชื่อมหรือความเค้นแบบไดนามิกระหว่างการทำงานของโหลดรวมกับผลการกัดกร่อนของตัวกลาง อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของรอยแตกร้าว ซึ่งเรียกว่าการกัดกร่อนของความเค้น ความเค้นตกค้างจากการเชื่อมและการแข็งตัวของวัสดุฐานที่เกิดจากการเชื่อมเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างรอยแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น

อุปกรณ์เชื่อม Xinfa มีลักษณะคุณภาพสูงและราคาต่ำ สำหรับรายละเอียด กรุณาเยี่ยมชม:ผู้ผลิตงานเชื่อมและตัด - โรงงานและซัพพลายเออร์งานเชื่อมและตัดของจีน (xinfatools.com)

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าผลกระทบหลักของการเสียรูปและความเค้นตกค้างต่อวัสดุโลหะคือการเปลี่ยนโลหะจากการกัดกร่อนสม่ำเสมอไปเป็นการกัดกร่อนเฉพาะที่ กล่าวคือ การกัดกร่อนตามขอบเกรนหรือตามขอบเกรน แน่นอนว่าการแตกร้าวของการกัดกร่อนของโลหะและการกัดกร่อนตามขอบเกรนนั้นเกิดขึ้นในตัวกลางที่มีลักษณะบางอย่างของโลหะ ในการปรากฏตัวของความเค้นตกค้าง ลักษณะของความเสียหายจากการกัดกร่อนอาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ความเข้มข้น และอุณหภูมิของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่นเดียวกับความแตกต่างในองค์ประกอบ โครงสร้าง สถานะพื้นผิว สถานะความเค้น ฯลฯ ของวัสดุฐาน และโซนเชื่อม

ภาชนะรับความดันที่เชื่อมจำเป็นต้องได้รับการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมหรือไม่ ควรพิจารณาโดยการพิจารณาวัตถุประสงค์ ขนาด (โดยเฉพาะความหนาของผนัง) ประสิทธิภาพของวัสดุที่ใช้ และสภาพการทำงานของภาชนะอย่างครอบคลุม ควรพิจารณาการให้ความร้อนหลังการเชื่อมในสถานการณ์ใดๆ ต่อไปนี้:

1. สภาพการทำงานที่รุนแรง เช่น ภาชนะที่มีผนังหนาซึ่งเสี่ยงต่อการแตกหักเปราะที่อุณหภูมิต่ำ และภาชนะที่รับน้ำหนักมากและโหลดสลับกัน

2. ภาชนะรับความดันแบบเชื่อมที่มีความหนาเกินขีดจำกัดที่กำหนด รวมถึงหม้อต้มน้ำ ภาชนะรับแรงดันปิโตรเคมี ฯลฯ ซึ่งมีข้อกำหนดและข้อกำหนดพิเศษ

3. ภาชนะรับความดันที่มีความคงตัวของมิติสูง

4. ภาชนะที่ทำจากเหล็กมีแนวโน้มแข็งตัวสูง

5. ภาชนะรับแรงดันที่มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนจากความเค้นแตกร้าว

6. ภาชนะรับความดันอื่น ๆ ที่ระบุโดยข้อบังคับ ข้อกำหนด และแบบพิเศษ

ในภาชนะรับแรงดันที่เชื่อมด้วยเหล็ก ความเค้นตกค้างที่ไปถึงจุดครากจะเกิดขึ้นในบริเวณใกล้กับแนวเชื่อม การสร้างความเครียดนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ผสมกับออสเทนไนต์ นักวิจัยหลายคนชี้ให้เห็นว่าเพื่อขจัดความเค้นตกค้างหลังการเชื่อม การอบคืนตัวที่ 650 องศาอาจส่งผลดีต่อภาชนะรับแรงดันที่เชื่อมด้วยเหล็ก

ในเวลาเดียวกัน เชื่อกันว่าหากไม่ดำเนินการให้ความร้อนอย่างเหมาะสมหลังการเชื่อม จะไม่มีทางได้รอยเชื่อมที่ทนต่อการกัดกร่อน

เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าการอบชุบด้วยความร้อนแบบบรรเทาความเครียดเป็นกระบวนการที่ชิ้นงานที่เชื่อมได้รับความร้อนถึง 500-650 องศา แล้วจึงทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ความเครียดที่ลดลงเกิดจากการคืบคลานที่อุณหภูมิสูง โดยเริ่มจาก 450 องศาในเหล็กกล้าคาร์บอน และ 550 องศาในเหล็กที่มีโมลิบดีนัม

ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด การขจัดความเครียดก็จะยิ่งง่ายขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิการอบคืนตัวของเหล็กเกินอุณหภูมิเดิม ความแข็งแรงของเหล็กจะลดลง ดังนั้น การบำบัดด้วยความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดจะต้องเชี่ยวชาญสององค์ประกอบของอุณหภูมิและเวลา และทั้งสององค์ประกอบก็เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้

อย่างไรก็ตาม ในความเค้นภายในของการเชื่อม ความเครียดแรงดึงและความเค้นอัดมักจะมาพร้อมกับความเค้นและการเสียรูปยืดหยุ่นในเวลาเดียวกัน เมื่ออุณหภูมิของเหล็กเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของผลผลิตจะลดลง และการเสียรูปแบบยืดหยุ่นเดิมจะกลายเป็นการเสียรูปแบบพลาสติก ซึ่งเป็นการผ่อนคลายความเครียด

ยิ่งอุณหภูมิความร้อนสูงขึ้นเท่าใด ความเค้นภายในก็จะหมดไปอย่างสมบูรณ์มากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตามเมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป พื้นผิวเหล็กจะถูกออกซิไดซ์อย่างรุนแรง นอกจากนี้ สำหรับอุณหภูมิ PWHT ของเหล็กชุบแข็งและเหล็กนิรภัย หลักการไม่ควรเกินอุณหภูมิการอบคืนตัวเดิมของเหล็ก ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่าอุณหภูมิการอบคืนตัวเดิมของเหล็กประมาณ 30 องศา มิฉะนั้น วัสดุจะสูญเสียการดับและ ผลการแบ่งเบาบรรเทาและความแข็งแรงและความเหนียวแตกหักจะลดลง จุดนี้ควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษกับผู้ปฏิบัติงานด้านการบำบัดความร้อน

ยิ่งอุณหภูมิการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมสูงขึ้นเพื่อขจัดความเครียดภายใน ระดับความอ่อนตัวของเหล็กก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โดยปกติแล้ว ความเค้นภายในสามารถกำจัดได้โดยการให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของเหล็ก อุณหภูมิการตกผลึกซ้ำมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิหลอมเหลว โดยทั่วไป อุณหภูมิการตกผลึกซ้ำ K=0.4X อุณหภูมิหลอมเหลว (K) ยิ่งอุณหภูมิการอบชุบด้วยความร้อนใกล้กับอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำมากเท่าใด การขจัดความเค้นตกค้างก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น

04 การพิจารณาผลกระทบที่ครอบคลุมของ กปภ

การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมไม่ได้เป็นประโยชน์อย่างยิ่ง โดยทั่วไปแล้ว การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมจะช่วยบรรเทาความเครียดที่ตกค้าง และจะดำเนินการเมื่อมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการกัดกร่อนจากความเค้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การทดสอบความเหนียวของการกระแทกของชิ้นงานแสดงให้เห็นว่าการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมไม่เอื้อต่อการปรับปรุงความเหนียวของโลหะที่สะสมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน และบางครั้งการแตกร้าวตามขอบเกรนอาจเกิดขึ้นภายในช่วงเกรนหยาบของส่วนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน โซน.

นอกจากนี้ PWHT ยังอาศัยการลดความแข็งแรงของวัสดุที่อุณหภูมิสูงเพื่อขจัดความเครียด ดังนั้นในระหว่าง PWHT โครงสร้างอาจสูญเสียความแข็งแกร่ง สำหรับโครงสร้างที่ใช้ PWHT โดยรวมหรือบางส่วน จะต้องพิจารณาความสามารถในการรองรับของการเชื่อมที่อุณหภูมิสูงก่อนการอบชุบด้วยความร้อน

ดังนั้นเมื่อพิจารณาว่าจะดำเนินการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมหรือไม่ ควรเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของการบำบัดความร้อนอย่างครอบคลุม จากมุมมองของประสิทธิภาพของโครงสร้าง มีด้านหนึ่งที่ปรับปรุงประสิทธิภาพและด้านที่ลดประสิทธิภาพ ควรใช้วิจารณญาณที่สมเหตุสมผลโดยพิจารณาจากงานพื้นฐานทั้งสองอย่างอย่างรอบด้าน