Ublažavanje naprezanja u zavarivanju

Ublažavanje naprezanja u zavarivanju

Weld stress relief is a post-weld heat treatment (PWHT) process used to relieve residual stresses created by rapid cooling of a welded component after welding.

Zavarivanje je proces koji često može stvoriti visoke razine naprezanja u zavarenom dijelu. To je zbog činjenice da se tijekom zavarivanja dio zagrijava do visoke temperature, a zatim brzo hladi. To može stvoriti naprezanje u dijelu koje može dovesti do pucanja ili drugih problema.

Jedan od načina za ublažavanje ovih naprezanja je korištenje kontroliranog procesa hlađenja u peći. To uključuje kontrolirano zagrijavanje i hlađenje zavarenog dijela na određenu temperaturu i zatim njegovo držanje na toj temperaturi određeno vrijeme, koje se naziva vrijeme zadržavanja.

Pročitajte više: Toplinska obrada nakon zavarivanja ili PWHT

Why is stress relief heat treatment (PWHT) necessary?

PWHT is an important process to ensure the quality of welds and can help improve the performance and life of the finished product. In many cases, it can also be used to prevent cracking and other problems that can occur due to high stress levels in the material.

Toplinska obrada za smanjenje naprezanja je proces u kojem se metal zagrijava na određenu temperaturu, a zatim hladi kontroliranom brzinom. Obično se koristi na dijelovima koji su skloni pucanju ili deformaciji pod pritiskom.

Toplinski tretman za ublažavanje stresa koristi se za:

• Poboljšati duktilnost,
• Ublažite unutarnje naprezanje,
• Ublažite zaostala naprezanja i
• Pročistite zrnastu strukturu metala.
• Spriječite promjene dimenzija u metalima.
• Poboljšati otpornost metala na zamor

Jedna od prednosti toplinske obrade za ublažavanje stresa je ta što može spriječiti promjene dimenzija u metalima. Kad se metali zagrijavaju, šire se, a kad se ohlade skupljaju.

Ovo toplinsko širenje i skupljanje može uzrokovati savijanje ili iskrivljenje dijelova. Ublažavanjem unutarnjih naprezanja u metalima, možemo pomoći u smanjenju ovih promjena dimenzija.

Metode za smanjenje naprezanja u zavarivanju

Postoji nekoliko metoda koje se mogu koristiti za smanjenje naprezanja zavarenog dijela (Stress Relief in Welding). Tri najčešće metode za ublažavanje naprezanja u zavarivanju su:

1. Ublažavanje stresa toplinskom obradom naziva se i SR toplinska obrada,
2. Sačmarenje, i
3. Vibration Stress Relief, također poznat kao VSR.

1. Alleviation of stress by heat treatment

The best method for stress relief is annealing the welds. Unfortunately, this can only be achieved in furnaces which usually have a hard time accommodating welded components/structures of any consequence.

Tretman za ublažavanje stresa stoga je obvezan samo za osnovne artikle, kao što su bačve za kotlove i visokotlačne posude. U nekim slučajevima ova toplinska obrada može dovesti do savijanja.

Tretman za smanjenje naprezanja koji se često daje zavarenim komponentama ovisi o njihovom sastavu materijala. Donja tablica navodi temperaturne raspone koji se koriste za toplinsku obradu raznih vrsta materijala za ublažavanje naprezanja nakon zavarivanja. (Referenca ASME B31.3, tablica 331.1.1).

Energija za PWHT može se osigurati uljem, propanom ili prirodnim plinom ili električnom energijom. Toplina se može primijeniti lokalno ili zavarene komponente mogu biti potpuno zatvorene u peći.

PWHT temperature, obično u rasponu od 540 do 815°C, smanjuju unutarnje naprezanje i pomažu omekšati otvrdnuta područja u ZUT. Rad se zagrijava na zadanu temperaturu koja se održava na odabranoj temperaturi tijekom odgovarajućeg vremena namakanja i zatim se ostavi da se ohladi, pri čemu su i grijanje i hlađenje podvrgnuti kontroliranom temperaturnom gradijentu kao što je 100-200°C po satu za debljinu do 25 mm i sporije brzine za deblje ploče, ovisno o kodu koji se slijedi.

Lokalizirana toplina može se primijeniti pomoću fleksibilnih izoliranih jastučića i električnih grijača za prste. Dostupni su u različitim oblicima s elementima izoliranim keramičkim kuglicama i napajanim iz izvora zavarivanja ili pomoćnog transformatora na 60-80 volti. Jastučići su povezani paralelno prema potrebi i prekriveni su izolacijskim materijalom radi očuvanja topline.

2. Ublažavanje stresa sačmom

Peening je postupak koji se može koristiti za smanjenje naprezanja u metalima. Uključuje ispaljivanje malih hitaca u metalnu površinu. Ovaj proces može povećati vijek trajanja metala do tri puta. Također se može koristiti za poboljšanje performansi zavarenih spojeva.

Udar metalnih kuglica stvara sićušna udubljenja na površini metalnog predmeta. Ova udubljenja pomažu u smanjenju pritiska na metalni predmet i čine ga jačim.

Peeniranje sačmom je učinkovit način za ublažavanje stresa na metalnim predmetima. Proces je jednostavan i ne zahtijeva puno opreme. Također je relativno jeftin.

Pročitajte više: Metoda sačmarenja: Potpuni vodič.

3. Stress relief using Stress Relief vibrations

Vibracijsko smanjenje naprezanja (VSR) je metoda koja se temelji na rezonanciji za smanjenje zaostalog naprezanja i stabilizaciju metala. Ovo je netermalna metoda, stoga nema izobličenja ili promjene vlačne čvrstoće.

Pročitajte više: Vibracijski tretman za ublažavanje stresa.

Energija se unosi u komponentu, kako bi se smanjio stres, pomoću niske frekvencije (10 do 220 ciklusa/sekundi) i vibracija visoke amplitude, i može se uspješno primijeniti na dijelove težine od kg do opreme težine do 150 tona.

Za zavarene proizvode, smanjenje naprezanja može se izvesti tijekom zavarivanja što je od velike pomoći u sprječavanju nakupljanja zaostalog naprezanja koje može uzrokovati pucanje zavara ili izobličenje nekih dijelova.

Referenca: ASME B31.3, API 582.

Open this in UX Builder to add and edit content