产生塑性变形进行松弛,降低残余应力,接头中扩散氢逸出,这个过程从开始至结束需要一个时间段来完成,这个时间的长短,决定了残余应力消除程度和扩散氢逸出的程度,对焊后热处理效果有重大影响。
综上所述,焊后热处理保温温度确定后,需确定一个足够时间段来完成组织转变,消除残余应力,降低扩散氢的含量。因此,焊后热处理最短保温时间是影响热处理效果的重要因素。
三、焊后热处理保温温度和保温时间确定应注意的问题 GB/T30583中4.4对钢制焊件焊后热处理最低保温温度和最短保温时间,以及降低保温温度和延长保温时间给以规定。但标准并没有对最高保温温度和最长保温时间,以及在什么情况下应降低保温温度和延长保温时间给以规定。由于焊后热处理工艺是个专业性和实践性非常强的工艺文件,它要求工艺人员应具一定专业知识和足够实践经验。工艺人员根据GB/T30583的规定,钢材适应热处理加工的工艺性能,结合产品设计文件,制造工艺条件和管理情况来拟定热处理规程,规程中应明确确定最低保温温度和保温时间(最短),为做好本项工作谈几个应注意的问题。 1.确定焊后?岽?理最低保温温度的方法
首先在设计图样上,依次找出各式各样的焊接接头以及各个接头的钢号、标准号、供货状态、厚度 ,按NB/T47014
表1规定划定类别号、组别号;但应注意以下几个问题: 1.1设计文件上对各个焊接接头材料(板材、管材、锻件)规定材料供货状态,特别注意正火十回头、调质钢要求,根据相关材料标准上标明最低回火温度,当材料质保书上提供材料回火温度时,焊后热处理保温温度应低于材料标准或材料质保书上的回火温度。
1.2设计文件中规定焊后热处理保温温度时,应按设计文件规定确定保温温度。
1.3对有再热裂倾向材料进行焊后热处理时(一般采用△G法和PSR法判定材料是否具有再热之倾向,再热裂纹产生温度区间为550℃-650℃,焊后热处理温度应大于660℃,一般采用675℃±15℃。
1.4不同钢号或不同类别相焊时,焊后热处理温度按焊后热处理温度较高钢号执行,但温度不应超过两者任一钢号的下相变点A1。
1.5在产品或部件用钢材供货状态不同时,应按材料标准或材料质保书规定正火十回火或调质处的回火温度来确定焊后热处理温度。
初步确定焊后热处理温度后,结合产品或部件设计文件,相应规范和标准,制造条件和管理情况,确定焊后热处理温度,若焊后热处理温度低于GB/T30583表示规定最低保温温度时,应表2的规定降低温度档次来确定焊后热处理温
度。
2.确定焊后热处理最短保温时间的方法
2.1确定焊后热处理保温温度值当不低于GB/T30583中表1所规定的最低保温温度时,按接头的焊缝金属有效厚度最大者和表1规定来确定最短保温时间。
2.2当焊后热处理保温温度低于表1规定最低保温温度时,应按表2规定相应降低温度后的保温温度所对应最短保温时间进行确定。
四、焊后热处理最短保温温度和保温时间确定 1.钢材生产单位、大专院校和科研单位对钢材焊接性能试验所确定焊后热处理保温温度和保温时间,我们应采纳 如:1.1《09MnNiDR钢制球罐用W707DRQ焊条焊接性能》通过试验确定焊后热处理保温温度(580℃±10℃),最短保温时间2h,试验单位:合肥通用机械研究院;哈尔滨焊接研究所。
1.2《16MnDR钢的性能及应用》规定焊后热处理保温温度(620℃±20℃),试验单位:武汉钢铁公司。 承压设备生产单位按NB/T47014和设计文件的规定进行焊接工艺评定验证预热处理规程制定焊后热处理保温温度和最短保温时间是否合理并确认
但应注意以下几点:2.1对于低温条件下使用的特种设备,焊评应增加设定的低温温度下的冲击韧度试验。2.2对
于高温条件下使用的特种设备,焊评应增加设定的高温温度的持久强度试验。2.3对于有再热裂纹倾向的钢材,焊评应增加热处理后进行MT或PT检测。2.4对于使用在应力腐蚀中的特种设备,焊评应按设计文件规定进行耐应力腐蚀试验。
五、焊后热处理保温温度和保温时间的验证 承压设备是检验焊后热处理效果和参数是否合理的标本。应在首台承压设备上来检验热处理效果,检验、检测和试验项目如下:
1.有再热裂纹倾向的钢材,热处理后对所有焊缝及产品焊接件焊缝进行100%MT或PT检测,按NB/T47013的规定,Ⅰ级合格。
2.有延迟裂纹倾向钢材,标准抗拉强度下限Rm≥540MP钢制承压设备,热处理后应对所有焊缝进行布氏硬度检测,HB≤200。
2.1筒体和封头的A、B、C、D类接头,每个接头各测两组;(2)开口接管与筒体和封头的D类接头各测一组;(3)每组测三点:即母材、热影响区、焊缝金属各一点(在设备内表面检测)。
3.有条件单位最好对所有焊接接头,按GB/T7704-2008《无损检测 X射线应力测定方法》规定进行应力测定。残余应力消除应达到85%以上为合格。
4.产品焊接试件
产品焊接试件应与产品同炉进行热处理,按NB/T47016的规定制备试样和试验。
4.1各项力学性能值不低于材料标准或设计文件规定值为合格。4.2低温承压设备应按设计低温进行冲击试验,其值应不低于材料标准或设计文件规定值为合格。4.3耐热钢承压设备应按设计最高温度进行持久强度试验,其值不低于材料标准和设计文件规定值为合格。4.4按GB/T2654-2008《焊接接头硬度试验办法》规定进行硬度试验,测点按图1所示进行。
1.A区-母材 B区---热影响区 C区---焊缝 2.用布氏硬度计测量 3.测点间距:在A.C区为3?L 在B区为0.5 ?L 4.HBW≤200或220 . 在设计文件规定进行耐应力腐蚀试验时,应设计文件规定方法、标准进行试验。以上各项检验检测和试验均符合要求,该焊后热处理规定保温温度和保温时间能使热处理质量得到保证,热处理规范参数是合理的。 六、结束语
1.要认真审查设计文件,了解各受压元件钢号,材料标准及标准规定的供货状态,热处理制度;同时审查设计文件对焊后热处理的规定,对材料性能的特殊要求。 2.认真按材料标准的规定,材料生产单位、大专院校科研单位成功经验确定焊后热处理保温温度和保温时间。
3.应经过按NB/T47014规定的焊接工艺评定试验和产品的验证最终确定焊后热处理保温温度和保温时间,能使承压设备的安全性能得到可靠保证。