용접 잔류응력은 용접으로 인한 용접물의 온도분포, 용접금속의 열팽창 및 수축 등에 의해 발생하므로 용접공사에서는 필연적으로 잔류응력이 발생하게 됩니다.
잔류응력을 제거하기 위한 가장 일반적인 방법은 고온템퍼링, 즉 용접물을 특정 온도로 가열한 후 열처리로에서 일정시간 유지하고, 재료의 항복한계를 감소시키는 방법을 이용하는 것이다. 높은 온도에서는 내부 응력이 높은 곳에서 소성 흐름이 발생합니다.탄성 변형은 점차 감소하고, 소성 변형은 점차 증가하여 응력을 감소시킵니다.
1.열처리 방법의 선택
용접 후 열처리가 금속의 인장강도와 크리프 한계에 미치는 영향은 열처리 온도와 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 채택합니다.가스 용접 조인트에는 노멀라이징 및 고온 템퍼링이 채택됩니다.이는 가스 용접 이음새와 열 영향부의 입자가 거칠고 입자를 미세화해야 하기 때문에 노멀라이징 처리가 채택되기 때문입니다.
그러나 단일 정규화로는 잔류 응력을 제거할 수 없으므로 응력을 제거하려면 고온 템퍼링이 필요합니다.단일 중온 템퍼링은 현장에서 조립된 대형 일반 저탄소강 용기의 조립 및 용접에만 적합하며 그 목적은 잔류 응력과 탈수소화를 부분적으로 제거하는 것입니다.
대부분의 경우 단일 고온 템퍼링이 사용됩니다.열처리의 가열 및 냉각은 너무 빠르지 않아야 하며 내벽과 외벽이 균일해야 합니다.
2.압력 용기에 사용되는 열처리 방법
압력 용기의 열처리 방법에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 기계적 특성을 향상시키기 위한 열처리이고;다른 하나는 용접후열처리(PWHT)입니다.광범위하게 말하면, 용접 후 열처리는 공작물을 용접한 후 용접 영역이나 용접 부품을 열처리하는 것입니다.
특정 내용에는 응력 제거 어닐링, 완전 어닐링, 고용체, 노멀라이징, 노멀라이징 + 템퍼링, 템퍼링, 저온 응력 제거, 석출 열처리 등이 포함됩니다.
좁은 의미에서 용접 후 열처리는 응력 완화 어닐링만을 의미합니다. 즉, 용접 영역의 성능을 향상시키고 용접 잔류 응력과 같은 유해한 영향을 제거하여 용접 영역을 균일하고 완전하게 가열하기 위한 것입니다. 및 금속 상전이 2 온도점 이하의 관련 부품, 그리고 균일한 냉각 과정.많은 경우에 논의된 용접 후 열처리는 본질적으로 용접 후 응력 완화 열처리입니다.
3.용접후열처리의 목적
(1).용접 잔류 응력을 완화합니다.
(2).구조물의 모양과 크기를 안정시키고 왜곡을 줄입니다.
(삼).다음을 포함하여 모재 및 용접 조인트의 성능을 향상시킵니다.
ㅏ.용접 금속의 가소성을 향상시킵니다.
비.열영향부의 경도를 줄입니다.
씨.파괴인성을 향상시킵니다.
디.피로 강도를 향상시킵니다.
이자형.냉간 성형 시 감소된 항복 강도를 복원하거나 증가시킵니다.
(4).응력 부식에 저항하는 능력을 향상시킵니다.
(5).용접 금속에 유해한 가스, 특히 수소를 추가로 방출하여 지연 균열의 발생을 방지합니다.
4.PWHT 필요성 판단
압력용기의 용접후열처리가 필요한지 여부는 현행 압력용기 설계기준에서 요구하는 설계 시 명확히 명시되어야 합니다.
용접된 압력 용기의 경우 용접 영역에 큰 잔류 응력이 있어 잔류 응력의 악영향이 있습니다.특정 조건에서만 나타납니다.잔류응력이 용접부의 수소와 결합하면 열영향부의 경화가 촉진되어 저온균열과 지연균열이 발생하게 됩니다.
용접부에 남아있는 정적 응력이나 하중 작업 시 동적 하중 응력이 매체의 부식 작용과 결합되면 소위 응력 부식인 균열 부식이 발생할 수 있습니다.용접 잔류 응력과 용접으로 인한 모재 경화는 응력 부식 균열의 중요한 요소입니다.
연구 결과에 따르면 금속 재료에 대한 변형 및 잔류 응력의 주요 영향은 금속을 균일한 부식에서 국부 부식, 즉 입계 부식 또는 입계 부식으로 변화시키는 것입니다.물론 금속의 부식 균열과 입계 부식은 해당 금속에 대한 특정 특성을 갖는 매체에서 발생합니다.
잔류응력이 존재하는 경우에는 부식성 매질의 조성, 농도, 온도에 따라 다르며, 모재와 용접부의 조성, 구조, 표면상태, 응력상태 등의 차이도 다릅니다. , 부식되도록 손상의 성격이 바뀔 수 있습니다.
5.PWHT의 종합적인 효과에 대한 고찰
용접 후 열처리는 절대적으로 유익하지 않습니다.일반적으로 용접 후 열처리는 잔류 응력 완화에 유리하며 응력 부식에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 경우에만 수행됩니다.그러나 시편의 충격인성 시험 결과, 용접후열처리는 용착금속의 인성과 용접열영향부에 좋지 않으며, 용접열의 결정립 조대화 범위 내에서 입계균열이 발생하는 경우도 있는 것으로 나타났다. 영향을 받는 구역.
또한 PWHT는 응력 완화를 달성하기 위해 고온에서 재료 강도의 감소에 의존합니다.따라서 후처리 과정에서 구조의 강성이 저하될 수 있습니다.전체 또는 부분 PWHT를 적용한 구조물의 경우 열처리 전 고온 용접을 고려해야 합니다.지원 용량.
따라서 용접 후 열처리 여부를 고려할 때 열처리의 장점과 단점을 종합적으로 비교해야 한다.구조적 성능의 관점에서 보면, 성능을 향상시키는 측면도 있고, 성능을 저하시키는 측면도 있습니다.두 가지 측면을 종합적으로 고려하여 합리적인 판단을 내려야 합니다.
게시 시간: 2023년 6월 20일