آیا عملیات حرارتی همیشه مفید است؟ این مقاله جواب را به شما می گوید

در حین ساخت و ساز جوشکاری ، تولید تنش باقیمانده جوش به دلیل توزیع دما ناهموار جوش های ناشی از جوشکاری ، انبساط حرارتی و انقباض فلز جوش و غیره غیرقابل اجتناب است. رایج ترین روش برای از بین بردن استرس باقیمانده ، افزایش درجه حرارت بالا است ، یعنی قرار دادن جوشکاری در یک جوشکاریعملیات حرارتی کوره ، گرم کردن آن به دمای خاص و گرم نگه داشتن آن برای مدت معینی. با ویژگی های کاهش عملکرد کاهش یافته مواد در دمای بالا ، جریان پلاستیک در قسمت هایی با استرس داخلی بالا رخ می دهد ، باعث کاهش تغییر شکل الاستیک و افزایش تغییر شکل پلاستیک می شود و از این طریق استرس را کاهش می دهد.

 

 

1. روشهای مختلف عملیات حرارتی وجود دارد که هر کدام سناریوهای قابل اجرا دارند

 

تأثیر عملیات حرارتی پس از جوش بر استحکام کششی و حد خزش فلزات مربوط به دما و زمان عایق عملیات حرارتی است. تأثیر آن بر سختی ضربه فلز جوش بسته به نوع فولاد متفاوت است. عملیات حرارتی پس از جوش به طور کلی تک درجه حرارت با درجه حرارت بالا یا عادی سازی به علاوه درجه حرارت با درجه حرارت بالا را انتخاب می کند. به عنوان مثال ، برای اتصالات جوشکاری گاز ، به دلیل دانه های درشت در جوش و منطقه تحت تأثیر گرما ، دانه ها باید تصفیه شوند ، بنابراین نرمال کردن به علاوه از عملیات حرارتی درجه حرارت بالا استفاده می شود. از این گذشته ، عادی سازی به تنهایی نمی تواند استرس باقیمانده را از بین ببرد ، بنابراین به درجه حرارت بالا نیاز است. درجه حرارت تک درجه متوسط ​​فقط برای جوشکاری مونتاژ ظروف بزرگ فولادی کم کربن معمولی که در محل مونتاژ شده است ، مناسب است تا بخشی از استرس باقیمانده و کم آبی بدن را از بین ببرد. در بیشتر موارد ، درجه حرارت با درجه حرارت بالا انتخاب می شود و گرمایش و خنک کننده عملیات حرارتی نباید خیلی سریع باشد و دیوارهای داخلی و بیرونی باید تا حد امکان یکنواخت باشد.

 

روشهای عملیات حرارتی مورد استفاده برای عروق فشار به دو دسته تقسیم می شوند: یکی عملیات حرارتی برای بهبود خصوصیات مکانیکی و دیگری عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT). به تعبیری گسترده ، عملیات حرارتی پس از جوش ، عملیات حرارتی ناحیه جوش یا اجزای جوش داده شده پس از جوشکاری قطعه کار است. به طور خاص ، بازپرداخت استرس ، بازپرداخت کامل ، محلول جامد ، عادی سازی ، عادی سازی و درجه حرارت ، درجه حرارت ، تسکین استرس با دمای پایین ، عملیات حرارتی بارش و غیره وجود دارد. به معنای باریک ، عملیات حرارتی پس از جوش فقط به بازپخت تسکین استرس اشاره دارد ، که به منظور بهبود عملکرد ناحیه جوش و از بین بردن اثرات مضر مانند جوشکاری استرس باقیمانده است. ناحیه جوشکاری و قطعات مرتبط به طور یکنواخت و کاملاً گرم در زیر نقطه تغییر فاز فلزی گرم می شوند و سپس به طور یکنواخت خنک می شوند. در بسیاری از موارد ، عملیات حرارتی پس از جوش مورد بحث ، عملیات حرارتی تسکین استرس پس از جوش است.

 

2. هدف از عملیات حرارتی پس از جوش روشن است ، و نقش گسترده است

 

اهداف اصلی عملیات حرارتی پس از جوش عبارتند از: اول ، استرس باقیمانده جوشکاری را آرام کنید. دوم ، شکل و اندازه ساختار را تثبیت کرده و اعوجاج را کاهش دهید. سوم ، عملکرد مواد والدین و اتصالات جوش داده شده ، مانند بهبود انعطاف پذیری فلز جوش ، کاهش سختی منطقه تحت تأثیر گرما ، بهبود سختی شکستگی و استحکام خستگی را بهبود بخشید و قدرت عملکرد را در شکل گیری سرما کاهش داد. چهارم ، توانایی مقاومت در برابر خوردگی استرس را بهبود بخشید. پنجم ، گازهای مضر (به ویژه هیدروژن) را در فلز جوش آزاد کنید تا از بروز ترک های تاخیری جلوگیری شود.

 

این که آیا کشتی های فشار به عملیات حرارتی پس از جوش احتیاج دارند باید در طراحی مشخص شود و مشخصات فعلی طراحی کشتی فشار نیز دارای الزامات است. برای کشتی های فشار جوش داده شده ، استرس باقیمانده زیادی در ناحیه جوش وجود دارد و عوارض جانبی آن فقط در شرایط خاصی ظاهر می شود. هنگامی که استرس باقیمانده با هیدروژن موجود در جوش ترکیب می شود ، باعث سخت شدن منطقه تحت تأثیر گرما می شود و باعث ترک های سرد و ترک های تاخیری می شود. استرس استاتیک باقی مانده در جوش یا استرس پویا در عملکرد بار ، همراه با خوردگی محیط ، ممکن است باعث خوردگی استرس شود. جوشکاری استرس باقیمانده و سخت شدن مواد والدین عوامل مهمی در تولید ترک خوردگی استرس است که باعث می شود فلز از خوردگی یکنواخت به خوردگی محلی تغییر کند.

 

برای تعیین اینکه آیا یک رگ فشار به عملیات حرارتی پس از جوش احتیاج دارد ، لازم است که به طور جامع هدف از ظرف ، اندازه (به ویژه ضخامت دیواره) ، عملکرد مواد مورد استفاده و شرایط کار را در نظر بگیرید. هنگامی که این موقعیت ها وجود داشته باشد ، باید در نظر بگیریم: ظروف دیواره ضخیم با شرایط استفاده سخت ، ظروف دارای بارهای بزرگ و بارهای متناوب. کشتی های فشار جوش داده شده با ضخامت بیش از حد خاص (از جمله دیگهای بخار ، کشتی های فشار پتروشیمی و غیره ، که دارای مقررات و مشخصات خاصی هستند). رگهای فشار با الزامات پایداری ابعادی بالا. ظروف ساخته شده از فولاد با تمایل زیاد به سخت شدن. رگهای فشار با خطرات ترک خوردگی در برابر خوردگی استرس. سایر کشتی های فشار با مقررات ، مشخصات و نقشه های ویژه. مطالعات نشان داده اند که درجه حرارت 650 درجه تأثیر خوبی در از بین بردن استرس باقیمانده در کشتی های فشار جوش داده شده از فولاد دارد. اگر عملیات حرارتی مناسب پس از جوشکاری انجام نشود ، به دست آوردن اتصالات جوش داده شده مقاوم در برابر خوردگی دشوار است. به طور کلی ، عملیات حرارتی تسکین استرس شامل گرم کردن قطعه کار جوش داده شده به 500-650 درجه و سپس خنک کردن آن به آرامی است. کاهش استرس به دلیل خزش در دمای بالا است. فولاد کربن در 450 درجه ظاهر می شود و فولاد حاوی مولیبدن در 550 درجه ظاهر می شود. هرچه درجه حرارت بالاتر باشد ، از بین بردن استرس آسان تر است ، اما اگر از دمای درجه حرارت اصلی فولاد فراتر رود ، استحکام فولاد کاهش می یابد ، بنابراین باید دما و زمان کنترل شود. علاوه بر این ، برای دمای PWHT از فولاد خاموش و معتدل ، اصل این نیست که از دمای درجه حرارت اصلی فولاد فراتر رود ، که به طور کلی حدود 30 درجه پایین تر از دمای درجه حرارت اصلی است. در غیر این صورت ، اثر خاموش و معتدل از بین می رود و استحکام و سختی شکستگی کاهش می یابد.

 

3. عملیات حرارتی هم از مزایا و هم معایب برخوردار است و مورد توجه جامع لازم است

 

عملیات حرارتی پس از جوش مفید نیست. به طور کلی ، تسکین استرس باقیمانده مفید است و در صورت وجود نیازهای سختگیرانه برای خوردگی استرس انجام می شود ، اما آزمایش تالم تأثیر آن از نمونه نشان می دهد که برای بهبود چقرمگی فلز رسوب شده و منطقه تحت تأثیر گرما از جوش ، و گاهی اوقات ممکن است باعث ترک خوردگی درون غلیظ در منطقه شستشوی غلات شود. علاوه بر این ، PWHT برای از بین بردن استرس به کاهش استحکام مواد در دمای بالا متکی است و ساختار ممکن است استحکام را از دست بدهد. بنابراین ، برای ساختاری که PWHT کلی یا جزئی را اتخاذ می کند ، ظرفیت پشتیبانی جوش در دمای بالا باید قبل از عملیات حرارتی در نظر گرفته شود.

 

بنابراین ، هنگام در نظر گرفتن اینکه آیا درمان حرارتی پس از جوش را انجام دهید ، لازم است که به طور جامع مزایا و معایب را مقایسه کنیم. از منظر عملکرد ساختاری ، هم عملکرد بهبود یافته و هم عملکرد کاهش یافته وجود دارد. لازم است بر اساس ملاحظات جامع ، یک قضاوت معقول را انجام دهیم تا عملیات حرارتی بتواند نقش علمی تر و مؤثرتری در تضمین کیفیت جوشکاری و بهبود عملکرد کشتی فشار داشته باشد.