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橢圓封頭殘余力的應對方法

2013-12-02 09:17:02

  橢圓封頭產生應力腐蝕開裂(SCC)需要具備三個基本條件:材料條件,即合金材料對特定的介質敏感;環境條件,即合金材料收到   量的靜拉伸應力作用。下面將從應力方面對封頭進行詳細考察,找出導致此類失效的關鍵原因。
    橢圓封頭在鍛造時容易產生裂紋,其原因是
    在正常的工作狀態下,連接不銹鋼封頭與筒體的環焊縫要承受由內壓造成的薄膜內應力和制造過程中的殘余應力,可能的殘余應力又分為三類:橢圓封頭成型、封頭與筒體組對以及焊接過程中產生的殘余應力。
    內壓在標準橢圓質變段焊縫處造成的環向應力為壓應力;封頭沖壓成型對直邊段可能造成的環向應力亦為壓應力;封頭與筒體組對時,由于封頭和筒體幾何形狀的不匹配而在環焊縫附近引起的環向附加應力常常為數值較大的拉應力;焊接時則通常會在焊縫兩側200~300mm之內的區域內引起殘余拉應力。
    這幾種應力的疊加使得環焊縫附近的應力場分布相當復雜,難以用解析方式對其大小和性質進行的定量描述,為此采用X射線衍射法對封頭環焊縫進行殘余應力測試,結果表明封頭一側沿焊縫方向的殘余應力120MPa的拉應力,說明該處存在誘發應力腐蝕開裂的應力因素。而該處偏高的硬度值將裂紋的擴展。
    橢圓封頭在鍛造時容易產生裂紋,其解決是
    1.應該改變應變大小。可以在變形較大區域增加壓制次數,控制每次變形量在13.8%以下。
    2.加強原材料驗收,原材料無內外部缺陷并固溶,對板坯的切割要周邊打磨光滑。
    3.提升化學成分即在不改變成形工藝的情況下可改用次的材料,固溶處理能馬氏體恢復性能。
    4.提高加工溫度實行溫旋壓工藝。提高封頭焊接質量。在旋制前進行探傷檢查內外部缺陷。選用合適的焊接工藝,提高焊接接頭力學性能減小熱影響區。
 

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