การอบร้อนหลังการเชื่อมมีประโยชน์หรือไม่?

ความเค้นตกค้างจากการเชื่อมเกิดจากการกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอของรอยเชื่อมที่เกิดจากการเชื่อม การขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวของโลหะเชื่อม ฯลฯ ดังนั้นการก่อสร้างการเชื่อมจะทำให้เกิดความเค้นตกค้างอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

วิธีการทั่วไปในการกำจัดความเค้นตกค้างคือการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง กล่าวคือ ให้ความร้อนแก่รอยเชื่อมจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดและคงไว้ในเตาบำบัดความร้อนในช่วงระยะเวลาหนึ่ง และใช้การลดขีดจำกัดผลผลิตของวัสดุ ที่อุณหภูมิสูงทำให้พลาสติกไหลในสถานที่ที่มีความเค้นภายในสูงการเสียรูปแบบยืดหยุ่นจะค่อยๆ ลดลง และการเสียรูปแบบพลาสติกจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเพื่อลดความเครียด

1.ทางเลือกของวิธีการรักษาความร้อน

ผลกระทบของการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมต่อความต้านทานแรงดึงและขีดจำกัดการคืบของโลหะมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิการอบชุบและเวลาในการยึดเกาะผลของการให้ความร้อนหลังการเชื่อมต่อความเหนียวกระแทกของโลหะเชื่อมจะแตกต่างกันไปตามเหล็กประเภทต่างๆ

การรักษาความร้อนหลังการเชื่อมโดยทั่วไปจะใช้การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงเพียงครั้งเดียวหรือการทำให้เป็นมาตรฐานบวกกับการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงสำหรับข้อต่อการเชื่อมแก๊ส จะใช้การปรับให้เป็นมาตรฐานและการแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิสูงเนื่องจากเมล็ดของตะเข็บเชื่อมแก๊สและบริเวณที่ได้รับความร้อนนั้นหยาบ และจำเป็นต้องทำให้เมล็ดละเอียดยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงมีการใช้การปรับมาตรฐาน

อย่างไรก็ตาม การทำให้เป็นมาตรฐานครั้งเดียวไม่สามารถขจัดความเครียดที่ตกค้างได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงเพื่อขจัดความเครียดการแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิปานกลางเพียงครั้งเดียวเหมาะสำหรับการประกอบและการเชื่อมภาชนะเหล็กคาร์บอนต่ำธรรมดาขนาดใหญ่ที่ประกอบที่ไซต์งานเท่านั้น และมีวัตถุประสงค์เพื่อกำจัดความเค้นตกค้างและการดีไฮโดรจีเนชันบางส่วน

ในกรณีส่วนใหญ่ จะใช้การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงเพียงครั้งเดียวการทำความร้อนและความเย็นของการบำบัดความร้อนไม่ควรเร็วเกินไป และผนังด้านในและด้านนอกควรสม่ำเสมอ

2.วิธีบำบัดความร้อนที่ใช้ในภาชนะรับความดัน

มีวิธีการรักษาความร้อนสำหรับภาชนะรับความดันอยู่ 2 ประเภท วิธีแรกคือการบำบัดความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลอีกวิธีหนึ่งคือการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT)โดยทั่วไปแล้ว การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมคือการอบชุบความร้อนบริเวณที่มีรอยเชื่อมหรือส่วนประกอบที่มีรอยเชื่อมหลังจากเชื่อมชิ้นงานแล้ว

เนื้อหาเฉพาะรวมถึงการหลอมบรรเทาความเครียด การหลอมอย่างสมบูรณ์ สารละลายแข็ง การทำให้เป็นมาตรฐาน การทำให้เป็นมาตรฐานบวกกับการแบ่งเบาบรรเทา การแบ่งเบาบรรเทา การลดความเครียดที่อุณหภูมิต่ำ การตกตะกอนด้วยความร้อน ฯลฯ

ในความหมายที่แคบ การรักษาความร้อนหลังการเชื่อมหมายถึงการหลอมบรรเทาความเครียดเท่านั้น กล่าวคือ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของโซนการเชื่อมและกำจัดผลกระทบที่เป็นอันตราย เช่น ความเค้นตกค้างจากการเชื่อม เพื่อให้ความร้อนแก่โซนการเชื่อมอย่างสม่ำเสมอและเต็มที่ และชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องด้านล่างจุดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสโลหะ 2 จากนั้นกระบวนการทำความเย็นสม่ำเสมอในหลายกรณี การรักษาความร้อนหลังการเชื่อมที่กล่าวถึงคือการบำบัดความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดหลังการเชื่อมเป็นหลัก

3.วัตถุประสงค์ของการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม

(1)ผ่อนคลายความเค้นตกค้างในการเชื่อม

(2).ปรับรูปทรงและขนาดของโครงสร้างให้มั่นคง และลดการบิดเบี้ยว

(3).ปรับปรุงประสิทธิภาพของโลหะฐานและรอยต่อเชื่อม ได้แก่ :

ก.ปรับปรุงความเป็นพลาสติกของโลหะเชื่อม

ข.ลดความแข็งของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

ค.ปรับปรุงความเหนียวแตกหัก

ง.ปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้า

จ.ฟื้นฟูหรือเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตที่ลดลงในการขึ้นรูปเย็น

(4)ปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้น

(5)ปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายออกไปในโลหะเชื่อม โดยเฉพาะไฮโดรเจน เพื่อป้องกันการเกิดรอยแตกร้าวล่าช้า

4.การพิจารณาความจำเป็นของ กปภ

ไม่ว่าการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมจำเป็นสำหรับภาชนะรับความดันหรือไม่ ควรระบุไว้อย่างชัดเจนในการออกแบบ ซึ่งกำหนดไว้ในรหัสการออกแบบภาชนะรับความดันในปัจจุบัน

สำหรับภาชนะรับแรงดันแบบเชื่อม จะมีความเค้นตกค้างมากในบริเวณการเชื่อม และผลกระทบด้านลบของความเค้นตกค้างปรากฏภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้นเมื่อความเค้นตกค้างรวมตัวกับไฮโดรเจนในแนวเชื่อม จะทำให้เกิดการแข็งตัวของบริเวณที่ได้รับความร้อน ส่งผลให้เกิดรอยแตกเย็นและรอยแตกร้าวล่าช้า

เมื่อความเค้นสถิตที่เหลืออยู่ในแนวเชื่อมหรือความเค้นโหลดแบบไดนามิกในการดำเนินการโหลดรวมกับการกระทำที่กัดกร่อนของตัวกลาง อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของรอยแตกร้าว ซึ่งเรียกว่าการกัดกร่อนของความเค้นความเค้นตกค้างจากการเชื่อมและการแข็งตัวของโลหะฐานที่เกิดจากการเชื่อมเป็นปัจจัยสำคัญในการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าผลกระทบหลักของการเสียรูปและความเค้นตกค้างต่อวัสดุโลหะคือการทำให้โลหะเปลี่ยนจากการกัดกร่อนสม่ำเสมอเป็นการกัดกร่อนเฉพาะที่ กล่าวคือ การกัดกร่อนตามขอบเกรนหรือตามขอบเกรนแน่นอนว่าทั้งการกัดกร่อนจากการแตกร้าวและการกัดกร่อนตามขอบเกรนของโลหะนั้นเกิดขึ้นในตัวกลางที่มีลักษณะบางอย่างสำหรับโลหะนั้น

ในกรณีที่มีความเค้นตกค้างจะแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบ ความเข้มข้น และอุณหภูมิของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ตลอดจนความแตกต่างในองค์ประกอบ โครงสร้าง สถานะพื้นผิว สถานะความเค้น ฯลฯ ของโลหะฐานและโซนการเชื่อม เพื่อให้การกัดกร่อน ลักษณะของความเสียหายอาจเปลี่ยนแปลงไป

5.การพิจารณาผลกระทบอย่างครอบคลุมของ กปภ

การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมไม่ได้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งโดยทั่วไป การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมมีประโยชน์ในการบรรเทาความเค้นตกค้าง และจะดำเนินการเฉพาะเมื่อมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการกัดกร่อนจากความเค้นเท่านั้นอย่างไรก็ตาม การทดสอบความทนทานต่อแรงกระแทกของชิ้นงานทดสอบแสดงให้เห็นว่าการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมนั้นไม่ดีต่อความเหนียวของโลหะที่สะสมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจากการเชื่อม และบางครั้งการแตกร้าวตามขอบเกรนอาจเกิดขึ้นภายในช่วงเกรนหยาบของความร้อนในการเชื่อม โซนที่ได้รับผลกระทบ

นอกจากนี้ PWHT ยังอาศัยการลดความแข็งแรงของวัสดุที่อุณหภูมิสูงเพื่อบรรเทาความเครียดดังนั้นในระหว่าง PWHT โครงสร้างอาจสูญเสียความแข็งแกร่งสำหรับโครงสร้างที่ใช้ PWHT ทั้งหมดหรือบางส่วน จะต้องพิจารณาการเชื่อมที่อุณหภูมิสูงก่อนการอบชุบด้วยความร้อนรองรับความจุ

ดังนั้นเมื่อพิจารณาว่าจะดำเนินการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมหรือไม่ ควรเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของการบำบัดความร้อนอย่างครอบคลุมจากมุมมองของประสิทธิภาพของโครงสร้าง มีด้านหนึ่งที่ต้องปรับปรุงประสิทธิภาพ และอีกด้านหนึ่งคือลดประสิทธิภาพควรใช้วิจารณญาณที่สมเหตุสมผลบนพื้นฐานของการพิจารณาทั้งสองประเด็นอย่างครอบคลุม