熱處理后可以再進(jìn)行焊接的情況
這是個(gè)老問題了,于2019年初施行的SH/T 3074-2018《石油化工鋼制壓力容器》作了比GB/T 150更具體的規(guī)定,今天咱們就再探討一番。
引 言
對(duì)于操作平臺(tái)連接件、管道支架預(yù)焊件、保溫支承預(yù)焊件、吊耳墊板、銘牌支架、接地板等附件,因?yàn)樵O(shè)計(jì)或制造遺漏,或是臨時(shí)新增,已經(jīng)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的焊后熱處理PWHT設(shè)備,還得焊。但在人們印象中“PWHT設(shè)備不得再動(dòng)火”是條紅線,不能踩,焊也不是,不焊也不是,讓各方犯難。那PWHT后的設(shè)備究竟還能不能焊?焊完要不要再熱處理?
經(jīng)過了焊后熱處理PWHT的設(shè)備,如果再次焊接,會(huì)在焊接區(qū)域產(chǎn)生殘余應(yīng)力;而如果在這個(gè)“再次焊接”之后,又再進(jìn)行熱處理,對(duì)于一些材料又會(huì)增加產(chǎn)生再熱裂紋的概率。所以,經(jīng)PWHT后的設(shè)備,再焊要不要進(jìn)行第二次熱處理,應(yīng)視具體情況而定,兩害取其輕。
可以這樣表述:再焊后需要再次進(jìn)行熱處理的,叫“熱處理后不可以再焊”。再焊后無需再次進(jìn)行熱處理的,也可以叫“熱處理后可以再焊”。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
事實(shí)上,GB/T 150.4-2011的7.4.3和7.4.4對(duì)此有規(guī)定,條文如下:
7.4.3 下列容器在焊后熱處理后如果進(jìn)行任何焊接返修,應(yīng)對(duì)返修部位重新進(jìn)行熱處理:
a)盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器;
b)Cr-Mo鋼制容器;
c)低溫容器;
d)圖樣注明有應(yīng)力腐蝕的容器。
7.4.4 熱處理后的焊接返修應(yīng)征得用戶同意。除7.4.3外要求焊后熱處理的容器,如在熱處理后進(jìn)行返修,當(dāng)返修厚度小于鋼材厚度1/3,且不大于13mm時(shí),不再進(jìn)行焊后熱處理。返修焊接時(shí),應(yīng)先預(yù)熱并控制每一焊層厚度不大于3mm,且應(yīng)采用回火焊道。
解 析
結(jié)合“GB/T 150標(biāo)準(zhǔn)釋義”P233的解釋,這倆條文的意思大致為:
一、7.4.3 a)~d)所列的4種設(shè)備,經(jīng)PWHT后,如果還要焊(包括檢驗(yàn)不合格后的返修,和焊接附件等),焊完還要再次進(jìn)行熱處理(主要是局部熱處理)。
雖然熱處理也有可能對(duì)材料性能造成損害(如再熱裂紋等),但因?yàn)楹附赢a(chǎn)生的危害(如殘余應(yīng)力等)更大。尤其是對(duì)于Cr-Mo鋼這種淬硬傾向大,在殘余應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生冷裂紋的材料,以及在可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的容器,應(yīng)嚴(yán)格控制焊接殘余應(yīng)力。
不過,需要指出的是,Cr-Mo等材料在熱處理時(shí),同樣有可能產(chǎn)生再熱裂紋,所以在熱處理時(shí)應(yīng)避免對(duì)材料性能造成損害,如控制加熱、冷卻速度等,即需要制定正確的熱處理工藝并嚴(yán)格實(shí)施。
這個(gè)熱處理后,就不能再動(dòng)焊了。
另,有關(guān)Cr-Mo鋼的焊接性、冷裂紋、焊接熱裂紋、再熱裂紋等內(nèi)容,我們之前也介紹過,見《文摘丨Cr-Mo鋼容器制造工藝分析》,《焊接冷裂紋成因》,《焊接冷裂紋控制》,《焊接“熱裂紋”的成因及防止對(duì)策》,《再熱裂紋的成因及控制》。
二、而7.4.4的意思是,除了7.4.3 a)~d)所列的4種設(shè)備以外,對(duì)于其他設(shè)備,經(jīng)PWHT后,如果還要焊,若滿足一些要求并經(jīng)業(yè)主同意,可以不再次進(jìn)行熱處理。
這應(yīng)該是從兩方面考慮:1. 有的情況下,焊接產(chǎn)生的危害小,或者說可以接受,無需再進(jìn)行熱處理,如一般的碳鋼容器(包括NB/T 47014中的Fe-I類);2. 另外一些情況下,相對(duì)于焊接,熱處理的風(fēng)險(xiǎn)更大,如熱處理工藝復(fù)雜、實(shí)施難度大、危害(如受熱產(chǎn)生變形、裂紋等)不易控制,尤其是再熱裂紋傾向嚴(yán)重的材料,或是復(fù)合板材料。
但需要指出的是,焊后不再進(jìn)行熱理,那么焊接時(shí)就應(yīng)當(dāng)制定正確的焊接工藝并嚴(yán)格實(shí)施。對(duì)此可參考SH/T 3074-2018的7.9.5.2的規(guī)定,焊接時(shí):
a)角焊縫腰高應(yīng)小于殼體厚度的1/3且不大于13mm;(從總量上控制熱量輸入)
b)焊接接頭應(yīng)進(jìn)行表面無損檢測(cè);(限制裂紋)
c)采用低氫型藥皮焊條;(避免氫致裂紋,從源頭上控制裂紋)
d)預(yù)熱溫度高于或等于100℃;(避免焊接時(shí)溫度急劇升高,控制焊接熱裂紋等)
當(dāng)然,上述措施僅限于NB/T 47014中的Fe-I類材料,不包括Cr-Mo鋼等材料。
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