يحدث إجهاد اللحام المتبقي بسبب التوزيع غير المتساوي لدرجة حرارة اللحام الناتج عن اللحام، والتمدد الحراري وانكماش معدن اللحام، وما إلى ذلك، وبالتالي فإن بناء اللحام سوف ينتج حتماً إجهادًا متبقيًا.
الطريقة الأكثر شيوعًا للتخلص من الإجهاد المتبقي هي التقسية بدرجة الحرارة العالية، أي تسخين اللحام إلى درجة حرارة معينة والاحتفاظ به لفترة زمنية معينة في فرن المعالجة الحرارية، واستخدام تقليل حد إنتاج المادة عند درجة حرارة عالية لتسبب تدفق البلاستيك في الأماكن ذات الضغط الداخلي العالي.يقل التشوه المرن تدريجيًا، ويزيد التشوه البلاستيكي تدريجيًا لتقليل الضغط.
1.اختيار طريقة المعالجة الحرارية
يرتبط تأثير المعالجة الحرارية بعد اللحام على قوة الشد وحد الزحف للمعدن بدرجة حرارة المعالجة الحرارية وزمن الثبات.يختلف تأثير المعالجة الحرارية بعد اللحام على صلابة معدن اللحام باختلاف أنواع الفولاذ.
تعتمد المعالجة الحرارية بعد اللحام بشكل عام على تقسية درجة حرارة عالية أو تطبيع بالإضافة إلى تقسية درجة حرارة عالية.بالنسبة لمفاصل اللحام بالغاز، يتم اعتماد التطبيع وتلطيف درجة الحرارة العالية.وذلك لأن حبيبات خط لحام الغاز والمنطقة المتأثرة بالحرارة تكون خشنة، وتحتاج الحبوب إلى الصقل، لذلك يتم اعتماد المعالجة الطبيعية.
ومع ذلك، لا يمكن للتطبيع الفردي أن يزيل الإجهاد المتبقي، لذا يلزم تخفيف درجة الحرارة المرتفعة للقضاء على الإجهاد.تعتبر عملية التقسية الفردية ذات درجة الحرارة المتوسطة مناسبة فقط لتجميع ولحام الحاويات الكبيرة العادية المصنوعة من الفولاذ منخفض الكربون والتي يتم تجميعها في الموقع، والغرض منها هو تحقيق الإزالة الجزئية للإجهاد المتبقي وإزالة الهيدروجين.
في معظم الحالات، يتم استخدام درجة حرارة عالية واحدة.لا ينبغي أن يكون التسخين والتبريد للمعالجة الحرارية سريعًا جدًا، ويجب أن تكون الجدران الداخلية والخارجية موحدة.
2.طرق المعالجة الحرارية المستخدمة في أوعية الضغط
هناك نوعان من طرق المعالجة الحرارية لأوعية الضغط: الأول هو المعالجة الحرارية لتحسين الخواص الميكانيكية؛والآخر هو المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT).بشكل عام، المعالجة الحرارية بعد اللحام هي المعالجة الحرارية للمنطقة الملحومة أو المكونات الملحومة بعد لحام قطعة العمل.
يشتمل المحتوى المحدد على التلدين لتخفيف الإجهاد، والتليين الكامل، والمحلول الصلب، والتطبيع، والتطبيع بالإضافة إلى التقسية، والتلطيف، وتخفيف الإجهاد في درجات الحرارة المنخفضة، والمعالجة الحرارية لهطول الأمطار، وما إلى ذلك.
بالمعنى الضيق، تشير المعالجة الحرارية بعد اللحام فقط إلى التلدين لتخفيف الضغط، أي من أجل تحسين أداء منطقة اللحام والقضاء على الآثار الضارة مثل إجهاد اللحام المتبقي، وذلك لتسخين منطقة اللحام بشكل موحد وكامل والأجزاء ذات الصلة تحت المرحلة الانتقالية المعدنية 2 نقطة درجة الحرارة، ومن ثم عملية التبريد الموحدة.في كثير من الحالات، تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام التي تمت مناقشتها هي في الأساس معالجة حرارية لتخفيف الإجهاد بعد اللحام.
3.الغرض من المعالجة الحرارية بعد اللحام
(1).استرخاء الإجهاد المتبقي للحام.
(2).تثبيت شكل وحجم الهيكل وتقليل التشويه.
(3).تحسين أداء المعدن الأساسي والوصلات الملحومة، بما في ذلك:
أ.تحسين مرونة معدن اللحام.
ب.تقليل صلابة المنطقة المتضررة من الحرارة.
ج.تحسين صلابة الكسر.
د.تحسين قوة التعب.
ه.استعادة أو زيادة قوة الخضوع المخفضة في التشكيل البارد.
(4).تحسين القدرة على مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد.
(5).إطلاق المزيد من الغازات الضارة في معدن اللحام، وخاصة الهيدروجين، لمنع حدوث الشقوق المتأخرة.
4.حكم ضرورة PWHT
ما إذا كانت المعالجة الحرارية بعد اللحام ضرورية لأوعية الضغط يجب أن يتم تحديدها بوضوح في التصميم، وهو ما يتطلبه رمز تصميم أوعية الضغط الحالي.
بالنسبة لأوعية الضغط الملحومة، هناك إجهاد متبقي كبير في منطقة اللحام، وتأثيرات سلبية للإجهاد المتبقي.تجلى فقط في ظل ظروف معينة.عندما يتحد الإجهاد المتبقي مع الهيدروجين الموجود في اللحام، فإنه سيعزز تصلب المنطقة المتأثرة بالحرارة، مما يؤدي إلى توليد الشقوق الباردة وتأخير الشقوق.
عندما يتم الجمع بين الإجهاد الساكن المتبقي في اللحام أو إجهاد الحمل الديناميكي في عملية التحميل مع عمل التآكل للوسط، فقد يتسبب ذلك في تآكل الشقوق، وهو ما يسمى بالتآكل الإجهادي.يعد إجهاد اللحام المتبقي وتصلب المعدن الأساسي الناجم عن اللحام من العوامل المهمة في تكسير التآكل الإجهادي.
أظهرت نتائج البحث أن التأثير الرئيسي للتشوه والإجهاد المتبقي على المواد المعدنية هو تحويل المعدن من التآكل المنتظم إلى التآكل المحلي، أي إلى التآكل الحبيبي أو التآكل الحبيبي.بالطبع، يحدث كل من التشقق الناتج عن التآكل والتآكل الحبيبي للمعادن في الوسائط التي لها خصائص معينة لهذا المعدن.
في حالة وجود الإجهاد المتبقي، يختلف الأمر وفقًا لتركيب وتركيز ودرجة حرارة الوسط المتآكل، بالإضافة إلى الاختلافات في التركيب والهيكل وحالة السطح وحالة الإجهاد وما إلى ذلك للمعدن الأساسي ومنطقة اللحام. ، بحيث أن طبيعة التآكل قد تتغير.
5. النظر في التأثير الشامل لـ PWHT
المعالجة الحرارية بعد اللحام ليست مفيدة تمامًا.بشكل عام، المعالجة الحرارية بعد اللحام مفيدة لتخفيف الإجهاد المتبقي، ويتم تنفيذها فقط عندما تكون هناك متطلبات صارمة للتآكل الإجهادي.ومع ذلك، فإن اختبار صلابة الصدم للعينة يُظهر أن المعالجة الحرارية بعد اللحام ليست جيدة لصلابة المعدن المترسب ومنطقة اللحام المتأثرة بالحرارة، وفي بعض الأحيان قد يحدث تكسير بين الحبيبات ضمن نطاق خشونة الحبوب لحرارة اللحام. المنطقة المتضررة.
علاوة على ذلك، يعتمد PWHT على تقليل قوة المواد عند درجة حرارة عالية لتحقيق تخفيف الضغط.لذلك، أثناء PWHT، قد يفقد الهيكل صلابته.بالنسبة للهياكل التي تعتمد PWHT كليًا أو جزئيًا، يجب مراعاة اللحام عند درجة حرارة عالية قبل المعالجة الحرارية.القدرة الداعمة.
ولذلك، عند النظر في ما إذا كان سيتم إجراء المعالجة الحرارية بعد اللحام، ينبغي مقارنة مزايا وعيوب المعالجة الحرارية بشكل شامل.من وجهة نظر الأداء الهيكلي، هناك جانب لتحسين الأداء، وجانب آخر لتقليل الأداء.وينبغي إصدار حكم معقول على أساس دراسة شاملة للجانبين.
وقت النشر: 20 يونيو 2023