La tensión residual de la soldadura es causada por la distribución desigual de la temperatura de la pieza soldada causada por la soldadura, la expansión y contracción térmica del metal de soldadura, etc., por lo que la construcción de soldadura inevitablemente producirá tensión residual.
El método más común para eliminar la tensión residual es el templado a alta temperatura, es decir, calentar la pieza soldada a una temperatura determinada y mantenerla durante un período de tiempo determinado en un horno de tratamiento térmico, y utilizar la reducción del límite elástico del material. a alta temperatura para causar flujo plástico en lugares con alta tensión interna.La deformación elástica disminuye gradualmente y la deformación plástica aumenta gradualmente para reducir la tensión.
1.Elección del método de tratamiento térmico.
El efecto del tratamiento térmico posterior a la soldadura sobre la resistencia a la tracción y el límite de fluencia del metal está relacionado con la temperatura del tratamiento térmico y el tiempo de mantenimiento.El efecto del tratamiento térmico posterior a la soldadura sobre la tenacidad al impacto del metal de soldadura varía según los diferentes tipos de acero.
El tratamiento térmico posterior a la soldadura generalmente adopta un templado o normalización simple a alta temperatura más un templado a alta temperatura.Para juntas de soldadura con gas, se adopta la normalización y el templado a alta temperatura.Esto se debe a que los granos de la costura de soldadura de gas y la zona afectada por el calor son gruesos y es necesario refinar los granos, por lo que se adopta un tratamiento de normalización.
Sin embargo, la normalización única no puede eliminar la tensión residual, por lo que se requiere un templado a alta temperatura para eliminar la tensión.Un templado único a media temperatura sólo es adecuado para el montaje y soldadura de grandes contenedores ordinarios de acero con bajo contenido de carbono ensamblados en obra, y su finalidad es conseguir la eliminación parcial de las tensiones residuales y la deshidrogenación.
En la mayoría de los casos, se utiliza un único templado a alta temperatura.El calentamiento y enfriamiento del tratamiento térmico no debe ser demasiado rápido y las paredes interior y exterior deben ser uniformes.
2.Métodos de tratamiento térmico utilizados en recipientes a presión.
Existen dos tipos de métodos de tratamiento térmico para recipientes a presión: uno es el tratamiento térmico para mejorar las propiedades mecánicas;el otro es el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT).En términos generales, el tratamiento térmico posterior a la soldadura es el tratamiento térmico del área soldada o de los componentes soldados después de soldar la pieza de trabajo.
El contenido específico incluye recocido con alivio de tensiones, recocido completo, solución sólida, normalización, normalización más revenido, revenido, alivio de tensiones a baja temperatura, tratamiento térmico por precipitación, etc.
En un sentido estricto, el tratamiento térmico posterior a la soldadura solo se refiere al recocido para aliviar tensiones, es decir, para mejorar el rendimiento de la zona de soldadura y eliminar efectos nocivos como la tensión residual de la soldadura, para calentar de manera uniforme y completa la zona de soldadura. y partes relacionadas por debajo del punto de temperatura de transición de fase metálica 2, y luego el proceso de enfriamiento uniforme.En muchos casos, el tratamiento térmico posterior a la soldadura que se analiza es esencialmente un tratamiento térmico posterior a la soldadura para aliviar la tensión.
3.Propósito del tratamiento térmico posterior a la soldadura
(1).Relaje la tensión residual de la soldadura.
(2).Estabilice la forma y el tamaño de la estructura y reduzca la distorsión.
(3).Mejorar el rendimiento del metal base y uniones soldadas, incluyendo:
a.Mejorar la plasticidad del metal de soldadura.
b.Reducir la dureza de la zona afectada por el calor.
C.Mejora la tenacidad a la fractura.
d.Mejorar la resistencia a la fatiga.
mi.Restaurar o aumentar el límite elástico reducido en el conformado en frío.
(4).Mejorar la capacidad de resistir la corrosión por tensión.
(5).Libere aún más gases nocivos en el metal de soldadura, especialmente hidrógeno, para evitar la aparición de grietas retardadas.
4.Juicio de necesidad de PWHT
Si el tratamiento térmico posterior a la soldadura es necesario para el recipiente a presión debe especificarse claramente en el diseño, lo cual es requerido por el código de diseño de recipientes a presión actual.
Para los recipientes a presión soldados, existe una gran tensión residual en la zona de soldadura y los efectos adversos de la tensión residual.Sólo se manifiesta bajo ciertas condiciones.Cuando la tensión residual se combina con el hidrógeno en la soldadura, promoverá el endurecimiento de la zona afectada por el calor, dando como resultado la generación de grietas en frío y grietas retardadas.
Cuando la tensión estática restante en la soldadura o la tensión de carga dinámica en la operación de carga se combina con la acción corrosiva del medio, puede causar corrosión por grietas, que es la llamada corrosión por tensión.La tensión residual de la soldadura y el endurecimiento del metal base causado por la soldadura son factores importantes para el agrietamiento por corrosión bajo tensión.
Los resultados de la investigación muestran que el principal efecto de la deformación y la tensión residual sobre los materiales metálicos es hacer que el metal cambie de corrosión uniforme a corrosión local, es decir, a corrosión intergranular o transgranular.Por supuesto, tanto el agrietamiento por corrosión como la corrosión intergranular de los metales ocurren en medios que tienen ciertas características para ese metal.
En presencia de tensión residual, es diferente según la composición, concentración y temperatura del medio corrosivo, así como las diferencias en la composición, estructura, estado superficial, estado tensional, etc. del metal base y la zona de soldadura. , por lo que la corrosión La naturaleza del daño puede cambiar.
5.Consideración del efecto integral de PWHT
El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es absolutamente beneficioso.En general, el tratamiento térmico posterior a la soldadura es beneficioso para aliviar la tensión residual y solo se lleva a cabo cuando existen requisitos estrictos para la corrosión por tensión.Sin embargo, la prueba de resistencia al impacto de la muestra muestra que el tratamiento térmico posterior a la soldadura no es bueno para la tenacidad del metal depositado y la zona afectada por el calor de la soldadura y, a veces, pueden ocurrir grietas intergranulares dentro del rango de engrosamiento del grano del calor de la soldadura. zona afectada.
Además, PWHT se basa en la reducción de la resistencia del material a altas temperaturas para lograr el alivio de tensiones.Por tanto, durante PWHT, la estructura puede perder rigidez.Para estructuras que adoptan PWHT total o parcial, se debe considerar la soldadura a alta temperatura antes del tratamiento térmico.capacidad de soporte.
Por lo tanto, al considerar si se debe realizar un tratamiento térmico posterior a la soldadura, se deben comparar exhaustivamente las ventajas y desventajas del tratamiento térmico.Desde el punto de vista del desempeño estructural, hay un lado para mejorar el desempeño y el otro para reducir el desempeño.Se debe emitir un juicio razonable sobre la base de una consideración exhaustiva de los dos aspectos.
Hora de publicación: 20-jun-2023