Kann die nach dem Schweißen durchgeführte thermische Entspannungsbehandlung die Wärmebehandlung nach der Kaltformung des Deckels ersetzen?
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In unserer Fertigung gibt es einen vertikalen Tank, dessen Hauptmaterial Q245 im Normalisierungszustand ist. Die Abmessungen betragen DN1800×20. Laut den Zeichnungen ist nach dem Schweißen eine thermische Behandlung zur Entstörung des Materials erforderlich. Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen habe ich bei der Planung des Fertigungsprozesses vorgesehen, dass die Deckel durch Kaltformen hergestellt werden – schließlich lassen sich die Abmessungen der so hergestellten Deckel leicht kontrollieren und die Herstellungskosten sind geringer. Anschließend soll das Ganze nach dem Schweißen einer thermischen Behandlung unterzogen werden. In solchen Fällen wenden einige Betriebe das Thermobiegen an, gefolgt von einer Normalisierungsbehandlung der Deckel (um den normalisierten Zustand des Materials zu gewährleisten), und anschließend von einer thermischen Entspannungsbehandlung nach dem Schweißen. Eine solche Produktionsanordnung weist zwar keine großen Probleme auf, doch die Herstellungskosten sind zu hoch – es ist daher völlig unnötig. Was denken Sie dazu, meine Kollegen?
Sowohl hinsichtlich der Leistung als auch der Standards ist es machbar.
Die Wärmebehandlung von ellipsenförmigen Deckeln, die durch Kaltformung hergestellt werden, muss den Anforderungen von Abschnitt 6.4.5.1 der Norm GB25198 entsprechen.
Ob eine Wärmebehandlung erforderlich ist, kann gemäß den Vorgaben von Abschnitt 6.4.5.1 der Norm GB25198 festgelegt werden. Falls das jeweilige Gerät jedoch bereits nach dem Schweißen einer vollständigen Entstressungswärmebehandlung unterzogen wird, dann kann der Prozess der Entstressungswärmebehandlung, der gemäß Abschnitt 6.4.5.1 der Norm GB25198 erforderlich ist, durch eine vollständige Wärmebehandlung nach dem Schweißen ersetzt werden. Natürlich muss diese vollständige Wärmebehandlung auch die Anforderungen an eine Entstressungswärmebehandlung für die Verschlüsse erfüllen.
Die Nennstärke des Deckels dieses Behälters beträgt 20 mm; je nach Materialstärke liegt sie in der Regel bei 22 mm. Dadurch wird eine Deformation von über 5 % beim Kaltformen erreicht, weshalb eine Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Eigenschaften erforderlich ist. Gemäß den Vorgaben von GB150 kann die Wärmebehandlung nach dem Schweißen die Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Eigenschaften nicht ersetzen. Im Vergleich hat die Normalisierung nach Wärmeformung dieses Deckels nur einen geringen Einfluss auf die Kosten im Vergleich zur Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Eigenschaften nach Kaltformung.
Viele Fertigungsstätten machen das so: Sie verwenden eine vollständige Wärmebehandlung anstelle einer Normalwärmebehandlung. Tatsächlich haben diese beiden Wärmebehandlungsverfahren unterschiedliche Funktionen und dienen auch nicht denselben Zwecken. Die Gesamtwärmebehandlung ist eine Abkühlbehandlung, deren Hauptzweck es ist, die Restspannungen in den Schweißnähten zu beseitigen. Dabei wird im Ofen abgekühlt, wobei auch die Erhitzungstemperatur unterschiedlich ist ； Normalisieren bedeutet, die mechanischen Eigenschaften des Materials wiederherzustellen – dabei wird Kühlung durch Luft verwendet.
Bei kaltgeformten Deckeln ist die Deformation an der Öffnung sehr groß, es treten innere Spannungen auf sowie Verarbeitungsverhärtung! Wenn die Steifigkeit des Grundmaterials oder des geformten Deckels hoch ist und hohe Spannungen auftreten, kann beim Schweißen mit dem Zylinder eine Verformung oder Risse entstehen. Deshalb wird empfohlen, den Deckel nach der Formung zu ändern. Bei dem Material Q245R sind die zuvor erwähnten Probleme erheblich geringer. Falls der Zeitraum zwischen der Formung der Deckel und der Herstellung der Anlagen sehr kurz ist, wird zur Kosteneinsparung empfohlen, die Wärmebehandlung zusammenzuführen.
1. Bei kalter Formung kann eine endgültige Gesamtwärmebehandlung angewandt werden, anstelle der Wärmebehandlung des Deckels； 2. Bei Wärmeformung muss man prüfen, welche Temperatur bei der Wärmeformung anfällt. Wenn diese Temperatur höher ist als die Normalisierungstemperatur, muss der Deckel separat einer Normalisierungstherapie unterzogen werden, um die Materialeigenschaften wiederherzustellen ； Wenn die Warmumformung bei einer Temperatur stattfindet, die unter der Normalisierungstemperatur liegt, reicht es aus, das Gerät nur noch einmal vollständig zu wärmebehandeln.
Dieser Beitrag wurde zuletzt von thinker21 am 28.12.2016 um 15:53 bearbeitet. Kaltwalzen
Ich habe mir die Antworten der Freunde genau angeschaut – sie waren alle sehr vernünftig. Danach habe ich die Standards noch einmal durchgelesen, um das Problem besser zu verstehen: Erstens: Gemäß GB/T25198-2010 „Druckbehälterdeckel“ (6.4.5.1): Stählerne Deckel in Kugel-, Ellipsen- oder Scheibenform sowie Deckel mit flacher Unterseite, die aus einem einzigen Stück gefertigt werden oder zunächst zusammengesetzt und anschließend geformt werden, müssen nach der Kaltformung einer Wärmebehandlung unterzogen werden. ) Hier wird in den Standards nicht ausdrücklich angegeben, welche Art der Wärmebehandlung angewandt werden soll; unserer bisherigen Ansicht nach handelt es sich um eine Entstressungsbehandlung. Zweitens: Bei Druckkomponenten aus Stahlplatten gemäß GB150-2011, Abschnitt 8.1.1, muss, sofern eine der Bedingungen a) bis e) erfüllt ist und die Deformationsrate über den Wert in Tabelle 4 hinausgeht (bei Kohlenstahl, niedriglegierten Stählen sowie anderen Materialien mehr als 5%), nach der Formung eine entsprechende Behandlung durchgeführt werden, um die Eigenschaften des Materials wiederherzustellen. a) Behälter, die giftige Stoffe mit extremer oder hoher Gefährlichkeit enthalten ； b) Behälter, bei denen in der Zeichnung eine Spannungskorrosion angegeben ist ； c) Für Kohlenstahl, Niedriglegierungsstahl mit einer Dicke vor der Formung von mehr als 16 mm ； d) Bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen beträgt die Verdünnungsrate nach der Formung mehr als 10%.
e) (In der Korrekturliste Nr. 1 wurde dies gestrichen.)
III. Erklärung der Norm GB150-2011 zu Artikel 8.1.1:
1. Bei druckbelasteten Bauteilen, die kalt geformt werden, wird das Ausmaß der Kaltverhärtung anhand des Deformationsgrades bestimmt. Wenn bei Bauteilen aus verschiedenen Materialien der Deformationsgrad einen bestimmten Wert erreicht, muss nach der Formung eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, um die Eigenschaften des Materials wiederherzustellen. Hinweis: Unter „Durchführung einer geeigneten Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Materialeigenschaften“ ist hier zu verstehen: a) Bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen bedeutet dies eine Anlassung bei der Recrystallisierungstemperatur, um verbleibende Spannungen sowie Effekte wie Verformungsverhärtung zu beseitigen. Rekristallisation tritt auf, wenn die Änderungstemperatur hoch genug und die Dauer ausreichend lang ist, wodurch im Mikrostruktur des verformten Metalls oder der Legierung straffreie neue Kristalle – Rekristallisationskerne – entstehen. Neue Kristalle wachsen stetig, bis die ursprüngliche verformte Struktur vollständig verschwindet. Dabei ändern sich auch die Eigenschaften des Metalls oder der Legierung erheblich. Dieser Prozess wird als Recrystallisierung bezeichnet. Dabei wird die Temperatur, bei der mit der Bildung neuer Kristalle begonnen wird, als Beginnstemperatur der Rekristallisation bezeichnet. Die Temperatur, bei der das gesamte Mikrostruktur aus neuen Kristallen besteht, wird als Endtemperatur der Rekristallisation oder vollständige Rekristallisationstemperatur bezeichnet. Der Temperaturbereich, in dem der Rekristallisierungsprozess stattfindet, hängt von Faktoren wie der Zusammensetzung des Legierungsstoffs, dem Grad der Deformation, der ursprünglichen Korngröße sowie der Änderungstemperatur ab. In der Praxis wird als Parameter zur Beurteilung des thermischen Stabilitätsniveaus eines Metalls oder einer Legierung in der Regel der arithmetische Durchschnitt aus der Anfangs- und Endrekristallisierungstemperatur verwendet – dieser Wert wird als Rekristallisierungstemperatur bezeichnet. b) Bei hochlegierten Stählen wie Austenitstählen, Ferritstählen oder duplexen Edelstählen kann man die Eigenschaften des Materials – einschließlich der mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit – allein durch herkömmliche Entspannungsbehandlungen nicht wiederherstellen. Dies liegt daran, dass im Zuge des Kaltumformens je nach Dehnungsgrad unterschiedliche Veränderungen in der mikrostrukturellen Zusammensetzung des Materials auftreten. Deshalb ist in der Regel eine Behandlung des Materials in seinem ursprünglichen Zustand notwendig, um die gewünschten Eigenschaften wiederherzustellen. Zusammenfassend: 1. Wenn die Deformationsrate des Deckels 5 % nicht überschreitet (bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen), ist gemäß den Anforderungen von GB150 keine Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Eigenschaften erforderlich. Gemäß GB/T25198 ist jedoch eine Wärmebehandlung notwendig. Ich denke, dass eine Entspannungsbehandlung ausreicht. Falls das Gerät eine vollständige Entspannungsbehandlung nach dem Schweißen erfordert, kann diese anstelle der Wärmebehandlung für den kaltgeformten Deckel verwendet werden. 2. Wenn der Deformationsgrad des Deckels mehr als 5 % beträgt (bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen) und die Einlegestärke mehr als 16 mm beträgt, oder wenn die Wandstärke um mehr als 10 % abnimmt, dann ist gemäß den Anforderungen von GB150 eine Rekristallisierung bei der geeigneten Temperatur erforderlich. Der Hauptzweck dieser Behandlung besteht darin, die durch das Kaltformen entstandene Verhärtung zu beseitigen sowie Spannungen abzubauen. In diesem Fall müssen Prüfplatten aus dem Rohmaterial des Deckels vorhanden sein. In diesem Fall kann die nach dem Schweißen durchgeführte Entstressungshärtebehandlung der Anlage nicht die Nachkristallisierungsbehandlung bei der Kaltformung des Deckels ersetzen. 3. Zu diesem Zeitpunkt entstand erneut eine Frage: Warum wird die Einhaltung der Standards so lange hinausgezögert, und warum wird der Wärmebehandlung bei der Kristallisation keine Bedeutung beigemessen und sie nicht verstanden?
e) (In der Korrekturliste Nr. 1 wurde dies gestrichen.)
III. Erklärung der Norm GB150-2011 zu Artikel 8.1.1:
1. Bei druckbelasteten Bauteilen, die kalt geformt werden, wird das Ausmaß der Kaltverhärtung anhand des Deformationsgrades bestimmt. Wenn bei Bauteilen aus verschiedenen Materialien der Deformationsgrad einen bestimmten Wert erreicht, muss nach der Formung eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, um die Eigenschaften des Materials wiederherzustellen. Hinweis: Unter „Durchführung einer geeigneten Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Materialeigenschaften“ ist hier zu verstehen: a) Bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen bedeutet dies eine Anlassung bei der Recrystallisierungstemperatur, um verbleibende Spannungen sowie Effekte wie Verformungsverhärtung zu beseitigen. Rekristallisation tritt auf, wenn die Änderungstemperatur hoch genug und die Dauer ausreichend lang ist, wodurch im Mikrostruktur des verformten Metalls oder der Legierung straffreie neue Kristalle – Rekristallisationskerne – entstehen. Neue Kristalle wachsen stetig, bis die ursprüngliche verformte Struktur vollständig verschwindet. Dabei ändern sich auch die Eigenschaften des Metalls oder der Legierung erheblich. Dieser Prozess wird als Recrystallisierung bezeichnet. Dabei wird die Temperatur, bei der mit der Bildung neuer Kristalle begonnen wird, als Beginnstemperatur der Rekristallisation bezeichnet. Die Temperatur, bei der das gesamte Mikrostruktur aus neuen Kristallen besteht, wird als Endtemperatur der Rekristallisation oder vollständige Rekristallisationstemperatur bezeichnet. Der Temperaturbereich, in dem der Rekristallisierungsprozess stattfindet, hängt von Faktoren wie der Zusammensetzung des Legierungsstoffs, dem Grad der Deformation, der ursprünglichen Korngröße sowie der Änderungstemperatur ab. In der Praxis wird als Parameter zur Beurteilung des thermischen Stabilitätsniveaus eines Metalls oder einer Legierung in der Regel der arithmetische Durchschnitt aus der Anfangs- und Endrekristallisierungstemperatur verwendet – dieser Wert wird als Rekristallisierungstemperatur bezeichnet. b) Bei hochlegierten Stählen wie Austenitstählen, Ferritstählen oder duplexen Edelstählen kann man die Eigenschaften des Materials – einschließlich der mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit – allein durch herkömmliche Entspannungsbehandlungen nicht wiederherstellen. Dies liegt daran, dass im Zuge des Kaltumformens je nach Dehnungsgrad unterschiedliche Veränderungen in der mikrostrukturellen Zusammensetzung des Materials auftreten. Deshalb ist in der Regel eine Behandlung des Materials in seinem ursprünglichen Zustand notwendig, um die gewünschten Eigenschaften wiederherzustellen. Zusammenfassend: 1. Wenn die Deformationsrate des Deckels 5 % nicht überschreitet (bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen), ist gemäß den Anforderungen von GB150 keine Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Eigenschaften erforderlich. Gemäß GB/T25198 ist jedoch eine Wärmebehandlung notwendig. Ich denke, dass eine Entspannungsbehandlung ausreicht. Falls das Gerät eine vollständige Entspannungsbehandlung nach dem Schweißen erfordert, kann diese anstelle der Wärmebehandlung für den kaltgeformten Deckel verwendet werden. 2. Wenn der Deformationsgrad des Deckels mehr als 5 % beträgt (bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen) und die Einlegestärke mehr als 16 mm beträgt, oder wenn die Wandstärke um mehr als 10 % abnimmt, dann ist gemäß den Anforderungen von GB150 eine Rekristallisierung bei der geeigneten Temperatur erforderlich. Der Hauptzweck dieser Behandlung besteht darin, die durch das Kaltformen entstandene Verhärtung zu beseitigen sowie Spannungen abzubauen. In diesem Fall müssen Prüfplatten aus dem Rohmaterial des Deckels vorhanden sein. In diesem Fall kann die nach dem Schweißen durchgeführte Entstressungshärtebehandlung der Anlage nicht die Nachkristallisierungsbehandlung bei der Kaltformung des Deckels ersetzen. 3. Zu diesem Zeitpunkt entstand erneut eine Frage: Warum wird die Einhaltung der Standards so lange hinausgezögert, und warum wird der Wärmebehandlung bei der Kristallisation keine Bedeutung beigemessen und sie nicht verstanden?
Dieser Beitrag wurde zuletzt von zxhslm am 30.12.2016 um 08:54 bearbeitet. Bei der Wärmebehandlung zur Wiederherstellung der Eigenschaften des Materials aufgrund der Kaltverformung wird in den Schulungsunterlagen für Entwurfsingenieure für Druckbehälter von Lehrer Li Shiyu erwähnt, dass sowohl eine Entstressungsanodisierung als auch Normalisierung oder Normalisierung in Kombination mit Härtung angewandt werden können. In China wird hauptsächlich die Entstressungsanodisierung verwendet. Ich denke, was der Autor vorschlägt, ist machbar.