长期以来,一些技术人员关注焊后热处理对消除焊接残余应力的作用,而忽视了其不规范操作产生不利的影响。实际上不规范的热处理操作,会造成韧性降低乃至破裂。
例1:
某厂板卷焊而成,有一筒节的一张钢板压头时,一端回弹大,难成形。为此厂方将钢板放入长17m的电炉内进行(580~600)℃×5.5h的热处理。当出炉冷至室温后在大型滚圆机上作业时,一声脆断,沿板端头的缺口处(有应力集中)出现了4条呈放射形的裂纹,断裂长度为5O0~1400mm。
为探明断裂原因,该厂从断裂的钢板上取样进行试验,结果表明:
(I)原材料成分合格,但钢材的组织不均匀且有硬化(M—A)相;
(2)钢板经上述热处理后冲击功明显下降,其10℃的A、,最低达I5J;
(3)对原材料和经上述热处理(有再热脆化)的钢板进行落锤试验,测定脆性转变温度(NDTT),试验数据证明,随板厚增加,NDTT提高;经上述热处理的脆性转变温度更加高,NDTT在室温附近。
为此,该厂对这类钢厚壁简节的压头、滚圆、校圆工艺是将钢板经300℃×2h的加热后温压、温校(至8O℃终止),而不是采取 600℃以上长时间热处理后在室温作业。
例2:15CrMo钢管焊接接头热处理时间过长。
2004年某机械厂制造加氢换热器,对壁厚为10mm的15CrMo接管焊接接头进行(570±10)℃X3h的局部热处理。当询问此管焊接接头为何保温3h时,回答是:因焊接工艺评定是3h。实际上这是一个误区。
例3:加压气化炉部件在有缺口效应的状况下热处理,造成母材放射性开裂。
我国采用壳牌粉煤加压气化技术建造的最大气化炉壳体净重约1010t,内件250t。该装置由气化炉、气体返回室、导管和废热锅炉。其设计压力为5.2MPa、设计温度450℃、最低操作温度215度;介质:合成气、水蒸气;壳体锻件由法国进口,
某制造厂于2004年12月(环境温度很低)进行焊接,2005年1~3月发现在气体返回室锻件筒体上的2O个接管中有1O个接管开裂。这些接管的裂纹从根部焊缝开始并向壳体母材扩展,在壳体管孔处呈散射性的裂开,形成.. 1~5条裂纹(有的还分叉),裂纹长度达.. 1 6O~500mm,宽度 6 0~100mm,裂纹深度除了N8 0最深达40mm和A1lNS1最深达200mm外,其余全部为穿透壳体的开裂。经分析,这种开裂不是焊接造成的,是热处理造成的。当时外壁焊缝完成(内壁尚未焊),在焊缝根部有缺口的状况下,进行焊后热处理,试图消除外壁焊缝的应力,但未考虑到25Cr-5Mo钢有再热脆化倾向,壁厚为20mm、8am)。其壳体刚性很大(125r外壁焊缝也很厚,焊接残余应力很大,热处理过程中应力要释放,必然在焊缝根部缺口应力集中处开裂,并通过裂纹向脆化了的壳体母材扩展,从而使应力释放。为此,制造厂将1O个开裂接管及周围金属切下,换成更大的接管,例如All由960mm扩大为1070mm,N61由189mm扩大为46Omm,P52由13Omm扩大为520mm。并对未消除的裂纹补焊后,重新更换接管后再焊接。
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