压力容器消氢处理

原创 胡伟明  2020-06-09 20:56:00  阅读 219 次 评论 0 条
摘要:

焊接裂纹焊接接头中的冷裂纹又称为延迟裂纹,是焊接时在Ar3(注:相变温度)以下冷却过程中或冷却以后所产生的裂纹,形成裂纹的温度通常在马氏体转变范围,约200~300℃以下。这种裂纹可以在焊接后立即出现,也可能延迟几小时、几天甚至更长的时间以后再发生。焊接接头中存在的氢、硬脆组织和应力是导致冷裂纹的主要因素。在许多情况下氢是引起冷裂纹的最活跃的因素,因此,冷裂纹也称为氢致裂纹。焊接时,焊接材料所含水分及其他含氢化合物被电弧的高温所分解,成为原子氢溶入到电弧下的金属熔池中。氢在熔融金属中的溶解度是比

焊接裂纹

焊接接头中的冷裂纹又称为延迟裂纹,是焊接时在Ar3(注:相变温度)以下冷却过程中或冷却以后所产生的裂纹,形成裂纹的温度通常在马氏体转变范围,约200~300℃以下。这种裂纹可以在焊接后立即出现,也可能延迟几小时、几天甚至更长的时间以后再发生。焊接接头中存在的氢、硬脆组织和应力是导致冷裂纹的主要因素。

在许多情况下氢是引起冷裂纹的最活跃的因素,因此,冷裂纹也称为氢致裂纹。焊接时,焊接材料所含水分及其他含氢化合物被电弧的高温所分解,成为原子氢溶入到电弧下的金属熔池中。氢在熔融金属中的溶解度是比较大的,但是当液相金属凝成固相时,氢的溶解度便急剧降低,由于焊接接头处的冷却速度极快,使大部分的氢来不及逸出,而以过饱和状态固溶于凝固了的焊缝金属中。随着固相金属温度降低,特别是从奥氏体转变成铁素体后,氢的溶解度进一步降低,使焊缝金属中氢的过饱和程度更为增加。一部分过饱和的氢原子可以扩散至焊缝金属的表面而外逸到大气中,一部分氢原子扩散到焊缝及近缝热影响区内部的空隙中(例如气孔、非金属夹杂物周围的空隙等),形成氢分子,体积急骤增大,使这些空隙部位处于高压状态,并在某些细小空隙的尖端产生高应力。此外,由于焊接应力(包括热应力、相变形成的组织应力以及拘束条件等引起的应力)的存在,也会在一些内部缺陷或表面缺陷的前沿产生应力集中。溶于钢中的氢原子在应力梯度的驱动下扩散到上述这些高应力部位而浓集起来,使此处的金属结合强度降低,如果这些部位存在硬脆组织,则当氢的浓度达到某一临界值时,就会在应力的作用下产生微裂纹,然后在扩散氢、应力和硬脆组织同时存在的条件下,微裂纹就逐步扩展成宏观裂纹。

消氢处理

消氢处理就是在焊后立即将焊缝及其邻近的母材加热到较高温度,提高氢在钢中的扩散系数,使焊缝金属中过饱和状态的氢原子加速扩散逸出到大气中,从而防止冷裂纹的产生。对于冷裂纹敏感性较大的低合金钢(如σ>540MPa的高强度钢、较厚的珠光体耐热钢等)和拘束度较大的焊件(如厚度大于38mm的低合金钢球壳、嵌人式接管与球壳的对接接头等),以及焊接试验确定需作消氢处理的焊接接头,应在焊后进行消氢处理。

消氢处理必须在焊后立即进行。消氢处理的温度一般为200~350℃,保温时间与焊接接头的厚度有关,一般应不少于0.5h。有消氢处理要求的焊接接头,如果焊接结束后立即进行焊后热处理,则可免做消氢处理。


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