모든 용접 후 열처리가 유익한 것은 아닙니다.

01 열처리 방법 선택

용접 후 열처리가 금속의 인장강도 및 크리프 한계에 미치는 영향은 열처리 온도 및 유지시간과 관련이 있습니다. 용접 금속의 충격 인성에 대한 용접 후 열처리의 효과는 강철 유형에 따라 다릅니다. 용접 후 열처리는 일반적으로 단일 고온 템퍼링 또는 노멀라이징과 고온 템퍼링을 사용합니다. 가스 용접에는 노멀라이징과 고온 템퍼링 열처리가 사용됩니다. 이는 가스용접부 및 열영향부의 입자가 거칠고 미세화가 필요하기 때문에 노멀라이징 처리를 사용하기 때문이다. 그러나 단일 정규화로는 잔류 응력을 제거할 수 없으므로 응력 제거를 위해서는 고온 뜨임이 필요합니다. 단일 중온 템퍼링은 현장에서 조립된 대형 일반 저탄소강 용기의 조립 용접에만 적합하며 그 목적은 잔류 응력과 탈수소를 부분적으로 제거하는 것입니다. 대부분의 경우 단일 고온 템퍼링이 사용됩니다. 열처리의 가열 및 냉각은 너무 빠르지 않아야 하며 내벽과 외벽이 균일해야 합니다.

02 압력용기에 사용되는 열처리 방법

압력 용기에 사용되는 열처리 방법에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 기계적 특성을 향상시키기 위한 열처리이고; 다른 하나는 용접후열처리(PWHT)입니다. 넓은 의미에서 용접 후 열처리는 공작물을 용접한 후 용접 영역이나 용접 부품을 열처리하는 것입니다. 구체적인 내용에는 응력 제거 어닐링, 완전 어닐링, 용체화, 노멀라이징, 노멀라이징 및 템퍼링, 템퍼링, 저온 응력 제거, 석출 열처리 등이 포함됩니다. 좁은 의미에서 용접 후 열처리는 응력 제거 어닐링만을 의미하며, 즉, 용접부의 성능을 향상시키고 용접 잔류 응력과 같은 유해한 영향을 제거하기 위해 용접부 및 관련 부품을 금속 상변태 온도 2점 이하로 균일하고 완전하게 가열한 후 균일하게 냉각시킵니다. 많은 경우에 논의된 용접 후 열처리는 본질적으로 용접 후 응력 완화 열처리입니다.

03용접후열처리의 목적

1. 용접잔류응력을 완화한다.
2. 구조물의 모양과 크기를 안정시키고 왜곡을 줄입니다.
3. 다음을 포함하여 모재와 용접 조인트의 성능을 개선합니다. 용접 금속의 가소성을 향상시킵니다. 비. 열영향부의 경도를 줄입니다. 기음. 파괴인성을 향상시킵니다. 디. 피로 강도를 향상시킵니다. 이자형. 냉간 성형 시 감소된 항복 강도를 복원하거나 향상시킵니다.
4. 응력 부식에 저항하는 능력을 향상시킵니다.
5. 지연 균열 발생을 방지하기 위해 용접 금속의 유해 가스, 특히 수소를 추가로 방출합니다.

04PWHT 필요성 판단

압력 용기에 용접 후 열처리가 필요한지 여부는 설계 시 명확하게 지정되어야 하며 현재 압력 용기 설계 사양에는 이에 대한 요구 사항이 있습니다.
용접된 압력 용기의 경우 용접 영역에 잔류 응력이 크고 잔류 응력의 악영향이 큽니다. 특정 조건에서만 나타납니다. 잔류응력이 용접부의 수소와 결합하면 열영향부의 경화가 촉진되어 저온균열과 지연균열이 발생하게 됩니다.
용접부에 남아있는 정적 응력이나 부하 작업 중 동적 응력이 매체의 부식 효과와 결합되면 응력 부식이라고 하는 균열 부식이 발생할 수 있습니다. 용접잔류응력과 용접으로 인한 모재의 경화는 응력부식균열이 발생하는 중요한 요인이다.

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연구 결과에 따르면 금속 재료에 대한 변형 및 잔류 응력의 주요 영향은 금속을 균일한 부식에서 국부 부식, 즉 입계 또는 입계 부식으로 변형시키는 것입니다. 물론, 금속 부식 균열과 입계 부식은 모두 금속의 특정 특성을 지닌 매체에서 발생합니다. 잔류응력이 존재하는 경우 부식성 매질의 조성, 농도, 온도뿐만 아니라 모재의 조성, 조직, 표면상태, 응력상태 등의 차이에 따라 부식 손상의 성질이 달라질 수 있습니다. 그리고 용접 영역.

용접된 압력 용기에 용접 후 열처리가 필요한지 여부는 목적, 크기(특히 벽 두께), 사용된 재료의 성능 및 용기의 작업 조건을 종합적으로 고려하여 결정되어야 합니다. 다음과 같은 상황에서는 용접 후 열처리를 고려해야 합니다.

1. 저온에서 취성파괴의 위험이 있는 두꺼운 벽의 용기, 큰 하중과 교번 하중을 견디는 용기 등 가혹한 작동 조건.

2. 두께가 일정 한도를 초과하는 용접 압력 용기. 특별한 규정과 사양이 있는 보일러, 석유화학 압력 용기 등이 포함됩니다.

3. 치수 안정성이 높은 압력 용기.

4. 경화 경향이 높은 강철로 만들어진 용기.

5. 응력 부식 균열의 위험이 있는 압력 용기.

6. 기타 특별한 규정, 규격 및 도면에 규정된 압력용기

강철 용접 압력 용기에서는 항복점에 도달하는 잔류 응력이 용접 근처 영역에 형성됩니다. 이러한 응력의 발생은 오스테나이트와 혼합된 조직의 변태와 관련이 있다. 많은 연구자들은 용접 후 잔류 응력을 제거하기 위해 650도에서의 뜨임이 강철 용접 압력 용기에 좋은 영향을 미칠 수 있다고 지적합니다.

동시에, 용접 후 적절한 열처리가 수행되지 않으면 내식성 용접 조인트가 결코 얻어지지 않을 것으로 생각됩니다.

일반적으로 응력 완화 열처리는 용접된 공작물을 500~650도까지 가열한 다음 천천히 냉각하는 공정이라고 알려져 있습니다. 응력 감소는 탄소강의 경우 450도, 몰리브덴 함유강의 경우 550도에서 시작되는 고온에서의 크리프에 의해 발생합니다.

온도가 높을수록 스트레스를 제거하기가 더 쉽습니다. 그러나 일단 강철의 원래 뜨임 온도를 초과하면 강철의 강도가 감소합니다. 따라서 응력 완화를 위한 열처리는 온도와 시간이라는 두 가지 요소를 모두 숙지해야 하며 둘 다 필수 불가결한 것은 아닙니다.

그러나 용접물의 내부 응력에는 인장 응력과 압축 응력이 항상 동반되며 응력과 탄성 변형이 동시에 존재합니다. 강철의 온도가 상승하면 항복강도가 감소하고 원래의 탄성 변형은 소성 변형이 되어 응력 완화가 됩니다.

가열 온도가 높을수록 내부 응력이 더 완벽하게 제거됩니다. 그러나 온도가 너무 높으면 강철 표면이 심하게 산화됩니다. 또한 담금질 및 템퍼링된 강철의 PWHT 온도의 경우 원칙은 강철의 원래 템퍼링 온도보다 일반적으로 약 30도 낮은 강철의 원래 템퍼링 온도를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 재료가 담금질을 잃고 템퍼링 효과, 강도 및 파괴 인성이 감소됩니다. 열처리 작업자는 이 점에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

내부 응력 제거를 위한 용접 후 열처리 온도가 높을수록 강의 연화도는 높아집니다. 일반적으로 강의 재결정 온도까지 가열하면 내부 응력을 제거할 수 있습니다. 재결정 온도는 용융 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 재결정 온도 K=0.4X 용융 온도(K)입니다. 열처리온도가 재결정온도에 가까울수록 잔류응력 제거에 효과적이다.

04 PWHT의 종합적인 효과 고려

용접 후 열처리는 절대적으로 유익하지 않습니다. 일반적으로 용접 후 열처리는 잔류 응력 완화에 도움이 되며 응력 부식에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 경우에만 수행됩니다. 그러나 시편의 충격인성 시험 결과, 용접후열처리는 용착금속 및 열영향부의 인성 향상에 도움이 되지 않으며, 때로는 열영향부의 결정립 조대화 범위 내에서 입계균열이 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 존.

또한 PWHT는 응력을 제거하기 위해 고온에서 재료 강도의 감소에 의존합니다. 따라서 후처리 과정에서 구조의 강성이 저하될 수 있습니다. 전체적으로 또는 부분적으로 PWHT를 적용한 구조물의 경우, 열처리 전에 고온에서 용접물의 지지력을 고려해야 합니다.

따라서 용접 후 열처리 여부를 고려할 때 열처리의 장점과 단점을 종합적으로 비교해야 한다. 구조적 성능의 관점에서 보면 성능이 향상되는 측면과 성능이 저하되는 측면이 있습니다. 두 가지 측면을 종합적으로 고려한 기본작업을 바탕으로 합리적인 판단이 이루어져야 합니다.