碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢及其复合钢板封头成形后的热处理方法和工艺要求

文摘   科学   2024-01-31 23:57   江苏  

以下为学习笔记,有误请指正。

按照GB/T25198-2023的要求,目前,压力容器封头成型方式主要可以分为冷成型、热成型和冷热交替成型三种方式。

让我们看看GBT150-2011释义里面关于不同方式成形的热处理要求。

1、冷成形受压元件

以变形率定量冷作硬化程度,当不同材料的受压元件成形后,如变形率达到对应的数值,则应于成形后进行恢复性能热处理。

此处“进行相应热处理恢复材料的性能”是指:

a)对于碳素钢、低合金钢是指进行再结晶温度退火,消除残余应力、应变硬化等不良影响。

再结晶是当退火温度足够高、时间足够长时,在变形金属或合金的显微组织中,产生无应变的新晶粒--再结晶核心。新晶粒不断长大,直至原来的变形组织完全消失金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。

其中,开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度,显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。再结晶过程所占温度范围受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响。实际应用中,常用开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值作为衡量金属或合金性能热稳定水平的参量,称为再结晶温度。

b)对于高合金钢,如奥氏体、铁素体、双相不锈钢等,因为在冷成形过程中,依其变形率不同,同时还会不同程度地发生金相组织的变化,仅仅依靠一般的消除应力热处理是无法恢复材料性能的(包括力学性能、耐腐蚀性能等),因此通常需要进行原材料供货状态的热处理,从而达到恢复材料性能的要求。

2、温成形受压元件

当成形温度较低时,冷作硬化影响仍然存在,宜参照对冷成形受压元件的热处理条件和要求确定成形后是否需要恢复性能热处理。当成形温度较高时,如果改变了材料供货热处理状态,而设计要求材料使用的热处理状态与材料供货的热处理状态一致,应重新进行热处理,恢复材料供货时的热处理状态

3、热成形受压元件

热成形主要应关注热过程对受压元件材料性能和材料供货热处状态的影响,当该影响不可接受时,也应重新进行热处理,以恢复材料的性能或材料供货热处理状态

该部分条款是在上一版GB150中10.4.2条的基础上扩充形成的。

受压元件成形后根据成形的温度的不同分别会出现冷作硬化、力学性能和耐腐蚀性能改变等问题,原 GB 150中虽对此进行了规定,但不尽全面。本次修订以国内近十年来的相关研究和工程实践为依据,参考了美国ASME规范等,对受压元件成形后是否需要进行恢复性能热处理作出了较为详细的规定。

但是我们也可以看出,GB150.4-2011的8.1.1条只提出钢板冷成形受压元件进行恢复材料性能热处理的条件和要求,但并未指出热处理的方法和工艺,也就是说是该标准条文仅提出了问题,但未指出解决问题的办法。

那么我们看看新发布的GB/T25198-2023对各类成形封头的热处理都是怎么样的要求。

                                     一、通用要求                                       

                                 二、冷成形后的热处理                               

                                 二、热成形后的热处理                               

最后,涉及到压力容器封头是否都需要制造监督检验证书时,那就需要了解一下TSG21-2016及第1号修改单里面的内容了,虽然目前单独生产封头不需要制造许可了,但是化工装备协会按照行业的需要也制定了一个封头认证办法,从而一定程度上避免市场上各种混乱的封头厂家打架的局面。

最后将TSG21-2016的1号修改单里关于封头是否需要监督检验的条款拉出来看一看,到哪种情况下封头需要监督检验!


压力容器常用的金属材料热处理名词和专业术语汇总


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