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化炼油机械!∀#∃年压力容器焊后热处理的标准及其评价%日&成田国郎同时,就组织了消除应力退火%∋(&委员一!“”,前言””会““并于!∀77年提出日本高压技术协会标准!8%,&一+)6∋!∀7#草案继之.”,又第二,消除应力退火“消除应力热处应力退火”等说次组织了∋(委员会于调查和研究的结果版了“进行共同研究在!∀9年并基理法为退火去应力”和,月组织出都可简称为∋(“近些年来又被称之消除应力专题讨论会资料,焊后热处理,%简称为)∗+,&这!∀7其后年根据社会形势的变化再次研究,种热处理方法国内%指日本早就用来作为一种提高压力而且在了来自国际焊接学会工作小组的最后报告容器和管道等焊制产品质量的手段第三次设置了∋(委员会“并根据下同一译注&外的法规规第二次∋(委员会的资料进行了再次讨论事后把“范和技术标准里作了相应规定焊后热处理这种工艺的使用历史了焊后热处理施工方法,!”以及与虽然已有很长久碳素钢和高强度钢! 低温用碳素钢及#钥钢及铬钥但是,对一台制造中的设备或采用怎样镍钢∀锰铝钢及锰钥镍钢或构件,是否需要焊后热处理钢!∃超厚钢板焊后热处理条件”有关的推的热处理条件才算合适过去都是凭经验来荐标准汇总成了日本高压技术协会标准%&∋()一确定的今天在钢材和焊接技术取得飞速进展的那就∗+,−),一∗∗∗一∗./一,与此同时,,如果还采用老办法来决定取舍为此还把一般性概念标准的编制说明,国际焊满足不了要求了问题提出来了了“,,国际焊接学会接学会最后报告的节译内容汇编成了“回火参数的考%+∗&第−委员会早在.年代就把这个该委员会组织虑以及耐消除应力退火裂纹钢的开发情况等消除应力退火标准及其编制说明”欧洲国家对低合金钢的焊后”,热处理共同进行了实验研究消除应力热处理一书并公开发行以下就焊后热处理委员会研究焊接接及其有关问题作一概述阅其它图书0其详细情况还可参头的焊后热处理问题并对有关间题进行了汇总在此期间基础上,,在国际焊接学会调查研究的“焊后热处理的定义,国际标准化组织第!技术委员会&制定了!∀!&%!./,01锅炉及压力容器,”焊后热处理包括2广义地说就是焊完之后,推荐标准草案%美国2∋34规范我国%指对焊接区或焊接构件进行的热处理完全退火其内容和英国5∋标准相继进行了修订固溶热处理正火淬火日本一译注&的规范和技术标准也进行了修回火等但如果从狭义方面说以下则是指消除订应力退火日本高压力技术协会%+)6&在建立的理只讲这种狭义的焊后热处中国工业检验检测网
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第!9卷第7期”化工炼劫机械 !从‘焊后热处理,的定义来看,还不能为了改、月%晌、日助Δ习说是明确的,而确切的说法应该是:善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响8洲翩∃Χ耐把焊接区及其有关部位在金属相变温 尚温化伸试验下9 !8!时的应力门温垃伸试吮<==。!时的应力夕度点以下匀的冷却重要的,,进行充分均匀的加热,然后又均,一卢其中““,改善焊接接头的性能是最””故消除应力这一说法国内外黔竿瞥?二三巡脚邢臻数7/川…、/声卜声?都改称为焊后热处理一圳、Β一月Β焊后热处理的目的其目的是,图!∀#∃。的应力释放试验结果%∋!∃(材料成分.&∋)∋∗!!+,−∋+!,/作为消除残余应力和变形的措施的焊后热处理,&降低焊接残余应力!降低残余应力料,,对于高温强度低的材,稳定结构尺寸改善母材焊接区和构件!主要是通过加热降低高温屈服点来达的性能, 降低焊接热影响区的硬度除有害气体!∀提到!而对于高温强度高的材料来达到,则通过保温高焊缝金属的塑性!#提高断裂韧性!∃消3改善蠕变特性,但这种材料的主要问题还是蠕变,4提高耐蚀正如该图所示在低温下即使保温两小时7,性,4改善疲劳强度等在这些项目中根据,也比高温下保温时间为时的应力要高由其所确定的重点项目不同不进行焊后热处理的决定施时的施工条件5可以作出进行或此可知,应力释放的效果很小或相应改变其实该图的右端是冷却后的残余应力,可知在冷却过程中应力又会再次发生并升高这种应力值为低温侧冷却速度和构件结构尺寸焊后热处理的效果及所控制,甚至有时也会达到屈服点,对那些,有关问题5∗带接管的需进行局部焊后热处理的地方于这种再次发生的应力容易升高由此时则需降低残余应力和防止变形,特别注意其成为最终应力的问题可以用焊由于焊接而产生的残余应力后热处理来降低变形也有同样的情况,即由于形状,尺,这种现象可用应力释放的寸和冷却条件而会引起有害的变形场合施在某些试验结果来表示,见图∗由该图左侧可,还存在断裂的危险为了防止断裂见,相当于常温屈服点的残余应力,如果把应在加热条件和补强等方面采取正确的措温度提高就降到该温度下的屈服点以下表明这种情况6用7表示8与高温屈服点6弹性极限应力86用必表示8是一致的为7的地方,50改普母材焊接区及构件的性能将各温度点的应力值移到右侧保温时间如在该温度下维持一定时间就降到保温0,698焊接热影响区的软化,焊后热处理的主要作用之一这一点,就是软化那末应力6应变8就要降低6如曲线所示8由于焊接而被硬化了的热影响区6%:;8两小时之后,小时的地方这对<=一>。钢来说,,尤其重要焊就是姗变6高温松驰8现象后热处理的温度越高热影响区的软化效果标准分享网 www.bzfxw.com 免费下载中国工业检验检测网
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9化Ε二炼油机械!∀#∃扦越好是,,故钢管采用这种条件处理的较多,但,大淮金属%5,/热处理的温度太高,时间过长,往往会对厚板降低强度或改变其它性能因此,∀67/热影响区《8于材%9,/等进行热处理时其保温温度和时间都必须慎重考虑%+熔合线/稳定组织稳定组织一也是焊后热处理的效果之一图+焊接区各部位的划分为了使(2,。钢等钢种组织稳定即%∃/疲劳破坏使对板厚较薄的情况短其保温时间也不能过焊接残余应力对疲劳强度的影响对缺陷的影响明显屈服线%平均应力不比,此外由于焊后热处理是在钢材相变温如图<所示通常。在/与,度点以下进行的预期的好效果%对焊接时因很大的输入热,:;应力幅;<:尸二:=而引起明显的晶粒粗大化的情况/提高焊接区的塑性则达不到时间强度线69(的交点为>或>虽然可以在设计条件≅%:::&点的下侧。:/中附加以:残余应力“而达到?%Α&7;/点,但焊态下塑性不好的焊缝金属焊后热处理来改善其性能%)可以通过实际上由于局部屈服产生塑性变形仅能达到%:。=仃:/点,因此不会进入69(线右上,/除氢侧的危险区即是说不会因残余应力而产氢气可以通过焊后热处理或中%工,生破坏序/间焊后热处理充分地消除但是由氢引起的低温裂纹往往是在焊后热处理之前发生的,10娜只州川尽毛毕擎只‘ΦΔ0所以对那些即使适宜于焊后热处理的场也必须采用恰当的施焊工艺来防止低温叨(持久倾度大入∀(李纷久强度小合,毖达残余应力彬响区〔裂纹的产生趁焊接区还没有冷却之时就进行工序间焊后热处理%∗/脆性破坏是很有效的办法似厉0在研究是否进行焊后热处理及其效果时应把脆性破坏放在第一位来考虑焊后仁均Β仗ΧΔΔ热处理具有使焊缝纵向上达到屈服应力的残余应力降低的作用而且多数场合还有恢复图反复次数与时间强度的关系,热影响区韧性和塑性的长处但是,然而也有进行焊后设计条件如果在>或>,产点以上,由于材料的不同,的Ε7&,点时则因残余应力的影响就会到达,,热处理之后韧性反而降低了的情况因此,特别是Ε点因此一旦达到更右上侧的Ε点时淬火回火钢或低温用34钢等有这种倾向的效果以及焊接区各部位%焊缝金属对无残余应力的场合是安全的余应力就危险了,一旦存在残必须根据焊后热处理后降低残余应力但通常设计条件并不定,热影在(>∀位置上对有疲劳强度问题的时候一般也不常用响区熔合线母材一见图+/性能改变情‘产象6>(那样具有低持久强度的焊接接头况进行综合研究才能决定是否采用焊后热因此,把提高疲劳强度作为处理以及采用怎样的热处理条件才算合适主要目的的地方焊后热处理并非是首先应中国工业检验检测网
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第!9卷第7期化工炼油机械∃考虑的工艺措施呈三维应力状态能还要决定于焊后热处理的条件,否则反而但是在容器接管等处,因形状复杂,又会给焊接区或焊接结构件带来如下的不良后根据结构和使用条件还果是以进行焊后热处理为好是这么做的方,实际生产中也正,另外对有腐蚀疲劳问题的地采用焊后热处.!母材等的性能恶化,在改善表面形状的同时%&应力腐蚀裂纹等淬火回火高强度钢失去调质的效果低如果在高于回火温理也能取得良好的效果度的温度下进行焊后热处理那末钢材就会,强度或断裂韧性都会降关于应力腐蚀裂纹双重效果目的,焊后热处理具有软为了防止这种现象的发生对这类钢材化材质%降低最高硬度&和降低残余应力的这也可以说是焊后热处理的主要所用的焊后热处理温度为原则应以低于回火温度或主要效果,但是由于焊接接头的超厚板制长形圆筒体由于需经工序间焊接工艺不同异,或构件的形状尺寸有差焊后热处理和最终焊后热处理的反复双重热表!条件限温的保度或异种材料的连接等原因,焊后热处理焊后热处理条件的决定因索也有使用效果不佳的情况同母材外对0异种材料除指不还包括复合钢或异种焊接材料的下Γ=川词一温Χ6使用等情况Β一…!∃应该研究的因素以下3。钢钢管等高温管线来说,为了提高其耐高温氧化高温腐蚀和抗老化的性能,则要采取措施以适当降低高温强度或蠕变特性这可以选用较高的焊后热处理温度来进行处理0Β一%#&蠕变特性3。钢的蠕变特性,将受焊后热处理条件的影响此,如短时蠕变强度就会因高温长时间焊后热处理而有降低的倾向为对压力容器这样的产品来说,同时还应考虑高温短时强度理温度都较低故一般所用的焊后热处其它母材及焊接区在使用时其性能不能恶化的必要范围!应力降低的效果温9硬的化区的软化∃氢气等气体的消除妇莎温时Η∃二材和焊接区在使用时其性能不能恶化的必要范围的上9缩短∃Η制造时间8保! 温时?8隆低应力的效果=司的卜硬化区的软化Η8 ∃限Ε氢等气体的消除≅≅≅≅≅一一一二丛丝组织的摘定.加热速Η.!如何防止厚工件加热温度的不均匀性度的上Ε.9如何防止因形状尺寸改变而产生的限Η∃温度不均匀性.变形和裂纹的防止问题Ι!炉勺的下速加热限度温神制问题9缩短制造时间问题度探鬓疆爵高荞翁瓜≅但是目前关于焊接区长期蠕变特性的,资料还不多见故包括母材在内的热处理条件都还需要进行研究.焊后热处理存在的问题焊后热处理虽然可以改善焊接区的各种性能,但从另一方面特别就淬火回火钢,低温用镍钢超厚板钢等来看能否改善性冷却速功日何防止厚工件冷却温度的不均匀性9度的上如何防止因形状尺寸改变而产生的限Η温度不均匀性∃残余应力再次发生及变形裂纹防止ΗΗ叫题#冷却速#!炉温控制问题#9度的下母材及焊接区的性能#∃再限生裂纹的防止问题∀∀!入炉温如何防止因形状尺寸改变而产生的度的上温度不均匀性限?∀9变形和裂纹的防止问题!出沪一!!女?止因形状尺寸改变而产生?防的度不均匀性温度! 残余应力的再次发生及变形裂纹9上限防止问题河标准分享网 www.bzfxw.com 免费下载中国工业检验检测网
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8 化,工炼油机械9Π0Β一,!∀#∃年处理作用故机械性能断裂韧性蠕变特粒3。钢,经高温长时间的焊后性等都会降低数来推断)ϑ这种倾向可以用以下回火参Κ热处理之后焊缝金属形成粗大铁素体晶进而使强度降低对低温用ΘΡ钢,尽管,%9=ΛΜΝ&还要取决于钢种或焊后热处理的条件裂韧性的降低则是无疑的,但断式中:)一回火参数,,一加热温度Ν一保温时间,,;小时.9再热裂纹的发生)值的求法,对有反复热处理的情况,对#公斤级高强度钢0Β一3。5一Σ一5Β假定,为定值时同值时则加上Ν就行了Ο但,为不故就不钢一0Β一3Λ一Σ钢0,Β一3Λ一钢9万0,由于上式括号内有常数项63。钢等钢种来说经焊后热处理后焊能单纯相加加起来即可表9)号·而应该根据计算或图表找出缝热影响区就有发生裂纹的倾向这种裂纹,与某一温度相应的保温时间再把这些时间被称之为应力退火裂纹或再热裂纹是因焊后加热而引起的有关规范对娜后热处理沮度的规定及比较−一月八(2一1一上Α−1八Α∋Δ乃户一Γ匕=“1一Τ单位5∋..:℃)‘…蒸二…“……ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ…−!6∗%!&%!&2∋342∋345∋97∃∃∗Φ祖钢‘..。1Γ一一勺.‘。一.‘。皿??.#.∀∃Α77士9ΑΕ7∃Α79%.&7调质“强度钢…之∗∗∋之∗Ι∋%+∗ϑ∋%之/一/一!…>!一.斗(Β(一,!.钢之∗Ι之∃ϑ∋Μ一ΝΜ一Ε=27Ο,.%/……∗Ι∗∋Κ∃ΛΛ∃∗∋Κ∃ϑ∋∃∗∋Κ∃ϑ∋之∗Ι∋之∃+∋+!2Ο一(Β,..七∃∗∋%/钢一卜ΝΘ(2!Ο,7 ΣΣ之∃Λ∗%/…一…+∃一+Λ∃一娜ΛΚ之∗Ι一。ΛΛ8%/8之∃ΛΛ∃∋∃∗∋ΚΚ∃Λ∋∃∋Κ∃Λ∋Λ∋∋∃Ι∋ΚΛ+∋∋Λ∋ΚΛ∗∋%/之∃ϑ∋钢之∃Λ∗之Λ∋∋Λ!∋ΚΛ∃∋Ρ(&一Β,.钢Ρ98皿八34钢&之∗∗∋∗∗∋Κ∗ϑ∋之∗Ι∗ΙΚ∃ΛΛ8∗ϑ∋8Κ∃+∋∗Ι∋Κ∃+∋注%Ν/%+降低温度延长保温时间时的替代条件有规定,2/添加提高高温强度的(,。等合金元素的场合,%/根据使用条件%%使用环境及强度设计条件,℃的温度变化范围,)∗/∋各种场合均规定有)/当(Τ∋+∗写时中国工业检验检测网
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炼油化工机械ς . 一一一一一一ςςς一一的的卜闪的一一囚∀的%&枷留一蕊、的囚邸卜、囚工的Ω闪Λ囚曰/瞬Ω的扣的曰仪/卜哪“ΝΞΘ囚的的⊥/工%帅∋山Θ7哪一Ζ囚哪白Ζ三的哪∋]囚瞬3卜ΟΓΖ[的/∴工的Γ≅引训到恻仗侧长赵任账崛蛆窦翎引曰州!Π:Ψ引洲断翱引Σ一酬州到ΞΩ嗯!。。。0一Υ/ς%引Ρ 厂御杖一闪卜的_]哪囚Γ:,3卜的白曰闪Ζ一Ζ帅的3卜的妇的国、]哪的凶囚白Ο3国⎯Θ层日闪的一Ζ的Γ卜Ζ出岁卜囚的Γ贯_],囚⊥囚的弓的3闪.白Ο扫一Ο]3拐闪卜的立 呼∋Γ0白闰州的卜旅疚名五踢屠、澎况∋的。绍Ζ留甘穷卜邸%国州的卜Ρ笠只畏屠迩窝测Ζ贯之甘叮一一械京侧段姐疾!∗∋!州曰∋的Γ一、百α…子一哪囚卜次崛长3。的3闪]寸3臼畏的Ι卜Γ仪逻、鸽3的一Ζ哪∋凶工ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ川的∋3闪的3卜的卫的闪%工/一Ο的%3/ΦΟ闪巴的卜∋33的Γ ]3闪卜一Ο的的囚∋哪∋的Γ3∋闪的Γβ朵拱密划霉织钟囚卜的生衫嵘吩丹厄划御鹤米宕荆蛆公洲麟贴雕呱山的曰国绝种辑裸⊥/一叫%Ο的33/ 一的Ο]3心7卜的Ο.]3口卜的囚卜Ο哪∋Γ场闪Γ3价Γ的囚卜退侧蒯喇侧岔Ρ尔椒锁0兴嘱冷Ν3的 岔一0χ兴懈的工。抓卜0岔抓%兴砌口小份禽彩哑崛姨小传皿鹰友彩十霉友彩睡壤崛δ框找铂象赐崛二恻枢威铡崛祠袋崛袍十恶殴友彩崛袋袍崛崛希恻愈侧崛坦δΖ岔δ岔Ζ卑友纸囚的哪二口澎秘呆门琳戏职呆岔口////划张蝎岔厄标准分享网 www.bzfxw.com 免费下载中国工业检验检测网
化表8工炼http://www.industryinspection.com
油机械!∀#∃年有关规范对免作娜后热处理的最大板厚的规定及比较+)6∋?!.−!6∗一单位:班米)号码2∋34Η2∋342Θ∋6Η5∋..Η5∋97∃∃推荐标准Η,0=素钢∃#∃.∗05∃!一9∃#∃..∃#8)∋)∃0一3Λ钢一乞:Λ/3钢!79!79!.Ψ曰翻∀Ψ,一9了厅一‘口!9.Ζ几Β/‘0!∃!9.9!/‘0Β一Β一Ρ3Λ钢Υ1八!∋063Λ钢!….?!.9”)Μ25∃蕊八ΘΡ钢任。协定Ε表.降低保通盆度后的保温时间∃材料选用的原则,最低保温温度,,,一℃最短保温时间9++小时焊接构件材料的选用件性种,着重根据使用条∃一7∀!9一ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ大体上有两方面的考虑其一是可焊对第二,,其二是根据使用条件提出的性能上的特Ο对第一种是必须考虑的%∋+&殊要求,即对高温强度耐蚀性及低温特性等性,一%!+&能有要求的场合焊性好,既然采用焊接生产就应注:%!&%&内的值仅适用于)[类材料该在符合上述特殊性能要求的材料中选择可又适用于焊接生产的材料,以及与)[类相当的材料,%9&表中值的中间值可按比例法求取,%∃&,和+按标准中最低保温温度和最设计者在选材时见,还必须很好地听取对第一二两种要求都很熟悉的材料和焊接技术人员的意以便对可焊性以及与焊接有关的工序作短保温时间的规定表7焊后热处理的代用条件%2∋34妞&充分考虑后才决定选取什么材料和规格一一一一断%℃&一屁规芝暮蠢蒙万覃低福度后丙夏澎爵犷磕间降低的温度度数Η时ΗΝ9.8.%9#&Η/%小时&9∃.!≅≅7焊后热处理的计划和实施…。。%..7,‘!.%#∃∃&…Η焊后热处理是焊接构件制造中的重要工序,但仅此一项还不能保证产品的质量,,还9%!!!!&Η必须有正确的设计,其它所有施工工序亦必须有周密的计划正确的实施方案和管理程、花:厚后热处理条件仅限于得到承认的场合序另一方面,就焊后热处理的计划和实施中国工业检验检测网
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9卷第7期第!化工,炼油机械,来讲面,在按法规或规范进行时要使计划的就不要用了后热处理的,没有必要用高温和长时间焊实施和管理各条通道都畅通表=也有困难的一亦不要进行这样的处理如果按上述要求需作焊后热处理Α8列出了焊后热处理条件的选用那就应采用正经常采用局部确的方案进行控制对接管来讲方法和国内外规范的比较由这些表可见,,加热的焊后热处理但其方案设备温度其中有各种各样的差别由于篇幅所限,旧的经验未列出,检测方法等亦必须经过充分研究和确此处亦不再详述,请参阅前定之后才能进行述文献从节能的观点出发心虽然多起来了,对焊后热处理的关熊志立译自《配管技术》ΘΛ!!∀#9,,但没有必要用焊后热处理7Α#! 林听校%上接第7页&少才合适,这要根据具体结构和钢种作具体纹当然,焊缝金属强度能否降低〔!〕%3∴Ν]=0.79Α.7#ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ今考文献Λ1⊥ΝΒ_∴,降低多分析ΝΡΛ1》抽!99.!∀纹的研究”,!∀,∀冲=!∀#,]91]Α!〕林佩珍〔’Ν5+∗.∃.和5+∗∃#钢再热裂纹9〕《,⎯∴〔⊥⊥_Β∴61Ν∴Β1Σ∴⊥⊥∴=⊥ΝΡΛ]1=>Λ_Β1]=Λα)Β∴试验,!∀#!β)ΡχΡ1Μ》抽.!!〕王英珠等〔“压力容器用低合金高强度钢消!∀#∃9∀Α8!!除应力裂纹的研究”%第一报&=》怕.!∀#!!!Ξ∃〕%∗∴=βΡ1Μ>Λ_Β1]!∀∀!9.!9〕〔孙永玲等“压力容器用低合金高强度钢消”一!.∴〔8〕%3除应力裂纹的研究=%第三报&!∀#!,Ν]∴Λ1⊥ΝΒ_∴ΝΡΛ1》抽8!∀#9!∃〕〔艾宝瑞等“压力容器用低合金高强度钢消”!∀#Α99冲ε.!∀#9977Α99除应力裂纹的研究!8〕《国〔外焊接!∀#!!∀∀! 9Α97〔.〕!6∗δΨ0正+!!9!∀》掩.〔7〕时再来等Ρ831Λ3ΘΙ5钢再热裂纹的产!.〕%6〔化工与通用打械》饨99..∃Α7生条件”正]9#! 冲∃!∀#.∃Α7了〕〔再热裂纹课题协作组“压力容器用钢再热!∀#!!7〕%5ΒΡΝΡ⊥⎯∗〔!∀7!〕《∗〔∴=βΡ1Μ>Λ_Β1]=》滩#裂纹研究的综合报告〔#〕薛东林等”,∀88Α8.7∴“压力容器用钢堆焊层下再热裂!∀#!!“=βΡ1Μ>Λ_Β1]=》抽!!∀7∀纹敏感性”!.Α9∃.〔∀〕合肥通用所压力容器用高强度钢再热裂标准分享网 www.bzfxw.com 免费下载
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