Як запобігти появі тріщин у посудинах під тиском?

I. Вибір матеріалу та управління ним – Контроль ризику тріщин у джерела

1. Вибір матеріалів із відмінною стійкістю до розтріскування

Надавайте перевагу сталі з низьким-вуглецевим еквівалентом (наприклад, SA516GR70), яка має хорошу зварюваність і низьку схильність до утворення холодних тріщин.

У середовищах, що містять корозійні середовища, такі як сірка та хлор, уникайте використання матеріалів, чутливих до корозії під напругою, наприклад аустенітної нержавіючої сталі.

В умовах низьких-температур вибирайте матеріали з хорошою-температурною в’язкістю, щоб забезпечити відповідність енергії удару розрахунковій температурі (наприклад, більше або дорівнює 27 Дж при -46 градусах).

2. Суворий контроль вмісту шкідливих елементів

Обмежте вміст сірки та фосфору в основному металі та зварювальних матеріалах (як правило, менше або дорівнює 0,03%~0,04%), щоб запобігти гарячим розтріскуванням і крихкому руйнуванню.

Контролюйте вміст вуглецю (зазвичай<0.12% in welding wire) to reduce the tendency for crystallization cracking.

3. Сушка та очищення зварювальних матеріалів

Використовуйте зварювальні електроди з низьким вмістом{0}}водню та суворо висушуйте їх відповідно до правил, щоб запобігти розкладанню вологи та проникненню водню, зменшуючи ризик утворення-спричинених воднем тріщин. Очистіть фаску та обидві сторони, щоб видалити масло, іржу, вологу та інші забруднення, зменшивши джерела водню та ризик утворення шлакових включень.

II. Оптимізуйте процес зварювання – контролюйте термічний стрес і дифузію водню

1. Попередній нагрів і міжпрохідний контроль температури

Для товстостінних-або високо-міцних сталевих контейнерів попередньо нагрійте (зазвичай 150–300 градусів), щоб зменшити швидкість охолодження, сповільнити дифузію водню та запобігти холодному розтріскуванню.

Підтримуйте температуру між проходами вище температури попереднього нагріву, щоб уникнути повторного нагріву тріщин, спричинених повторним нагріванням зварного шва.

2. Раціональний вибір параметрів і послідовності зварювання

Контролюйте зварювальний струм, напругу та швидкість, щоб уникнути надмірного введення тепла, що призводить до укрупнення зерна або недостатнього плавлення.

Використовуйте методи симетричного зварювання та сегментованого зворотного-зварювання, щоб розсіяти стримувальне напруження та зменшити зварювальну деформацію та залишкову напругу.

Уникайте «грибоподібних» зварних швів, покращуйте коефіцієнт утворення зварних швів і зменшуйте схильність до кристалізаційних тріщин.

3. Після-термічна обробка та видалення водню після зварювання

Виконайте -термічну обробку після зварювання (наприклад, витримуйте при 200–300 градусів протягом кількох годин), щоб прискорити вихід водню та запобігти уповільненому розтріскуванню.

Для посудин, схильних до корозії під напругою, або виготовлених із високо-сталі високої міцності, виконайте -термічну обробку-зняття напруги після зварювання (PWHT), щоб зменшити залишкову напругу.

III. Структурний дизайн і управління стресом - ​​Зменшення концентрації стресу

1. Оптимізація конструкції

Уникайте гострих кутів і різких поперечних-розрізів; використовувати конструкції з плавним переходом, щоб зменшити локалізовану концентрацію напруги.

Удосконалити типи з’єднань, наприклад, замінити виступаючі сопла на промивні, щоб зменшити жорсткі обмеження та запобігти розтріскування при повторному нагріванні.

2. Контроль виробничого залишкового напруження

Усунення залишкової напруги, що виникає під час механічної обробки та зварювання через термічну обробку, дробеструйну обробку тощо.

Уникайте надмірної холодної обробки, щоб запобігти зміцненню та появі мікротріщин.

3. Використовуйте сталь, стійку до пластинчастого розриву

Для великих товстостінних-посудин вибирайте сталь із ультра-низьким вмістом сірки (S менше або дорівнює 0,005%) або сталь із додаванням модифікаторів для зменшення розміру зерна, покращуючи стійкість до розриву пластин.

IV. Запобігання та контроль під час експлуатації та технічного обслуговування – запобігання поширенню тріщин під час обслуговування

1. Контроль коливань робочих умов

Уникайте частих-запусків і зупинок, а також різких змін тиску й температури, щоб зменшити ризик утворення тріщин внаслідок втоми.

Для посудин, що перебувають під знакозмінним навантаженням, провести втомний розрахунок і вибрати матеріали з хорошою пластичністю.

2. Запобігання корозійному розтріскуванню під напругою (SCC)

Виберіть відповідні матеріали, уникаючи їх несумісності з чутливими середовищами (наприклад, уникайте використання аустенітної нержавіючої сталі в середовищі морської води).

Покращте корозійне середовище за допомогою катодного захисту, ізоляції покриття або додавання інгібіторів корозії.

Контролювати концентрацію і температуру розчинів лугів; термічна обробка після-зварювання обов’язкова при перевищенні критичних значень.

3. Періодичний огляд і раннє виявлення

Проводити зовнішній огляд, не-руйнівний контроль і вимірювання товщини стінок згідно з «Правилами періодичного огляду посудин, що працюють під тиском». Зосередьтеся на перевірці зон високого-ризику, таких як зварні шви, сопла та перехідні зони торцевих заглушок, щоб швидко виявити та усунути мікротріщини.