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壓力容器熱處理

壓力容器熱處理//壓力容器熱處理

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公　司：江陰市圣火熱處理有限公司

發(fā)布時(shí)間：2014年11月25日

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壓力容器的熱處理
壓力容器采用的熱處理方法有兩類(lèi)：一類(lèi)為改善機(jī)械性能的熱處理，一類(lèi)為焊后熱處理（PWHT）。
廣義地說(shuō)，焊后熱處理就是在工件焊完之后對(duì)焊接區(qū)域或焊接構(gòu)件進(jìn)行的熱處理。起內(nèi)容包括消除應(yīng)力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低溫消除應(yīng)力、析出熱處理等。狹義地說(shuō)，焊后熱處理僅指消除應(yīng)力退火，即為了改善焊接區(qū)的性能和消除焊接殘余應(yīng)力等有害影響，從而對(duì)焊接區(qū)及有關(guān)部位在金屬相變2溫度點(diǎn)以下均勻而有充分地加熱，然后又均勻冷卻的過(guò)程。許多情況下所討論的焊后熱處理實(shí)質(zhì)上就是焊后消除應(yīng)力熱處理。
一、焊后熱處理（簡(jiǎn)稱(chēng)PWHT）的目的
焊后熱處理的目的有：
1.松弛焊接參與應(yīng)力
2.穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，減少畸變。
3.改善母材、焊接區(qū)的性能，包括a.提高焊縫金屬的塑性。b.降低熱影響區(qū)硬度。c.提高斷裂韌性。d.改善疲勞強(qiáng)度。e.恢復(fù)或提高冷成型中降低的屈服強(qiáng)度。
4.提高抗應(yīng)力腐蝕的能力。
5.進(jìn)一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尤其是氫，防止延遲裂紋的發(fā)生。
二、PWHT必要性的判斷
壓力容器有無(wú)焊后熱處理的必要，在設(shè)計(jì)上應(yīng)加以明確規(guī)定，現(xiàn)行的壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)此有要求。
焊制的壓力容器，焊接區(qū)存在著較大的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的不利影響，在一定的條件下才表現(xiàn)出來(lái)。當(dāng)殘余應(yīng)力與焊縫中的氫相結(jié)合時(shí)，將促使熱影響區(qū)硬化，導(dǎo)致冷裂紋和延遲裂紋的產(chǎn)生。殘存在焊縫中的靜應(yīng)力或負(fù)載運(yùn)行中的動(dòng)載應(yīng)力與介質(zhì)的腐蝕作用相結(jié)合時(shí)，將有可能引起裂紋狀腐蝕，即所謂應(yīng)力腐蝕。焊接殘余應(yīng)力及由焊接引起的母材淬硬是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的重要因素。研究結(jié)果表明，變形和殘余應(yīng)力對(duì)金屬材料的主要影響，在于使金屬?gòu)木鶆蚋g轉(zhuǎn)變?yōu)榫植扛g，即轉(zhuǎn)變?yōu)榫чg或穿晶腐蝕。當(dāng)然，金屬的腐蝕破裂和晶間腐蝕均出現(xiàn)在對(duì)該種金屬具有一定特性的介質(zhì)中。
在殘余應(yīng)力存在的情況下，根據(jù)侵蝕性介質(zhì)的成分、濃度和溫度的不同，以及母材與焊接區(qū)的成分、組織、表面狀態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)等存在的差異而有所不同，從而，使腐蝕破壞的性質(zhì)可能改變。
焊接的壓力容器是否需要做焊后熱處理，應(yīng)從容器的用途、尺寸（特邊是壁板厚度），所用材料的性能以及工作條件等方面綜合考慮決定。有下列情況之一的，應(yīng)考慮焊后熱處理：
1.使用條件苛刻，如在低溫下工作有發(fā)生脆性斷裂危險(xiǎn)的厚壁容器，承受較大載荷和交變載荷的容器。
2.厚度超過(guò)一定限度的焊制壓力容器。包括鍋爐、石油化工壓力容器等有專(zhuān)門(mén)規(guī)程、規(guī)范的。
3.對(duì)尺寸穩(wěn)定性較高的壓力容器。
4.由淬硬傾向大的鋼材制造的容器。
5.有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂危險(xiǎn)的壓力容器。
6.其他有專(zhuān)門(mén)規(guī)程、規(guī)范以及圖樣予以規(guī)定的壓力容器。
在鋼制焊接壓力容器中，在靠近焊縫的區(qū)域內(nèi)形成達(dá)到屈服點(diǎn)的殘余應(yīng)力。這種應(yīng)力的產(chǎn)生與拌有奧氏體的組織轉(zhuǎn)變有關(guān)。許多研究者指出，為了消除焊后的殘余應(yīng)力，650度的回火對(duì)鋼制焊接壓力容器能產(chǎn)生良好的影響。同時(shí)認(rèn)為，如果在焊后不進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚褪冀K不能得到耐腐蝕的焊接接頭。
一般認(rèn)為，消除應(yīng)力熱處理屬于焊接工件被加熱到500-650度而后再緩慢冷卻的過(guò)程。應(yīng)力的降低起因于高溫下的蠕變，在碳鋼中從450度開(kāi)始出現(xiàn)；在含鉬的鋼中，從550度開(kāi)始出現(xiàn)。溫度越高，應(yīng)力越易于消除。但是一旦超過(guò)鋼材的原始回火溫度，鋼的強(qiáng)度便要降低。所以消除應(yīng)力的熱處理一定要掌握好溫度和時(shí)間兩個(gè)要素，缺一不可。

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