消除压力容器因制造而产生应力的几种方法

作者/来源：舒强，曾庆梅（贵州石油化工机械厂，贵州 贵阳 550002）   日期： 2007-07-14   点击率：1112

1  前言     随着工业不断发展和工业规模扩大，压力容器的操作条件越来越苛刻，压力从高真空到几千个大气压，温度从超低温到几千度高温，设备尺寸也越来越大（某反应容器内径达6m以上），结构也越来越复杂；压力容器所处理的介质往往是易燃易爆或有毒的，一旦发生事故，将给国家财产和人民的生命带来不可估量的损失。因此，为了有效地减缓或防止压力容器的非正常破坏，除了严格的按规程规范进行制造外，焊后热处理工作无疑将起到举足轻重的作用。 2  焊接应力产生的机理及危害     压力容器在制造过程中，将带来以下问题：由于不均匀塑性应变导致在弹一塑性材料中产生残余应变，而残余应变可以是来自机械的（主要是冷卷、冷矫形等冷加工所引起的冷作硬化）、热力的（主要是焊接过程产生的。当母材相邻区域产生一温差大于100℃的急剧温度梯度时，在铁素体钢或相当的其它材料中引起不均匀的塑性应变，而在随后的冷却过程中，将产生一峰值应力达到屈服点的残余应力场），或两者兼有的原因。焊制的压力容器，焊接区存在着较大的残余应力，而残余应力的不利影响，在一定的条件下才表现出来。当残余应力与焊缝中残存的氢结合时，将促使热影响区硬化，导致冷裂纹及延迟裂纹的产生。残存在焊件中的静应力或负载运行中的动载应力与介质的腐蚀作用结合时，将有可能引起裂纹状腐蚀，即所谓应力腐蚀。焊接残余应力及由焊接引起的母材淬硬是产生应力腐蚀裂纹的重要因素。研究结果表明，变形和残余应力对金属材料的主要影响，在于使金属从均匀腐蚀转变为局部腐蚀，即转变为晶间或穿晶腐蚀。当然，金属的腐蚀破裂和晶间腐蚀均出现在对该种金属具有一定特性的介质中。     在残余应力存在的条件下，根据侵蚀性介质的成分、浓度和温度的不同，以及母材与焊接区的成分、组织、表面状态、应力状态等存在的差异而有所不同，从而，使腐蚀破坏的性质可能改变。     另外，由于材料冷热加工成形工艺不当，将使受压部件的成形尺寸超差，若再采用强制组装焊接的方法，还将引起附加的强制组装应力。所有这些应力在一定条件下，影响着焊接结构的性能。同时对于某些结构件，由于所采用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺的不同，往往....