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1、2007年第7期(总第115期) 应用能源技术 37压力容器消除焊接应力技术评述艾景辉(哈尔滨空调股份有限公司,黑龙江哈尔滨150088)摘 要:从压力容器焊接应力的形成以及可能产生的危害入手,综合国内实际应用情况,对几种常用的压力容器消除焊接应力技术进行了阐述和评价,指出了一些存在的问题并提出了建议。关键词:压力容器;焊接残余应力;热处理中图分类号:TH49 文献标识码:B 文章编号:1009-3230(2007)07-0037-03TechniqueAssessofWeldingStressReliefofPressur
2、eVesselAIJing-hui(HARBINAIRCONDITIONINGCO.LTD.,HARBIN150088)Abstract:Statingandremarkingonpopulartechniqueofweldingstressreliefofpressurevesselandpoint2ingoutsomeexistingissuesandproposalsbasedonforming&harmofweldingstressanddomesticconditions.Keywords:PressureVessel;RemainingStressofWeldi
3、ng;HeatTreatment1 前言硬化,导致冷裂纹及延迟裂纹的产生;②焊接残余研究证明,焊制的压力容器,焊接区均存在着应力的存在还会降低焊接区金属的塑性和抗疲劳较大的残余应力。焊接残余应力的峰值大小、分布强度,这对承受动载荷的结构危害很大;同时当残状态直接对容器的疲劳破坏和应力腐蚀开裂等产余应力与特定介质的腐蚀作用结合时,还会引起生不良影响。因此需要确定合理的消除(或减少)裂纹状腐蚀,即所谓应力腐蚀,研究结果表明,变焊接残余应力的对策,使压力容器在制造时,保证形和残余应力对金属材料的主要影响,在于使金质量、经济合理;在役时,安全运行、杜绝事故。属从均匀腐蚀转变为局部腐
4、蚀,即转变为晶间或2 焊接残余应力的形成及危害穿晶腐蚀。在焊接过程中,一方面由于不均匀加热的温3 常用的消除应力技术及评价度梯度造成焊接区冷却收缩而产生热应力,另一目前国内消除焊接应力技术主要包括热处理方面由于在冷却中组织的转变引起的体积变化而法、冲击法(振动时效、爆炸法、锤击、喷丸、豪克能造成了组织应力,这样焊件在冷却过程中由于焊超波冲击等)以及机械拉伸法(液压过载法、温差接区体积变化受阻,即使温度回到原始的均匀状拉伸法等),以下介绍几种常用的压力容器消除焊态以后,内应力仍然残留在结构中,这就是焊接残接应力技术。余应力。它的危害:①表现在焊接区收缩时因受3.1 消除应力热
5、处理阻而发生拉应变,当超过材料的最大拉应变(产生它是将容器加热到550～650℃,最高不能超断裂的拉应变)则会在焊接区造成裂纹,当残余应过材料的相变点或钢材自身的回火温度,保温一力与焊缝中残存的氢结合时,还会促使热影响区段时间后缓慢冷却的过程。当钢材的温度升高时,其屈服强度下降,这样原有的弹性应变会成为收稿日期:2007-06-07 修订稿日期:2007-06-11塑性应变,从而使应力松弛。消除应力热处理质作者简介:艾景辉(1974～),男,哈尔滨人,哈尔滨空调股份有限公司工程师,做工艺开发和研究工作。量的好坏关键在于对加热温度,保温时间以及温
6、 应用能源技术 382007年第7期(总第115期)度的均匀性等工艺参数进行控制。热处理的温度允许采用局部热处理方法”,的规定,局部热处理越高,保温时间越长,应力消除的越彻底,研究证的处理对象往往受到局限。明,经过消除应力热处理后工件的应力一般能消焊后热处理由于其消除应力比较彻底,同时除60%～80%以上。目前此项技术主要包括以具有改善焊接接头的机械性能、防止延迟裂纹的下3项:产生并能增强焊接接头的抗疲劳、抗腐蚀性能等3.1.1 炉内整体热处理 为使各个工艺参数得优点,是目前压力容器制造行业唯一被大家所认到良好的控制,将工件封闭在炉内进行加热是最同的焊后
7、消除应力方式。但其设备投资和能源消好的办法。进行处理时原则上需要将工件一次整耗都比较大,而且工期长,工件氧化严重,这样就体入炉,但在满足标准要求的情况下也允许两次限制了该技术在一些压力容器制造单位的应用。或多次入炉,但必须保证重复热处理的区域符合3.2 振动时效标准要求并采取有效措施控制加热区以外的温度它是将激振器置于容器或焊补位置,利用控梯度。加热炉大多采用燃气(油)加热,也有少量制系统控制电机转速,通过激振器反复对工件施采用电加热的方式,但不论采取何种加热方式其加周期性载荷,以机械方式迫使工件在其共振范设备投资
