PWHT-lahendused - keevitatud konstruktsioonide tugevuse ja terviklikkuse tagamine

Keevitusjärgne kuumtöötlus (PWHT) vähendab jääkpingeid, mis muidu võivad põhjustada keevitatud konstruktsioonides moonutusi ja pragunemist, ning takistab nende materjalide hapra murdumise, pingekorrosioonipragunemise ja väsimuse teket. pwht hõlmab keevitusmetalli pikema aja jooksul teatud temperatuurini kuumutamist ja seejärel selle protsessi kontrollimist, et vältida ülepehmenemist, karastushaigust ja pragunemist.

Keevitamine ja kuumtöötlemine

Keevitamine on teraskonstruktsioonide loomise lahutamatu osa, kuid selle jääkpinged võivad põhjustada nende kokkuvarisemist. Selle ohu vähendamiseks tuleks keevitusjärgset kuumtöötlust (PWHT) kasutada keevitusjärgselt, et vähendada konstruktsiooni pingeid ja säilitada selle terviklikkus.

PWHT-lahendused hõlmavad termilist protsessi, mis hõlmab keevitatud metalli pikema aja jooksul teatud temperatuurini kuumutamist ja seejärel selle järkjärgulist jahutamist. See aitab leevendada keevisliidese jääkpingeid, parandades samal ajal mehaanilisi omadusi ja täiustades mikrostruktuuri.

pwht nõuded sõltuvad teie sulamist, ristlõike paksusest ja muudest projekti muutujatest; üldiselt kipuvad paksude teraste puhul seda siiski sagedamini vajama piirangute tõttu, mis põhjustavad haavatavamaid pindu, mis võivad murda hapra murdumise tõttu.

PWHT võib seda eesmärki aidata, karastades kõva keevitustsooni (HAZ), aidates vältida rabeda purunemise tõrkeid kasutamise ajal ja suurendades keevisõmbluse tugevust.

Jääkpinged

Jääkpinged on komponentide isetasakaalustuvad sisemised pinged, mis tulenevad ebaühtlasest samaaegsest kuumutus- ja jahutuskiirusest, keevisõmbluse osade vahelistest kohalikest kahanemiskiiruse erinevustest, metalli faasitransformatsioonidega seotud pingetest või välistest koormustest, mis jäävad pärast keevituse lõppu. Kui need jääkpinged suurendavad väljastpoolt rakendatud väliseid koormusi, suurendavad nad konstruktsiooni kriitilistes kohtades pingeid, mis omakorda põhjustab kõrgeid pingeid kriitilistes kohtades, mis omakorda põhjustab suuremaid pingeid kriitilistes kohtades, vähendades samal ajal survetõmbeid mujal. Keevitamine võib tekitada jääkpingeid, mis on tingitud ebaühtlastest samaaegsetest kuumutus-/jahutustsüklitest, kohalikest erinevustest osade vahel, erinevatest jahutuskiirustest osade vahel, keevitusprotsessi etappide vahelistest faasimuutustest tulenevatest pingetest või ebaühtlastest samaaegsetest kuumutus-/jahutustingimustest tulenevatest faasimuutustest tulenevatest pingetest; keevitusprotsessi faasimuutuste ajal keevitustemperatuuride erinevustest tulenevatest erinevatest jahutuskiirustest tulenevatest kohalikest erinevustest kokkutõmbumise vahel või faasimuutustest tulenevatest pingetest; mis lõpuks põhjustavad konstruktsiooni purunemise, kuna konstruktsioonidele rakendatakse väliseid koormusi.

Keevitamisel tekitatud jääkpinged võivad põhjustada katastroofilisi tagajärgi, sealhulgas moonutusi, pragunemist ja rabedat purunemist. Jääkpingete kontsentratsioonid, mis ületavad materjali voolavuspiirangut, võivad põhjustada üheksiaalseid pinge- või survepragusid, mis tekivad kas keevituspiirkonnas endas või konstruktsiooni naaberosades.

Jääkpinged keevitatud komponentides või konstruktsioonides sõltuvad paljudest teguritest, sealhulgas keevitusühenduse geomeetriast, keevitusprotseduuride käigus kasutatud materjalidest, kasutatud valmistamis-/remondiprotsessidest, pärast keevituse lõpetamist rakendatud kuumtöötlustest, koormustingimustest ja kasutusajaloost.

Enamik jääkpingeid on teadmata või alahinnatud, kuna mõõtmismeetodid ei ole piisavalt täpsed, samuti puudub täielik dokumentatsioon konstruktsioonide kogu elutsükli kohta. Selliste pingete prognoosimiseks või leevendamiseks on vaja paremini mõista ja modelleerida, kuidas konstruktsioonikomponendid valmistamise ja kasutamise ajal omavahel kokku puutuvad, lisaks sellele, et paremini teada, millal need vastastikmõjud on toimunud.

Mikrostruktuuri muutused

Keevitusprotsessi käigus puutub sulatatud keevitusmetall kokku kõrge temperatuurikõikega, mis võib põhjustada mikrostruktuuri muutusi, mis vähendavad selle mehaanilisi omadusi, näiteks plastilisust ja sitkust, mis põhjustab purunemise ohtu kasutamisel või pingekorrosiooni pragunemisviise. See seab selle protsessi abil keevitatud konstruktsioonid purunemisohtu.

Keevitusjärgne kuumtöötlemine (PWHT) on oluline protsess, mis võib lahendada mitmeid keevitusega seotud probleeme, tugevdades ja suurendades samal ajal konstruktsioonide tugevust. PWHT optimaalse tulemuse saavutamiseks on oluline järgida parimaid tavasid, nagu näiteks tõhusa meetodi valimine, õige kuumutamise/jahutamise temperatuur, kvaliteedikontroll töötlemisprotsessi ajal ning kvaliteedi tagamine keevitusjärgse kontrolli käigus. Neid reegleid järgides muutub teie konstruktsioon aja jooksul tugevamaks ja töökindlamaks.

pwht võib aidata vähendada ja ümber jaotada jääkpingeid, kuid PWHT-l võib olla ka täiendavaid eeliseid kõrgematel temperatuuridel. Karastamine või sadestamine võib vähendada kõvadust, parandades samal ajal plastilisust.

Valitud lõõmutamise tüüp sõltub nii materjalist kui ka selle legeerimissüsteemist. Mida suurem on süsinikusisaldus või paksus, seda tõenäolisemalt võib olla vajalik PWHT lõõmutamine; paljud koodid nõuavad PWHT-töötlust, kui keevitusmaterjal ületab teatud paksuse; lisanõuded võivad hõlmata keemilist koostist või vastuvõtlikkust pingekorrosioonipragunemisele.

Optimeerimine

Teraskomponentide keevitatavus sõltub sellistest teguritest nagu keevitusprotsess ja materjaliomadused; konstruktsioonikonstruktorid peaksid arvestama nende projekteeritavate komponentide keevitatavusega, et vältida pingeid tõstvate omaduste tekkimist, mis põhjustavad enneaegset rikkeid.

pwht lahendused võivad olla vajalikud, et käsitleda jäävpingeid ja keevitusprotsessidest põhjustatud mikrostruktuurimuutusi, sealhulgas jääkpingeid. PWHT hõlmab materjali kuumutamist kindlaksmääratud temperatuuril pikema aja jooksul, et jaotada need pinged ühtlasemalt kogu struktuuris ümber, vähendades samal ajal kõvaduse taset, parandades plastilisust ja sitkust, et vastata konstruktsiooni spetsifikatsioonidele.

Kuna PWHT-temperatuur sõltub materjali metallurgilistest omadustest, sõltub selle määramine mitmest tegurist, sealhulgas keevitatavusest ja kasutusnõuetest. Näiteks on madala süsinikusisaldusega leebete teraste või kroommolübdeenteraste keevitusmenetlustes, mille puhul on nõutavad lööginõuded, tavaliselt ette nähtud minimaalsed eelsoojendus- ja läbilasketemperatuurid, mis sõltuvad paksusest.

PWHT-temperatuuri tuleb hoolikalt juhtida, et vältida suurte komponentide, näiteks surveanumate ja torude, liigset moonutamist ja karastumist, mis nõuavad iga komponendi jaoks spetsiaalselt kujundatud tugipostidega toetamist. Selleks, et tagada ühtlane kuumuse jaotumine kogu protsessi vältel, peaksid need tugipostid asetsema korrapäraste vahedega, et tagada piisav tugi.