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    埋弧堆焊耐磨復合鋼板焊接接頭斷裂分析

    作者: 發布于:2019/3/24 8:36:33 點擊量:

    分析焊接接頭斷裂埋弧堆焊耐磨復合鋼板

    例如:工廠500萬噸/中的與熱交換器殼體(+16MnR鋼405)材料選擇用于制造埋弧堆焊耐磨復合鋼板原油蒸餾單元20。這是基體材料16MnR鋼,德國包覆不銹鋼405(對應于我們的材料牌號0Cr13Al)。在熱交換器的分批制造過程中,已經出現了四個縱向管段焊接接頭斷裂,其特征在于,規格為φ1200mm×(16+3)mm的第2節,φ800mm×(22+3)毫米,φ900mm×(243)部分的1毫米。斷裂發生在基本層中的焊接是校正后圓完成時。本文分析斷裂的原因,并采取措施以改善的過程和效果。

    首先,化學成分和機械性能的

    基礎層的化學組成和在表1中示出的埋弧堆焊耐磨復合鋼板的包層材料,機械性能:基本RM=550MPa的,版本325MPa,0℃的沖擊能量AKA=31J=;包RM=450MPa,相對=為250MPa沖擊能量AKA=8J。

    其次,埋弧堆焊耐磨復合鋼板斷裂分析

    在為12mm批埋弧堆焊耐磨復合鋼板基材厚度所用的熱交換器,14毫米,16毫米18毫米,20毫米,22毫米,24毫米和830毫米規格,包覆層的厚度為3mm的。

    按埋弧堆焊耐磨復合鋼板文獻[1]BⅡ水平要求,使用爆炸包層,質量等級Ⅱ級。當制造的管狀部縱向焊接在圖1中所示的接頭類型和尺寸。

    2.1個斷口形貌

    在圖2所示完全斷開管狀部。最大寬度斷開到150mm,最打開位置的凹槽將位于根面平整復合層中,只有破裂的一小部分位于基體材料中的,可以看出,裂紋已經深延伸到堿金屬,指示校正圓期間產生的埋弧堆焊耐磨復合鋼板顯著應力,與脆性材料。圖其斷裂面3,該復合物,明亮的骨折的下層側,通常表現出脆性斷裂特性穿(裂解)。見斷裂,約1mm的剪切唇的厚度(灰色上層)。經審查的,不間斷的圓柱形殼體也裂紋在槽根面平整復合層,裂紋長度幾乎等于所述焊接接頭的縱向長度,其中所述壓裂和露出的與圖.3。

    2.2硬度測試和化學分析

    經檢驗,基材埋弧堆焊耐磨復合鋼板177HB,136HB的最小硬度,硬度值的最大硬度的材料合格,因此,可以與基體材料來消除可含有硬且脆。

    其中一個破裂的試樣管部分進行化學成分分析的基礎層,結果在表2中。表1示出的是,控制,電源和其化學組成是非常接近,S,P的含量是非常低的。

    2.3級機械性能和金相檢驗

    圓柱部分4的樣品的斷裂從各試驗板的機械性能測試制備,結果在表3中。

    由于圓筒形外殼破損在校正圓埋弧堆焊耐磨復合鋼板基底層焊接后的期間發生完成后,當熱交換器的圓筒部分20完成所有輥。因此,進一步的測試只能在汽缸的開口部位置的兩個端部取樣,在筒狀體的開口部的最大直徑為φ250mm,它不是一個完整的機械測試。圖采樣之前重新調整布局,向樣品許多不同的試驗物料的。

    不同的材料和規格受試者編號,共18個樣本的沖擊試驗組的。結果表明,所述的沖擊能量和斷裂具有相同數目的完整材料主體的故障,42J的單最高值,最低17J兩個圓柱形段的四個額外的筒段。測試組18和10組合格不合格組8,其中的(16+3)毫米的最大數量和(12+3)毫米的樣品分兩批埋弧堆焊耐磨復合鋼板沖擊能量也合格不合格。此外,厚度為(16+3)毫米,并在樣品的不同部分(24+3)毫米埋弧堆焊耐磨復合鋼板發現沖擊試驗,與樣品的橫向板埋弧堆焊耐磨復合鋼板頭位置的平均沖擊能幾乎與中間板部的樣品3時間。在縱向,橫向沖擊韌性試驗的同一部位進行了比較,結果表明,約縱向折疊更高的平均沖擊能比普通的橫向沖擊能量。

    樣品從破碎管部金相檢驗截取,基礎層的微觀結構除了16MnR顯著以外的能帶結構,沒有其他異常晶粒尺寸為8。影響金相組織觀察樣品表明,網狀珠光體,說明不均勻母體組織,沖擊能量的性能差較大(表3)。在斷裂面的SEM觀察到圖4和5。

    如可以從低倍率斷口形貌可以看出,裂紋的右側表面起源于圖.4,I中,多層槽根面平整位置。從圖.它也可以看出,與裂紋萌生相顯著撕裂,其形態凹坑,其特征在于??焖倭鸭y擴展區,這是一個劈開性形態等主要區域,宏觀出現如圖所示的明亮的區域3。

    EDX分析結果表明,裂紋起源于分層,多層膨脹過程和穿透基體層,最終導致斷裂。

    2.4制造工藝

    制造過程中分析的調查:①當分層校正圓柱形殼未焊接時,需要包層之前焊接槽在基層的兩側的制造過程中應該大于或等于包層端口為10mm完全除去的范圍內時,但在實際的過程中,由于各種原因,不包括深度總是很難實現的,通常小于3mm,小于2mm的最小。不含通常低于標準寬度,如一般為4?7毫米,焊接熱影響區的只是在埋弧焊的寬度中,該區域粗的微結構,性能差。此外,由于多層的深度和寬度足夠去除,導致大尺寸的埋弧堆焊耐磨復合鋼板局部結構的改變,使得凹槽根應力集中,電子顯微鏡也證明了。焊接嚴格控制期間②環境溫度,可能導致脆性材料。

    總之,主要的原因埋弧堆焊耐磨復合鋼板骨折是:①材料失效。進行爆炸包層的埋弧堆焊耐磨復合鋼板的熱處理工序后分析,影響電源故障和某些變型和熱處理過程中出現在相關,例如非均勻的冷卻速度或恒定的溫度,其非均勻的微結構的性能,一些區域珠光體塊狀分布是正常的,但珠光體網狀的部分地區。相對于所述的鐵素體,珠光體下的延展性和韌性,即使它進入網絡時,它會降低母材組織的沖擊韌性。②當校埋弧堆焊耐磨復合鋼板焊料層是不圓的復雜的,多層的深度和寬度足以消除,應力集中凹槽根。③當環境溫度低的焊接,增加脆性斷裂敏感材料。

    三,改進和效果

    一般情況下,材料的失效將被判處報廢。由于不當熱處理工藝和熱處理過程中,炸藥包層后的批料材料的失效的主要原因是,機械性能只有0℃沖擊停電,組織觀察,未觀察到缺陷已燃燒和其它組織,并且因此,使用辦法再熱回收組織及其性能。

    歸一化所述材料被加熱到空氣冷卻后,完全奧氏體熱處理過程中,熱處理后所獲得的新的先共析鐵素體和珠光體結構,可以切斷原始組織的遺傳物質,消除材料厚組織的。為此,在正火測試。結果表明,正火熱處理極大地提高了材料的沖擊韌性,其性能滿足標準。

    對于沒有溫度降低后的包覆405的耐腐蝕性,在冷卻過程正火熱處理,可以通過敏化的溫度范圍內被快速。由于碳在405包覆材料的質量分數至0.037%,從而歸一化的全過程,沒有發生相轉變包層,其性能沒有太大的組織改變。

    根據研究結果,所有失敗沖擊試驗管部和圓筒形部分未測試為陽性的熱處理,在圖6n的所示曲線的熱處理參數。

    考慮到歸一化熱處理試驗后,該材料的抗張強度達到所要求的標準的最小抗張強度。因此,在熱處理過程的發展,恒溫階段的溫度降低15℃,以保證材料的強度符合標準。

    管式換熱器的歸一化部爐4中進行的,每一個具有兩個爐測試板基體材料,從測試版汽缸部采取破切。通過與爐板中制備的測試樣品制備的沖擊試驗結果,正火筒部分材料后的沖擊能量增加2至5倍,以獲得良好的結果。

    四,結語

    按管段后,上面的措施來應對,破損或裂紋沒有回期間,在學校發生。熱交換器20已安裝并投入如期在現場操作,運行半年,設備經受住了最初的測試的影響,并開始壓力波動的壓力測試。

    根據測試結果的文本,交貨狀態(16MnR鋼+405)埋弧堆焊耐磨復合鋼板提案將改為正火狀態。在埋弧堆焊耐磨復合鋼板爆炸焊接,應嚴格按照標準規范執行。埋弧堆焊耐磨復合鋼板制造各種設備,徹底刨復合層??刂坪附訙囟?,它是5℃以上,產生低溫以避免脆性斷裂材料。


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