文档介绍：管道焊接热处理工艺
[摘要] 金属工件在冷热加工过程中都会产生残余应力,残余应力值高者在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度、降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂,由于残余应力的松弛,使零件产生变形,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除工件的残余应力就十分必要,由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视。工业工程的碳素钢及合金钢管道工程焊后热处理工艺在热处理技术规程中已有了较为完善的说明,但有关实际操作中的资料较少,本文主要介绍了在工业工程施工中管道焊后热处理及由于热处理不正确出现的缺陷,以及在实际操作中怎样避免这些缺陷。
[关键词]焊前预热;焊后处理;热处理工艺;热处理缺陷;
中图分类号: 文献标识码: A
0 引言
随着机组向越来越大容量的发展,合金钢大量应用,对焊接热处理的要求越来越高,越来越严格。焊件经不正确的焊后热处理,会产生各种缺陷,有些缺陷可以经过重新热处理予以纠正,但有些缺陷却无法补救而造成废品。
1 焊前预热
重要构件的焊接、合金钢的焊接及厚部件的焊接,都要求在焊前必须预热。焊前对焊件整体或焊接区域局部进行加热的工艺手段称为预热。对于焊接强度级别较高、有淬硬倾向的钢材、导热性能特别良好的材料、厚度较大的焊件,以及当焊接区域周围环境温度太低时,焊前往往需要对焊件进行预热。
有利于焊缝金属中扩散氢的逸出,避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度,提高了焊接接头的抗裂性。
均匀地局部预热或整体预热,可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差(也称为温度梯度)。这样,一方面降低了焊接应力,另一方面,降低了焊接应变速率,有利于避免产生焊接裂纹。
对降低角接接头的拘束度尤为明显,随着预热温度的提高,裂纹发生率下降。预热温度和层间温度(注:对焊件进行多层多道焊时,当焊接后道焊逢时,前道焊缝的最低温度,称为层间温度。对于要求预热焊接的材料,当需要进行多层焊时,其层间温度应等于或略高于预热温度,如层间温度低于预热温度,应重新进行预热。焊接奥低体不锈钢时,为保持焊接接头有较高的耐蚀性,需要有较快的冷却速度,因此此时需要控制较低的层间温度,即在前道焊缝冷却到较低温度时,再进行后道焊缝的焊接。) 预热温度和层间温度的选择的选择不仅与钢材和焊条的化学成分有关,还与焊接结构的刚性、焊接方法、环境温度等有关,应综合考虑这些因素后确定。另外,预热温度在钢材板厚方向的均匀性和在焊缝区域的均匀性,对降低焊接应力有着重要的影响。局部预热的宽度,应根据被焊工件的拘束度情况而定,一般应为焊缝区周围各三倍壁厚,且不得少于150-200毫米。如果预热不均匀,不但不减少焊接应力,反而会出现增大焊接应力的情况。
2 管道焊后热处理
在冷热加工过程中都会产生残余应力,焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布,焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的,所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。消除残余应力的最通用的方法是高温回火,即将焊件加热到一定温度和保温一定时间,利用材料在高温下屈服极限的降低,使内应力高的地方产生塑性流动,弹性变形逐渐减少