壓力容器製造——熱處理(三)

焊後(消除應力)熱處理(續)

二、焊接應力的產生、特點及危害

焊接應力產生的原因

焊接系金屬構件局部快速加熱至高溫後又快速冷卻的過程,焊縫區與其母材間存在較高的溫度剃度。加熱時,高溫金屬的熱膨脹受構件剛性及周圍冷態金屬的拘束,產生了熱應力;冷卻時,焊縫金屬受周圍冷態金屬的約束而無法自由收縮,從而形成了殘餘應力。上述應力與殘餘應力就構成了焊接應力,因此,焊接應力是因焊縫區與周邊部位變形不協調而產生的。

壓力容器製造——熱處理(三)

焊接應力的主要特點

在某些情況下焊接應力的量值可能很大,接近、達到甚至超過材料的屈服極限,這一點已為大量的焊接應力實測結果所證實。

焊接應力屬二次應力,具有“自限性”。焊接應力系由變形不協調或稱變形不自由產生的,當其量值達到或超過材料屈服極限會引起材料的塑性流動,一旦產生塑性流動,變形的不自由程度會得到緩解,致使焊接應力下降,因此焊接應力對容器強度的危害,小於因介質壓力引起的一次應力。

壓力容器製造——熱處理(三)

焊接應力對容器運行安全的危害

過大的焊接應力會加速已有缺陷的擴展、新缺陷的萌生以及造成容器應力狀態的紊亂。過大的焊接殘餘應力的存在還會造成應力腐蝕開裂。

應力腐蝕是腐蝕破壞中的一種類型,據統計,應力腐蝕破壞約佔各種腐蝕破壞中的40%,在形成應力腐蝕破壞的各種條件中,一定量的應力及適宜的腐蝕環境是兩項基本的必要條件。焊接應力由於量值較大且焊妥後一直存在,只要置於適宜的腐蝕環境,則不論容器使用與否,甚至在放置中都會產生應力腐蝕開裂,多數應力腐蝕裂紋位於焊接接頭部位就是證明。


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