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摘要:现代社会下,伴随社会经济的持续发展,我国工业领域同样获得了极大的发展,并且,我国压力容器的生产工艺获得了人们的广泛关注。在生产压力容器时,最为关键的就是其焊接工艺,它对压力容器自身的焊接质量有着极为重要的影响。目前,中国焊接工艺水平正在不断提高,并且焊接的设备以及技术都在持续改进,伴随持续发展战略的逐渐深化和开展,我们有必要对焊接工艺产生的影响进行具体分析,文章根据焊接工艺造成的焊接问题这部分内容,对压力容器产生脆断时焊接工艺的影响进行了具体研究。
关键词:焊接工艺;压力容器;强度脆断
引言:在压力容器生产过程中,焊接工艺是不可缺少的一种手段,众所周知,焊接技术在压力容器的建造中具有无可比拟的优势。然而,在压力容器的制造过程中,焊接工艺通常会带来了一些难以克服的问题。因为这些问题的出现,压力容器的安全应用与脆性开裂对压力容器的安全使用和脆性开裂有着极大的影响,所以,有必要对其引起高度重视。
1焊接工艺的含义
焊接方式等各项因素对焊接工艺进行了确定,操作过程中有必要结合焊接工件的材料、品牌、化学成分、结构类型和焊接性能要求进行确定。焊接方法通常包含了钨极氩弧焊、手弧焊、熔化极气体保护焊等,种类具有多样化特征,应结合实际状况进行选择。在明确焊接方法以后,然后制定焊接工艺参数,焊接工艺参数类型也各不相同。
2焊接工艺造成的焊接问题对压力容器产生脆断的影响
对压力容器应用的钢板来说,可能会有一些微观与宏观上的问题。然而,焊接压力容器在焊缝或焊接接头中也不可避免地会有一些焊接缺陷。根据缺陷的位置可将其分为表面缺陷与内部缺陷。但是根据缺陷的程度来讲,可将其分成平面缺陷与非平面缺陷,平面缺陷形成的伤害往往比非平面更加严重,其主要包含了未焊适、咬边、裂纹等各种问题;而非平面缺陷通常包含了夹渣、气孔、点状氧化物等各种问题。
根据以上分析,平面缺陷对压力容器的脆性断裂有较大影响,但是非平面缺陷的影响相对较小。即:除非在工作以及环境的问题远小于脆性转变温度,不然夹渣或者有气孔就不能对压力容器的脆性断裂形成影响。然而,在小于脆性转变温度的时候,如果没有焊透将会有导致脆性开裂而不渗透,更别说裂纹的影响。当然,相对于主应力和残余应力的位置,缺陷端部和附近材料的具体状况对缺陷的风险有着极大的影响。在焊接过程中最大的缺陷应为裂纹,其在焊接缺陷中具有一定的代表意义。就单纯根据裂纹来讲,可以分成延迟裂纹、热裂纹、冷裂纹显微裂、再热裂纹等,由此可见,在焊接缺陷中出现裂纹的状况,有可能对压力容器的安全使用产生造成极大的直接危害。所以,有必要对各种缺陷认真检查,排除超标的缺陷,确保压力容器的安全应用。
针对焊接缺陷形成的实际影响,主要可以分为以下几部分内容:(1)焊缝缺陷往往会引起应力集中,增加了缺陷末端的应力,导致峰值应力的形成,但是峰值应力区强调焊缝金属供应峰值应变值,如果焊接塑性变形能力无法对高应变值的要求进行满足的时候,缺陷端部的材料将不断加强,然后脆裂,以此来形成裂纹,这样会不断加大应力集中的效果;(2)焊接缺陷往往会造成剩下的应力场进行改变,尤其是裂纹尖端在高残余应力区的时候,将会不断增大峰值应力。基于此,压力容器的脆性破坏和裂纹的不稳定扩大处于罪恶劣的状态;(3)焊接缺陷的大小对压力容器裂纹的增大通常具有极大的影响。裂纹越大则稳定性越差,在裂纹尺寸实现临界的时候,裂纹将变得不稳定并贯通的开裂,导致压力容器形成脆性断裂。
为此,怎样对焊接缺陷尤其是裂纹缺陷进行检查,是制造压力容器生产过程中的重要问题,有必要关注的是,尽管压力容器在使用前已经被仔细检查并清除了全部的裂纹,但这并不意味着在以后的应用过程中不会形成新的裂纹。由于所有物质在一定条件下都会产生变化,所以裂纹同样如此。也就是说,微观裂纹能够转变成宏观裂纹,在一起检查过程中都有可能出现漏检率。此外,从使用钢制压力容器来看,大多倾向于选择低合金结构钢进行使用,但是这种钢焊接的最大特征就是容易形成微观缺陷,也就是说,沿晶界有一些微观夹杂,是裂纹核的来源,而裂纹核是焊接在较高内应力条件下,冷却速度较快时逐渐形成的。现如今的检测技术不能发现这些裂核,但在压力容器使用过程中一定会慢慢发展成裂纹。所以,经过对压力容器的充分检查和清理,使用一段时间后,重新检查时出现新的裂纹,并且处于旧裂纹(已去除)的位置没有产生新的裂纹。这说明裂纹在应用时在一定条件下还会继续形成和发展。所以,假如并未定期对压力容器进行检查,这些裂缝没有及时清除,那么将有可能因其引发重大的灾难事故。给予微观裂纹的形成,我们还需要知道微裂纹是怎样产生的,其产生的主要原因是因为局部的结晶偏析、合成了结晶位错、晶格缺陷和微观夹杂保留的结果,这些微观缺陷在多元合金元素中不可以充分消除,只能对其进行控制。站在宏观裂纹的角度来讲,热裂纹与冷裂纹形成的条件同样具有差异性。
结论:综上所述,通常焊接缺陷都是因为焊接工艺处理不完善形成的,所以,相关单位有必要制定合理的焊接工艺标准,并不断提升焊接水平,将焊接缺陷控制在最小范围。与此同时,工作人员还应该加强制造中的检验工作,及时检查和清除缺陷,不能将所有检查任务全部留于最后的检查中,这样会造成维护工作繁重。也就是说,焊接的层数越多,清洗的层数就会不断增加,结果就是浪费焊条,浪费人力,也浪费时间。因此,怎样正确组织生产工作,安排检查活动,在发生焊接缺陷时及时修复,进行返修,这是一个必须重视的问题。
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