Post keevitusjärgne kuumtöötlemine süsinikterase jaoks

PWHT (keevitusjärgne kuumtöötlus) on oluline protsess, mis aitab leevendada ja ümber jaotada keevitamisel tekkinud ebaühtlasi sisepingeid ning vähendada ja vältida vesiniku hapnemist, mis muidu võib põhjustada torude keevisõmbluste pragunemist.

PWHT (Plate Weld Heat Treating) hõlmab keevitatud valmistise komponentide kuumutamist teatud aja jooksul kõrgetele temperatuuridele. PWHT teostamiseks on olemas erinevaid meetodeid.

Lõõmutamine

Lõõmutamine on protsess, mida kasutatakse metallide või sulamite plastilisuse suurendamiseks. See toimib, tõstes neid üle rekristallisatsioonitemperatuuri, kuid alla sulamistemperatuuri, et anda aatomitele piisavalt energiat mikrostruktuuris rändamiseks ja nihestuste korrigeerimiseks ning sisepingete leevendamiseks, muutes materjalid lõpuks plastilisemaks.

Lisanditootmise abil saab parandada ka mehaanilist töödeldavust, luues korrapärasemad mikrostruktuurid ja leevendades moodustamise või töötlemisprotsesside käigus tekkinud töökarastumist.

Lõõmutamine toimub sageli osana pingevabastustöötlusest, et leevendada jäävpingeid keevisõmbluse kuumusega mõjutatud tsoonides (HAZ). Kõrged jääkpinged võivad põhjustada halbu purunemiskindlusomadusi ja pingekorrosioonipragunemist; seetõttu on eeskirjades sätestatud konkreetsed temperatuurivahemikud ja leotusajad pingevabastustöötluse jaoks.

Normaliseerimine

Normaliseerimine on süsinikterase ja madala legeeriga terase kuumtöötlusprotsess, mille eesmärk on saavutada üha peenema terastruktuuri ja seega paremate mehaaniliste omaduste, eriti sitkuse saavutamine.

Terase normaliseerimine eemaldab vesiniku, aidates vältida keevitamise käigus tekkivat hapnikutaastumist ja vesinikust põhjustatud pragunemist, mis on erinevates rakendustes pidevalt esinev oht. Normaliseerimine ja sellised tehnikad nagu vesinikupõletus võimaldavad kinni jäänud vesinikul keevisõmblustest vabamalt välja difundeeruda ja vähendavad seda ohtu märkimisväärselt.

PWHT-ga seotud äärmuslike temperatuuride tõttu võib komponentidel esineda äärmuslikke moonutusi. Seetõttu tuleks kuumtöötluse ajal tagada nõuetekohane tugi, kasutades spetsiaalselt PWHT ajal nende toetamiseks kohandatud tugipuid; optimaalse tulemuse saavutamiseks peaksid need olema valmistatud materjalidest, mille soojuspaisumistegur on sarnane nagu vastava töödeldava komponendi soojuspaisumistegur, vastasel juhul võib see põhjustada läbipainde ja kahjustusi.

Stressi leevendamine

Keevitusjärgne kuumtöötlus aitab leevendada keevitamisel tekkinud sisepingeid. Seda nõutakse sageli koodeksitega teatud paksusega surveseadmete puhul.

Selle meetodiga muudetakse keevitatud terase mikrostruktuuri, tõstes ja jahutades seda kiiresti teatud temperatuurivahemikes, eesmärgiga vähendada sisepingeid, et muuta metall vastupidavamaks.

PWHT nõuab täpset temperatuuri reguleerimist, et vältida termilist šokki ja komponentide moonutamist, mistõttu on mitu termopaari hädavajalikud, et tuvastada töötlemisel tekkida võivaid anomaalseid temperatuure või gradiente.

Osana kuumtöötlemisprotsessist vajavad komponendid oma unikaalse kujuga tugipuid, et pakkuda PWHT ajal piisavat tuge. Selle olulise toe puudumine võib põhjustada konstruktsioonide katastroofilist paindumist või moonutamist ning silindri või surveanuma pikkuses peaksid korrapäraselt paiknema tugipostid, mis on valmistatud materjalidest, mille soojuspaisumise kiirus on sarnane töödeldava terase soojuspaisumise kiirusega.

Karastamine

Karastamine on keevitusjärgse kuumtöötluse lahutamatu osa. See hõlmab terase kuumutamist teatud temperatuurini enne selle järkjärgulist jahutamist reguleeritava kiirusega - see võimaldab inseneridel ja metallurgidel saavutada terase kõvaduse ja elastsuse ideaalne segu. Nad võivad valida erinevate karastamise temperatuuride vahel, millel on erinev mõju tugevusele.

Karastamine on tõhus meetod keevitatud komponentide vastupidavuse suurendamiseks, vähendades pingepragunemist ja väsimusrikkeid ning vähendades korrosiooniriski. Kui karastamine tehakse õigesti, aitab see parandada vastupidavust, kuna see aitab kõrvaldada pingepragunemist ja väsimusrikkeid; lisaks vähendab see korrosiooniriski.

Karastamine on keeruline protsess, mis nõuab täpsust, et vältida terase kahjustamist karastamise ajal. Pikemad ajad või kõrged temperatuurid karastamise ajal võivad põhjustada terase tugevuse vähenemist, mistõttu on hädavajalik, et neid aegu ja temperatuure rangelt järgitaks. Seetõttu kasutavad paljud PWHT-teenistused induktsioonkuumutajaid, et terast kiiresti ja täpselt kuumutada karastamiseks; need kuumutajad osutuvad tõhusamaks kui põletite või elektriliste takistuskütteelementide kasutamine.