壓力容器的熱處理的工作專業(yè)技術(shù)難點(diǎn)
發(fā)布日期：2022-02-14 來源：admin
焊接后熱處理；
①焊后熱處理
通過降低高溫下金屬的屈服強(qiáng)度，使內(nèi)應(yīng)力較高的部位產(chǎn)生塑性流動，從而達(dá)到消除或降低焊接殘余應(yīng)力的目的，屬于去應(yīng)力處理。用碳素鋼和低合金鋼制成的壓力容器，將其緩慢加熱至500~650℃，保溫一段時間，然后用爐子均勻冷卻。焊接后熱處理的作用主要有：消除或降低焊接殘余應(yīng)力和冷凝硬化，提高接頭的抗脆斷能力；改善焊頭的塑性和韌性，提高抗應(yīng)力腐蝕能力；穩(wěn)定焊接件的形狀，避免或減少焊后機(jī)加工及使用時的變形；促進(jìn)氫向外擴(kuò)散。對于要求較高安全性能的壓力容器，焊后熱處理可提高其安全性。有時候，焊后熱處理可以與消氫法、還原法和改進(jìn)的熱處理結(jié)合使用。
②脫氧處理
焊接后立即對焊件進(jìn)行高溫加熱，提高氫在鋼中的擴(kuò)散系數(shù)，使焊縫金屬中過飽和氫原子加速擴(kuò)散，從而減小了焊接延遲裂紋發(fā)生的可能性。保溫溫度一般為200~350℃，保溫時間一般不少于0.5小時。需除氫處理的容器，如焊后立即進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理，可不作焊后消氫處理，但保溫期應(yīng)控制在16~24h。并非所有金屬材料的焊接都會出現(xiàn)延遲裂紋。延時裂紋的產(chǎn)生與材料的強(qiáng)度等級和化學(xué)成分有關(guān)，這種現(xiàn)象可能是由于強(qiáng)度等級較高的低合金鋼所致。通常情況下，需要進(jìn)行消氫處理的壓力容器需要進(jìn)行焊后熱處理，而焊后熱處理設(shè)備則不必消氫。
修復(fù)或改進(jìn)熱處理性能
1.中溫成形和冷成形后的恢復(fù)性能熱處理
冷軋和中溫成形受壓構(gòu)件變形量大時，會產(chǎn)生加工硬化，使鋼結(jié)構(gòu)的塑性、韌度下降，同時會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。冷成型和中溫成型受壓元件的能量回收應(yīng)在必要時進(jìn)行，以恢復(fù)鋼材的性能，消除或降低加工應(yīng)力。在生產(chǎn)受壓元件時，采用的是碳索鋼和低合金鋼，其強(qiáng)度相當(dāng)于去應(yīng)力或再結(jié)晶。根據(jù)需要，可將恢復(fù)能度與焊后能度合并進(jìn)行。
2.熱處理后性能的恢復(fù)
熱處理可以改變鋼材供應(yīng)狀態(tài)，熱處理后的受壓元件可以按設(shè)計要求的鋼材使用狀態(tài)進(jìn)行必要的焊接。在熱軋狀態(tài)使用的鋼中，熱加工后的受壓元件一般可以不重新進(jìn)行加熱；在正火狀態(tài)使用的鋼中，熱加工后的受熱溫度一般可以不重新進(jìn)行加熱；在正火狀態(tài)使用的鋼中，熱加工后的受熱溫度一般不重新進(jìn)行加熱；在正火狀態(tài)使用的鋼中，熱加工后的受熱溫度一般不重新進(jìn)行加熱；在正火狀態(tài)使用的鋼中，熱加工后的受熱溫度一般不重新進(jìn)行加熱；在正火狀態(tài)使用的鋼中，熱加工后的受熱溫度一般不重新進(jìn)行加熱；在正火狀態(tài)使用的鋼中，熱加工后的受熱溫度一般不重新進(jìn)行加熱；在電渣焊后的受熱組織中，應(yīng)該進(jìn)行正火處理，以便恢復(fù)機(jī)械性能，消除應(yīng)力。
正火和退火之間的區(qū)別是正火冷卻得快。
3.固溶作用
用1010~1120℃對奧氏體不銹鋼進(jìn)行固溶處理，通過適當(dāng)?shù)谋刈饔?，使碳化物限度地溶于奧氏體基體中，然后迅速冷卻至室溫，使碳化物來不及析出，呈過飽和狀態(tài)固溶于基體中，從而得到單相奧氏體組織的一種熱處理方法。一般情況下，奧氏體不銹鋼是固溶狀態(tài)。固溶處理在壓力容器中可以起到如下作用：對于非超低碳奧氏體不銹鋼，固溶處理是防止晶間腐蝕的重要手段；對于熱成形后的受壓元件，可采用固溶處理來達(dá)到恢復(fù)原性能的目的；對于冷成型或使用工況改變了其奧氏體組織狀態(tài)的不銹鋼，可根據(jù)實際情況進(jìn)行固溶處理，以恢復(fù)原性能。舉例來說，奧氏體不銹鋼的冷成形受壓元件在設(shè)計溫度達(dá)到敏化溫度范圍，且加工變形速率超過一定限度時，應(yīng)進(jìn)行成形后熱處理。深冷條件下奧氏體不銹鋼受壓元件可采用冷成型后進(jìn)行固溶處理，以恢復(fù)其低溫韌性。
4.穩(wěn)定加工
穩(wěn)定處理是將含有穩(wěn)定元素(Ti或Nb)的奧氏體不銹鋼加熱至850~930℃的高溫，經(jīng)過充分保溫，使已加入到鋼中的穩(wěn)定元素等較充分地從基體中析出，并以TiC、NbC等碳化物的形式在晶界上沉淀，使穩(wěn)定元素充分發(fā)揮作用的一種熱處理方法。穩(wěn)定處理僅適用于在晶間腐蝕環(huán)境中使用含有穩(wěn)定元素(Ti或Nb)的奧氏體不銹鋼。
5.調(diào)質(zhì)劑(調(diào)質(zhì)和高溫回火)
因此，低合金鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。一般情況下，如高壓緊固件，40MnB、35CrMoA等合金鋼通過調(diào)質(zhì)處理，可以達(dá)到所需的機(jī)械性能。
6.中期退火
為了消除工具形變的強(qiáng)化效應(yīng)，改善塑性，便于后續(xù)工序的實施和工序間退火。如果在非應(yīng)力腐蝕環(huán)境中，換熱管和管板采用強(qiáng)度脹接連接方式，則可采用管端局部退火處理來降低換熱管硬度，以滿足換熱管材料硬度低于管板材料硬度的脹接工藝要求。
差異
正火(加回火)、淬火(加固火)、固溶(穩(wěn)定化處理)等工藝的共同特點(diǎn)是在高溫適當(dāng)保溫條件下迅速冷卻，而對于密閉空間內(nèi)的壓力容器產(chǎn)品，則很難做到這一點(diǎn)，而其它冷卻速度較平緩的熱處理工藝則可在壓力容器產(chǎn)品中實現(xiàn)。為了對壓力容器制造過程中的兩類熱處理(原料、零件、產(chǎn)品)分別進(jìn)行明確的熱處理，應(yīng)避免錯誤的對原材料或零件進(jìn)行熱處理，并對壓力容器進(jìn)行整體熱處理。在某些壓力容器制造過程中，熱處理難題可以通過改變材料選擇方案，更新結(jié)構(gòu)設(shè)計，調(diào)整加工工藝，更換模具設(shè)備來解決。
