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谈热处理关于热处理对压力容器意义性研究论文致谢范文范文参考
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谈热处理关于热处理对压力容器意义性研究论文致谢范文

论文导读:头的组织和性能  进行焊接接头的时候有可能产生气孔、夹渣、未焊透、咬边、裂纹等缺陷,同时,焊接热影响区往往形成粗大晶粒区而使其强度或塑性下降。通过热处理可以使焊缝金属与母材金属更好地融合(往往焊接用材与母材的钢号不一致,通过加热扩散,更好地结合)。  (2)消除焊接施工时产生的残余应力,提高焊缝质量应力腐蚀是

  【摘 要】描述压力容器热处理,专注于焊后热处理的目的和效果,和奥氏体不锈钢焊后热处理的分类进行了分析,讨论了焊后热处理应注意事项。

  【关键词】 压力容器;热处理;预热

  

  压力容器的用途十分广泛,在石油化学工业、能源工业等多个行业,及科研和军工等国民经济的各个部门,都担负着重要的角色。它是工业产品达标的重要手段,是工业安全生产的重点关注对象。热处理是指将固态金属及合金按照一定的要求进行加热、保温和冷却从而改变其内部组织获得所需要的性能的一种工艺,是改善金属工艺性能和使用性能,发挥金属性能潜力的重要手段,是专业性与实践性都很强的一项工作。

 

源于:大学生论文网http://www.dfholiday.com

 通常情况下,按照热处理的目的来划分,压力容器产品的热处理有四种:焊后热处理(又称消除应力热处理);改善力学性能热处理,如正火、调质;恢复材料力学性能热处理,如冷成形封头;焊后消氢处理。

  本文重点对压力容器设计中广泛应用的焊后热处理的相关问题进行探讨。

  1 焊后热处理的定义

  我们通常所说的焊后热处理其实是焊后消除应力热处理。焊后热处理就是为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理。

  2 焊后热处理的使用条件和目的

  容器及其受压元件按材料、焊接接头厚度(即焊后热处理厚度,δPWHT)和设计要求确定是否进行焊后热处理。

  (1)改善焊接接头的组织和性能

  进行焊接接头的时候有可能产生气孔、夹渣、未焊透、咬边、裂纹等缺陷,同时,焊接热影响区往往形成粗大晶粒区而使其强度或塑性下降。通过热处理可以使焊缝金属与母材金属更好地融合(往往焊接用材与母材的钢号不一致,通过加热扩散,更好地结合)。

  (2)消除焊接施工时产生的残余应力,提高焊缝质量应力腐蚀是拉应力和介质腐蚀共同作用下产生裂纹的一种现象,拉应力越大,发生应力腐蚀开裂的时间越早。压力容器的应力腐蚀开裂是一种常见而危险的破坏形式,液氨,硫化氢等都是引发应力腐蚀的典型常见介质。但并不是所有承装液氨介质的设备都进行焊后热处理。对是否有应力腐蚀的判定按HG/T20581- 2011《钢制化工容器材料选用规定》中 7.8.4判定。(a)介质为液态氨,含水量不高(≤0.2%),且有可能受空气(O2或 CO2)污染的场合;(b)使用温度高于 - 5℃。容器制造中产生的残余应力是产生应力腐蚀的主要外部原因。用焊后热处理的方法消除应力是一种很好的措施。

  (3)排除焊缝在焊接施工过程中产生的氢脆。

  3 焊后热处理的方法及工艺

  焊后热处理分炉内整体,分段热处理,局部热处理。

  若是大型设备做热处理的时候不能进行炉内整体热处理时可以采用分段热处理,其重复加热长度不小于 1500mm,裸露在热处理炉外面的部分应采取适当的保温措施,以免造成过大的温度变化。热处理时要控制进出炉时炉内温度,加热区升温速度和时间等参数以保证热处理的效果。热处理工艺有:

  (1)正火(N):正火的目的只要是改善木材综合力学性能,尤其是提高其塑性和韧性;(2)退火(A):为了消除容器在制造过程中产生的残余应力,需要将容器加热到 Ac1 以下温度,进行消除应力退火。这种热处理有时也有调整力学性能的作用;(3)回火(T);(4)淬火(Q);(5)表面处理、化学热处理等。

  4 焊前预热的目的和作用

  (1)预热能减缓焊后的冷却速度,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。

  (2)预热可降低焊接应力。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。

  (3)预热可以降低焊接结构的拘束度,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。

  5 奥氏体不锈钢的焊后热处理

  由于奥氏体不锈钢的塑性好,用其制造的压力容器一般不进行热处理,当储存介质可能引起晶间腐蚀的情况下可做固溶处理。

  造成晶间腐蚀既有内因,也有外因。内因是由于钢内的碳与铬化合成碳化铬从晶间析出,造成晶粒内局部铬的含量过低;外因是刚才在加工过程中处于敏化温度范围内,并停留了足够长的时间,为产生碳化铬提供了温度条件没足够的停留时间使碳化铬充分析出。碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在 400℃~850℃的温度范围内(敏化温度区域)时,会有高铬碳化物析出,在热处理的时候要避免在敏化温度范围内长时间的停留。对这类钢材需进行固溶处理,即将需处理的零部件或容器加热到高温然后急冷,使其快速越过敏化温度区。这种热处理的作用是在高温条件下利用原子扩散能力的增强,使原来在热加工中所析出的碳化铬重新溶解于钢材晶粒内部,晶粒内合金成分得以均匀化。采用固溶处理就是为了防止碳化铬重新析出。当铬含量降至耐腐蚀性界限之下,此时存在晶界贫铬,会产生晶间腐蚀,严重时能变成粉末。所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。

  6 热处理中值得注意的一些情况

  (1)热处理以后是不能施焊的,所以在热处理之前预焊件一定要焊接上。(2)压力容器焊接工作全部结束并且经过检验合格后,在耐压试验前进行焊后热处理。(3)除不绣钢外,拼接后管板应作消除应力热处理。(4)碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和浮头盖以及管箱的侧向开孔超过 1/3 圆筒内径的管箱,应在施焊后作消除应力的热处理,设备法兰密封面应在热处理后加工。(5)对于异种钢材之间的焊接接头,按热处理要求高者确定是否进行焊后热处理。(6)不得使用燃煤炉进行焊后热处理。(7)母材的热处理试板应与容器(或受压元件)同炉热处理。

  7 结束语

  压力容器是一种常见的焊接结构件,其运行条件苛刻,制造工艺比较复杂,如果容器一旦破坏,后果极其严重。因此,为确保压力容器的安全运行,正确选择材料并选择合理的热处理方式,对压力容器的质量起着重要的作用。焊后热处理的控制是保证压力容器质量的重要环节之一,对于制造出高质量,高可靠性的设备起着非常重要的作用。

  参考文献

  《压力容器实用技术丛书》编写委员会.压力容器设计知识[M].北京:化学工业出版社,2005.

  《压力容器实用技术丛书》编写委员会. 压力容器用材料及热处理[M].北京:化学工业出版社,2004.

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