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1、压力试验和压力容器热处理第1页，共46页，编辑于2022年，星期五2本次课程主要内容本次课程主要内容1 1、压力试验的必要性与目的、压力试验的必要性与目的2 2、压力试验要求、压力试验要求3 3、热处理的分类、热处理的分类4 4、焊接应力产生原因、处理方、焊接应力产生原因、处理方 法等法等第2页，共46页，编辑于2022年，星期五3压力试验压力试验压力试验压力试验(耐压试验、强度试验）的必要性与目的耐压试验、强度试验）的必要性与目的耐压试验、强度试验）的必要性与目的耐压试验、强度试验）的必要性与目的内压容器的压力试验考验容器的宏观强内压容器的压力试验考验容器的宏观强度，检验焊接接头的致密性及密
2、封结构的密封度，检验焊接接头的致密性及密封结构的密封性能性能整体强度和整体强度和整体强度和整体强度和密封性能密封性能密封性能密封性能外压容器的压力试验考验检验焊接接头的外压容器的压力试验考验检验焊接接头的致密性及密封结构的密封性能，而不是考验容致密性及密封结构的密封性能，而不是考验容器的外压稳定性器的外压稳定性第3页，共46页，编辑于2022年，星期五4压力试验的压力试验的危险性取决的因素危险性取决的因素压力（压力（P P）与体积（）与体积（V V）的乘积）的乘积，值越大，容器，值越大，容器内积聚的势能越大，一旦发生事故的破坏力越大内积聚的势能越大，一旦发生事故的破坏力越大材料特性材料特性：试
3、验时是否会发生脆断、金属：试验时是否会发生脆断、金属碎片飞出。碎片飞出。试验介质的状态试验介质的状态 采用液压介质还是气态介质采用液压介质还是气态介质第4页，共46页，编辑于2022年，星期五5 对于奥氏体不锈钢容器，若由于结构原因而不能将水渍去除对于奥氏体不锈钢容器，若由于结构原因而不能将水渍去除对于奥氏体不锈钢容器，若由于结构原因而不能将水渍去除对于奥氏体不锈钢容器，若由于结构原因而不能将水渍去除干净时，为了防止氯离子的腐蚀，则应控制水中的氯离子含量干净时，为了防止氯离子的腐蚀，则应控制水中的氯离子含量干净时，为了防止氯离子的腐蚀，则应控制水中的氯离子含量干净时，为了防止氯离子的腐蚀，则应
4、控制水中的氯离子含量不超过不超过不超过不超过25mg/L25mg/L。避免。避免。避免。避免应力腐蚀应力腐蚀应力腐蚀应力腐蚀 液压试验液压试验1 1、对试验介质的要求、对试验介质的要求 为了避免试验时发生危险的低温脆性破坏，对于为了避免试验时发生危险的低温脆性破坏，对于碳素钢、碳素钢、16MnR16MnR和正火和正火15MnVR15MnVR制压力容器，液体温制压力容器，液体温度不得低于度不得低于55；其它低合金钢制压力容器、液体；其它低合金钢制压力容器、液体温度不得低于温度不得低于1515。液压试验一般采用洁净的水，必要时也可以采用不会导致液压试验一般采用洁净的水，必要时也可以采用不会导致液压
5、试验一般采用洁净的水，必要时也可以采用不会导致液压试验一般采用洁净的水，必要时也可以采用不会导致发生危险的其它液体。试验时液体的温度应低于其闪点和沸点。发生危险的其它液体。试验时液体的温度应低于其闪点和沸点。发生危险的其它液体。试验时液体的温度应低于其闪点和沸点。发生危险的其它液体。试验时液体的温度应低于其闪点和沸点。第5页，共46页，编辑于2022年，星期五6液压试验液压试验2 2、内压容器的试验压力、内压容器的试验压力压力试验前的应力校核压力试验前的应力校核直立容器在卧置状态下进行液压试验时、试直立容器在卧置状态下进行液压试验时、试验压力应为立置时的试验压力加液柱静压力验压力应为立置时的试
6、验压力加液柱静压力若容器各元件材料不若容器各元件材料不若容器各元件材料不若容器各元件材料不同时，取小值同时，取小值同时，取小值同时，取小值第6页，共46页，编辑于2022年，星期五7液压试验液压试验3 3、对压力表的要求、对压力表的要求要求准确测量压力要求准确测量压力要求准确测量压力要求准确测量压力至少采用两个量程相同且经过校验的压力表至少采用两个量程相同且经过校验的压力表压力表应安装在容器顶部压力表应安装在容器顶部压力表量程选用压力表量程选用2 2倍试验压力，但不低于倍试验压力，但不低于1.51.5倍倍试验压力试验压力,不高于不高于3 3倍试验压力倍试验压力 精度不低于精度不低于1.51.5
7、级级第7页，共46页，编辑于2022年，星期五84、液压试验液压试验方法方法排气排气缓慢升压缓慢升压保压保压检查检查排液吹干排液吹干排气接管不能采用内伸式排气接管不能采用内伸式排气接管不能采用内伸式排气接管不能采用内伸式渗漏、异常变形、声响渗漏、异常变形、声响渗漏、异常变形、声响渗漏、异常变形、声响使其有充分变形时间使其有充分变形时间使其有充分变形时间使其有充分变形时间第8页，共46页，编辑于2022年，星期五94、液压试验液压试验方法方法 在进行液压试验时，容器顶部应设在进行液压试验时，容器顶部应设排气口排气口排气口排气口，充液时，充液时，充液时，充液时应将容器内的空气排净。试验过程中应保持
8、容器观察表面的应将容器内的空气排净。试验过程中应保持容器观察表面的应将容器内的空气排净。试验过程中应保持容器观察表面的应将容器内的空气排净。试验过程中应保持容器观察表面的干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压至干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压至干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压至干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压至设计压力；确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，设计压力；确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，设计压力；确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，设计压力；确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力，保压保压保压保压3030分钟分
9、钟分钟分钟，然后将压力降至规定试验压力的，然后将压力降至规定试验压力的，然后将压力降至规定试验压力的，然后将压力降至规定试验压力的8080，并保持足够，并保持足够，并保持足够，并保持足够长的时间以对长的时间以对长的时间以对长的时间以对所有焊缝和连接部位所有焊缝和连接部位进行检查。如有渗漏，进行检查。如有渗漏，进行检查。如有渗漏，进行检查。如有渗漏，应修补之后重新试验。试验完毕后，应将液体排净并用压缩空应修补之后重新试验。试验完毕后，应将液体排净并用压缩空应修补之后重新试验。试验完毕后，应将液体排净并用压缩空应修补之后重新试验。试验完毕后，应将液体排净并用压缩空气将容器内部吹干气将容器内部吹干气
10、将容器内部吹干气将容器内部吹干第9页，共46页，编辑于2022年，星期五105、夹套容器的压力试验夹套容器的压力试验1 1、先做内筒先做内筒先做内筒先做内筒 后做夹套后做夹套后做夹套后做夹套 夹套进行水压试验时，内筒先进行稳定性校核夹套进行水压试验时，内筒先进行稳定性校核夹套进行水压试验时，内筒先进行稳定性校核夹套进行水压试验时，内筒先进行稳定性校核 不满足要求，应使内筒不满足要求，应使内筒 同时保持一定压力同时保持一定压力第10页，共46页，编辑于2022年，星期五11 因结构原因液压试验后难以将残液吹干排净，而又不允因结构原因液压试验后难以将残液吹干排净，而又不允因结构原因液压试验后难以将
11、残液吹干排净，而又不允因结构原因液压试验后难以将残液吹干排净，而又不允许残存任何液体（如毒化触媒或导致产品品质劣化）许残存任何液体（如毒化触媒或导致产品品质劣化）许残存任何液体（如毒化触媒或导致产品品质劣化）许残存任何液体（如毒化触媒或导致产品品质劣化）气气压压试验试验1 1、什么情况下进行气压试验、什么情况下进行气压试验?容器充满液体介质时，会因为自重导致容器本身或基容器充满液体介质时，会因为自重导致容器本身或基容器充满液体介质时，会因为自重导致容器本身或基容器充满液体介质时，会因为自重导致容器本身或基础破坏，这主要指直径大、压力低且充满气态介质的容器。础破坏，这主要指直径大、压力低且充满气
12、态介质的容器。础破坏，这主要指直径大、压力低且充满气态介质的容器。础破坏，这主要指直径大、压力低且充满气态介质的容器。第11页，共46页，编辑于2022年，星期五12 液压试验液压试验1 1、对试验介质的要求、对试验介质的要求 对于碳素钢、对于碳素钢、对于碳素钢、对于碳素钢、低合金钢制压力容器，气体温低合金钢制压力容器，气体温低合金钢制压力容器，气体温低合金钢制压力容器，气体温度不得度不得度不得度不得低于低于15；干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体2 2、对试验介质的温度要求、对试验介质的温度
13、要求第12页，共46页，编辑于2022年，星期五13气气压压试验试验内压容器的气压试验压力内压容器的气压试验压力压力试验前的应力校核压力试验前的应力校核 对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于不低于不低于不低于1515，并且必须有可靠的安全保护措施，并且必须有可靠的安全保护措施第13页，共46页，编辑于2022年，星期五14气气压压试验试验方法方法 在进行气压试验时，压力应缓慢上升至规定试验压力的在进行气压试验时，压力应
14、缓慢上升至规定试验压力的在进行气压试验时，压力应缓慢上升至规定试验压力的在进行气压试验时，压力应缓慢上升至规定试验压力的1010，保压保压保压保压5 51010分钟，然后对所有焊缝和连接部位进行初次泄分钟，然后对所有焊缝和连接部位进行初次泄分钟，然后对所有焊缝和连接部位进行初次泄分钟，然后对所有焊缝和连接部位进行初次泄漏检查，如无泄漏，再继续缓慢升压至规定试验压力的漏检查，如无泄漏，再继续缓慢升压至规定试验压力的漏检查，如无泄漏，再继续缓慢升压至规定试验压力的漏检查，如无泄漏，再继续缓慢升压至规定试验压力的5050。如无异常现象，其后按规定如无异常现象，其后按规定如无异常现象，其后按规定如无异
15、常现象，其后按规定试验压力的试验压力的1010的级差的级差的级差的级差逐级增逐级增逐级增逐级增压至规定的试验压力。保压压至规定的试验压力。保压压至规定的试验压力。保压压至规定的试验压力。保压3030分钟、然后降至规定试验压力分钟、然后降至规定试验压力分钟、然后降至规定试验压力分钟、然后降至规定试验压力的的的的8787，保持足够时间再次进行泄漏检查。如有泄漏，保持足够时间再次进行泄漏检查。如有泄漏，应修补后再按上述规定重新试验。气压试验过程中，压应修补后再按上述规定重新试验。气压试验过程中，压力容器无异常响声，力容器无异常响声，经肥皂液或其它检漏液检查无漏气、经肥皂液或其它检漏液检查无漏气、经肥
16、皂液或其它检漏液检查无漏气、经肥皂液或其它检漏液检查无漏气、无可见的变形即为合格。无可见的变形即为合格。无可见的变形即为合格。无可见的变形即为合格。第14页，共46页，编辑于2022年，星期五15 对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于温度应不低于55，并且必须有可靠的安全保护措施，并且必须有可靠的安全保护措施，并且必须有可靠的安全保护措施，并且必须有可靠的安全保护措施气密性试验气密性试验1 1、什么情况下进行气密性试验、什么情况下进行气密性试验?气密性试验必须在容器经液压试验合格后方可进行气密性试验必须在容器经液压试验合格后方
17、可进行 当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样要求量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样要求量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样要求量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样要求做气压试验的压力容器，是否需再做气密性试验，应在设计做气压试验的压力容器，是否需再做气密性试验，应在设计做气压试验的压力容器，是否需再做气密性试验，应在设计做气压试验的压力容器，是否需再做气密
18、性试验，应在设计图样上规定。图样上规定。图样上规定。图样上规定。第15页，共46页，编辑于2022年，星期五16致密性试验致密性试验 压力容器气密性试验的压力为设计压力的压力容器气密性试验的压力为设计压力的压力容器气密性试验的压力为设计压力的压力容器气密性试验的压力为设计压力的10505倍（倍（倍（倍（压压压压力容器安全技术监察规程力容器安全技术监察规程力容器安全技术监察规程力容器安全技术监察规程规定为规定为规定为规定为1.01.0倍的设计压力）倍的设计压力）1 1、气密性试验试验压力、气密性试验试验压力2 2、气密性试验试验介质、气密性试验试验介质 空气空气空气空气 在待检部位刷肥皂水或其他
19、鼓泡剂在待检部位刷肥皂水或其他鼓泡剂在待检部位刷肥皂水或其他鼓泡剂在待检部位刷肥皂水或其他鼓泡剂 此方法简便此方法简便此方法简便此方法简便易行易行易行易行 可判断泄漏位置可判断泄漏位置可判断泄漏位置可判断泄漏位置第16页，共46页，编辑于2022年，星期五17致密性试验致密性试验2 2、气密性试验试验介质、气密性试验试验介质氨氨氨氨 具有较强的渗透能力且极易在水中扩散被水吸收具有较强的渗透能力且极易在水中扩散被水吸收具有较强的渗透能力且极易在水中扩散被水吸收具有较强的渗透能力且极易在水中扩散被水吸收氨渗漏氨渗漏氨渗漏氨渗漏 氨氨氨氨空气空气空气空气 1%1%体积空气体积空气体积空气体积空气 氨
20、氨氨氨氮气氮气氮气氮气 100%氨气氨气氨气氨气 氦气氦气氦气氦气 第17页，共46页，编辑于2022年，星期五18致密性试验致密性试验3 3、气密性试验保压时间及合格判断、气密性试验保压时间及合格判断经检查无泄漏经检查无泄漏经检查无泄漏经检查无泄漏,保压不少于保压不少于保压不少于保压不少于3030分钟即为合格。分钟即为合格。分钟即为合格。分钟即为合格。煤油渗漏试验仅要求焊缝在能够检查的一面清理干净，涂以煤油渗漏试验仅要求焊缝在能够检查的一面清理干净，涂以煤油渗漏试验仅要求焊缝在能够检查的一面清理干净，涂以煤油渗漏试验仅要求焊缝在能够检查的一面清理干净，涂以白粉浆，晾干后在焊缝另一侧涂以煤油，
21、使表面得到足够的白粉浆，晾干后在焊缝另一侧涂以煤油，使表面得到足够的白粉浆，晾干后在焊缝另一侧涂以煤油，使表面得到足够的白粉浆，晾干后在焊缝另一侧涂以煤油，使表面得到足够的浸润，经半小时后白粉上没有油渍为合格。浸润，经半小时后白粉上没有油渍为合格。浸润，经半小时后白粉上没有油渍为合格。浸润，经半小时后白粉上没有油渍为合格。第18页，共46页，编辑于2022年，星期五19 对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于度应不低于度应不低于度应
22、不低于55，并且必须有可靠的安全保护措施，并且必须有可靠的安全保护措施，并且必须有可靠的安全保护措施，并且必须有可靠的安全保护措施致密性试验致密性试验1 1、什么情况下进行气密性试验、什么情况下进行气密性试验?气密性试验必须在容器经液压试验合格后方可进行气密性试验必须在容器经液压试验合格后方可进行 当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微量当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微量当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微量当介质的毒性程度为极度、高度危害或设计不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样要求做气泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样
23、要求做气泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样要求做气泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。对设计图样要求做气压试验的压力容器，是否需再做气密性试验，应在设计图样上压试验的压力容器，是否需再做气密性试验，应在设计图样上压试验的压力容器，是否需再做气密性试验，应在设计图样上压试验的压力容器，是否需再做气密性试验，应在设计图样上规定。规定。规定。规定。第19页，共46页，编辑于2022年，星期五20压力容器制造压力容器制造热处理热处理 根据不同目的将材料及其制件加热到规定温度、保温、随根据不同目的将材料及其制件加热到规定温度、保温、随根据不同目的将材料及其制件加热到规定温度、保温、随根据不同
24、目的将材料及其制件加热到规定温度、保温、随后以不同的方法冷却，改变其金相组织以获得所要求的性能。后以不同的方法冷却，改变其金相组织以获得所要求的性能。后以不同的方法冷却，改变其金相组织以获得所要求的性能。后以不同的方法冷却，改变其金相组织以获得所要求的性能。1 1、热处理、热处理2 2、分类、分类焊后热处理 恢复力学性能热处理改善力学性能热处理 消氢处理第20页，共46页，编辑于2022年，星期五21焊后热处理焊后热处理 焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应焊后能改变焊接接头的组织和性能
25、，或降低焊接残余应力的热过程。力的热过程。力的热过程。力的热过程。1 1、目的、目的 将焊接接头及其临近局部在金属相变点Ac1以下均匀加热到足够高的温度，并保持一定时间，然后缓慢冷却的过程。（消除应力退火、消除应力热处理）炉内冷却炉内冷却松弛焊接残余应力，软化淬松弛焊接残余应力，软化淬松弛焊接残余应力，软化淬松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改变组织形态，减少硬区，改变组织形态，减少硬区，改变组织形态，减少硬区，改变组织形态，减少含氢量含氢量含氢量含氢量第21页，共46页，编辑于2022年，星期五22焊接应力的产生原因、特点及危害焊接应力的产生原因、特点及危害母材母材焊缝金属焊缝金属 焊缝区与周边
26、部位焊缝区与周边部位焊缝区与周边部位焊缝区与周边部位变形不协调变形不协调变形不协调变形不协调产生的。产生的。产生的。产生的。焊缝区与其母材间焊缝区与其母材间存在较高温度梯度存在较高温度梯度第22页，共46页，编辑于2022年，星期五23焊接应力的产生原因、特点及危害焊接应力的产生原因、特点及危害 焊缝区与周边部位焊缝区与周边部位焊缝区与周边部位焊缝区与周边部位变形不协调变形不协调变形不协调变形不协调产生的。产生的。产生的。产生的。焊接应力的产生原因焊接应力的产生原因 焊接属于快速加热至高温后又快速冷却的过程焊缝区与其母材间存在较高温度梯度焊缝区与其母材间存在较高温度梯度高温金属的热膨胀受构件刚
27、性及其周围冷态金属的约束，高温金属的热膨胀受构件刚性及其周围冷态金属的约束，高温金属的热膨胀受构件刚性及其周围冷态金属的约束，高温金属的热膨胀受构件刚性及其周围冷态金属的约束，产生热应力。冷却时，焊缝金属受周围冷态金属的约束而产生热应力。冷却时，焊缝金属受周围冷态金属的约束而产生热应力。冷却时，焊缝金属受周围冷态金属的约束而产生热应力。冷却时，焊缝金属受周围冷态金属的约束而无法自由收缩，从而形成残余应力。无法自由收缩，从而形成残余应力。无法自由收缩，从而形成残余应力。无法自由收缩，从而形成残余应力。第23页，共46页，编辑于2022年，星期五24焊后热处理焊后热处理 焊后能改变焊接接头的组织和
28、性能，或降低焊接残余应焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应焊后能改变焊接接头的组织和性能，或降低焊接残余应力的热过程。力的热过程。力的热过程。力的热过程。1 1、目的、目的 将焊接接头及其临近局部在金属相变点Ac1以下均匀加热到足够高的温度，并保持一定时间，然后缓慢冷却的过程。（消除应力退火、消除应力热处理）炉内冷却炉内冷却松弛焊接残余应力，软化淬硬区，松弛焊接残余应力，软化淬硬区，松弛焊接残余应力，软化淬硬区，松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改变组织形态，减少含氢量改变组织形态，减少含氢量改变组织形态，减少含氢量改变组织形态，减少含氢
29、量第24页，共46页，编辑于2022年，星期五25焊接应力的特点焊接应力的特点1.1.焊接应力的量值高，达到材料屈服极限焊接应力的量值高，达到材料屈服极限2.2.一直存在一直存在3.3.具有自限性远小于一次应力具有自限性远小于一次应力4.4.内应力，难以测量内应力，难以测量第25页，共46页，编辑于2022年，星期五26焊接应力的危害焊接应力的危害会产生应力腐蚀会产生应力腐蚀两个条件：两个条件：两个条件：两个条件：有一定应力有一定应力有一定应力有一定应力、腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境。机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，机
30、械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失效，这种现象称为效，这种现象称为效，这种现象称为效，这种现象称为应力腐蚀应力腐蚀第26页，共46页，编辑于2022年，星期五27焊接应力的危害焊接应力的危害会产生应力腐蚀会产生应力腐蚀两个条件：两个条件：有一定应力有一定应力有一定应力有一定应力、腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境。机械设备零
31、件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失效，这种现象称为零件失效，这种现象称为零件失效，这种现象称为零件失效，这种现象称为应力腐蚀应力腐蚀第27页，共46页，编辑于2022年，星期五28焊接应力的危害焊接应力的危害会产生应力腐蚀产生应力腐蚀开裂会产生应
32、力腐蚀产生应力腐蚀开裂两个条件：两个条件：两个条件：两个条件：有一定应力有一定应力有一定应力有一定应力、腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境腐蚀环境。机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，机械设备零件在应力（拉应力）和腐蚀介质的联合作用下，将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失将出现低于材料强度极限的脆性断裂现象，导致设备零件失效，这种现象称为效，这种现象称为效，这种现象称
33、为效，这种现象称为应力腐蚀应力腐蚀第28页，共46页，编辑于2022年，星期五29焊后热处理的三个通用条件焊后热处理的三个通用条件材质材质钢材强度级别越高及合金含量越高，钢材强度级别越高及合金含量越高，钢材强度级别越高及合金含量越高，钢材强度级别越高及合金含量越高，焊接性越差。易产生焊接缺陷。焊接性越差。易产生焊接缺陷。焊接性越差。易产生焊接缺陷。焊接性越差。易产生焊接缺陷。可减缓焊接部位于其他部位的温度梯赌，能减缓高峰值可减缓焊接部位于其他部位的温度梯赌，能减缓高峰值可减缓焊接部位于其他部位的温度梯赌，能减缓高峰值可减缓焊接部位于其他部位的温度梯赌，能减缓高峰值应力的产生。应力的产生。应力的
34、产生。应力的产生。钢材厚度钢材厚度预热温度预热温度钢材越厚意味焊缝越深，焊后冷却收缩性倾向越强；钢材越厚意味焊缝越深，焊后冷却收缩性倾向越强；钢材越厚意味焊缝越深，焊后冷却收缩性倾向越强；钢材越厚意味焊缝越深，焊后冷却收缩性倾向越强；且刚性增大，抵抗局部收缩变形能力越强，从而产生较大且刚性增大，抵抗局部收缩变形能力越强，从而产生较大且刚性增大，抵抗局部收缩变形能力越强，从而产生较大且刚性增大，抵抗局部收缩变形能力越强，从而产生较大焊接残余应力。焊接残余应力。焊接残余应力。焊接残余应力。第29页，共46页，编辑于2022年，星期五30焊后热处理的方法焊后热处理的方法炉内整体热处理炉内整体热处理受
35、热均匀、温升及降速易于控制，效果好受热均匀、温升及降速易于控制，效果好受热均匀、温升及降速易于控制，效果好受热均匀、温升及降速易于控制，效果好分段炉内热处理分段炉内热处理局部热处理局部热处理现场热处理现场热处理工件长，受加热炉尺寸限制，只有采用分段热处理工件长，受加热炉尺寸限制，只有采用分段热处理工件长，受加热炉尺寸限制，只有采用分段热处理工件长，受加热炉尺寸限制，只有采用分段热处理确定工件重复加热的长度（小于确定工件重复加热的长度（小于确定工件重复加热的长度（小于确定工件重复加热的长度（小于1500mm1500mm、工件裸露在炉外、工件裸露在炉外、工件裸露在炉外、工件裸露在炉外部分的保温措施
36、。部分的保温措施。部分的保温措施。部分的保温措施。第30页，共46页，编辑于2022年，星期五31焊后热处理的方法焊后热处理的方法红外线高温陶瓷电加热器红外线高温陶瓷电加热器红外线高温陶瓷电加热器红外线高温陶瓷电加热器 易弯曲、折叠易弯曲、折叠易弯曲、折叠易弯曲、折叠 适用于焊后热处理、焊前预热及消氢处理适用于焊后热处理、焊前预热及消氢处理适用于焊后热处理、焊前预热及消氢处理适用于焊后热处理、焊前预热及消氢处理 有足够功率和准确温控系统，足够加热宽度以及适宜保温措有足够功率和准确温控系统，足够加热宽度以及适宜保温措有足够功率和准确温控系统，足够加热宽度以及适宜保温措有足够功率和准确温控系统，足
37、够加热宽度以及适宜保温措施。施。施。施。局部热处理局部热处理现场热处理现场热处理整体炉外热处理，现场组焊设备整体炉外热处理，现场组焊设备整体炉外热处理，现场组焊设备整体炉外热处理，现场组焊设备 将压力容器的壳体作为高温加热炉的炉体，在壳体内将压力容器的壳体作为高温加热炉的炉体，在壳体内加热，壳体外用绝热材料保温。加热，壳体外用绝热材料保温。第31页，共46页，编辑于2022年，星期五32满足下列条件，需进行焊后热处理满足下列条件，需进行焊后热处理碳素钢、碳素钢、15MnNbR15MnNbR、07MnCrMoVR07MnCrMoVR厚度大于厚度大于32mm32mm如焊前预热温度如焊前预热温度如焊
38、前预热温度如焊前预热温度100100，厚度大于，厚度大于，厚度大于，厚度大于38mm38mm。16MnR16MnR及及16Mn16Mn厚度大于厚度大于30mm30mm如焊前预热温度如焊前预热温度如焊前预热温度如焊前预热温度100，厚度大于，厚度大于，厚度大于，厚度大于34mm。15MnVR15MnVR及及15MnV15MnV厚度大于厚度大于28mm28mm如焊前预热温度如焊前预热温度如焊前预热温度如焊前预热温度100100，厚度大于，厚度大于，厚度大于，厚度大于32mm32mm。任意厚度任意厚度 18MnMoNbR 15CrMo 12Cr1MoV18MnMoNbR 15CrMo 12Cr1Mo
39、V钢等钢等第32页，共46页，编辑于2022年，星期五33焊后热处理的特殊条件焊后热处理的特殊条件 介质有应力腐蚀的容器，如盛装液化石油气介质有应力腐蚀的容器，如盛装液化石油气液氨等的容器（液氨等的容器（液氨等的容器（液氨等的容器（GB150）液氨液氨液氨液氨 16MnR 有应力腐蚀倾向有应力腐蚀倾向有应力腐蚀倾向有应力腐蚀倾向 水作为缓蚀剂水作为缓蚀剂水作为缓蚀剂水作为缓蚀剂 20R 20R、Q235-CQ235-C无应力腐蚀倾向无应力腐蚀倾向无应力腐蚀倾向无应力腐蚀倾向 具体分析具体分析预热温度预热温度盛装纯净的液化石油气是不会产生应力腐蚀，液化盛装纯净的液化石油气是不会产生应力腐蚀，液化
40、石油气中含石油气中含HH2S S 含水量有关系。含水量有关系。含水量有关系。含水量有关系。第33页，共46页，编辑于2022年，星期五34焊后热处理的特殊条件焊后热处理的特殊条件 对于图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器应对于图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器应对于图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器应对于图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器应进行焊后热处理。进行焊后热处理。进行焊后热处理。进行焊后热处理。奥氏体不锈钢不需要进行焊后热处理奥氏体不锈钢不需要进行焊后热处理奥氏体不锈钢不需要进行焊后热处理奥氏体不锈钢不需要进行焊后热处理第34页，共46页，编辑于2022年
41、，星期五35焊后热处理的工艺与操作焊后热处理的工艺与操作 条件允许可以加快升温速度，尽快越过再热裂纹敏条件允许可以加快升温速度，尽快越过再热裂纹敏条件允许可以加快升温速度，尽快越过再热裂纹敏条件允许可以加快升温速度，尽快越过再热裂纹敏感区，以防止再热裂纹。感区，以防止再热裂纹。感区，以防止再热裂纹。感区，以防止再热裂纹。对于导热性差的焊件可采用较低的升稳速度。对于导热性差的焊件可采用较低的升稳速度。对于导热性差的焊件可采用较低的升稳速度。对于导热性差的焊件可采用较低的升稳速度。温度越高温度越高温度越高温度越高 消除应力效果越好，但温度高低因钢材而异消除应力效果越好，但温度高低因钢材而异消除应力
42、效果越好，但温度高低因钢材而异消除应力效果越好，但温度高低因钢材而异 保温时间保温时间保温温度保温温度以保证焊件沿厚度方向均匀热透。以保证焊件沿厚度方向均匀热透。以保证焊件沿厚度方向均匀热透。以保证焊件沿厚度方向均匀热透。升温速度升温速度冷却速度冷却速度对构件复杂、厚度相差很大焊件应放慢对构件复杂、厚度相差很大焊件应放慢对构件复杂、厚度相差很大焊件应放慢对构件复杂、厚度相差很大焊件应放慢降温速度。降温速度。降温速度。降温速度。第35页，共46页，编辑于2022年，星期五36恢复材料力学性能热处理恢复材料力学性能热处理 金属材料内部晶粒产生滑移后，在滑移面上的晶格发生扭曲金属材料内部晶粒产生滑移
43、后，在滑移面上的晶格发生扭曲金属材料内部晶粒产生滑移后，在滑移面上的晶格发生扭曲金属材料内部晶粒产生滑移后，在滑移面上的晶格发生扭曲和畸变，使晶粒被拉长、破碎及纤维化，因，而金属材料的强和畸变，使晶粒被拉长、破碎及纤维化，因，而金属材料的强和畸变，使晶粒被拉长、破碎及纤维化，因，而金属材料的强和畸变，使晶粒被拉长、破碎及纤维化，因，而金属材料的强度硬度升高而朔性、韧性下降。上述现象称为加工硬化度硬度升高而朔性、韧性下降。上述现象称为加工硬化度硬度升高而朔性、韧性下降。上述现象称为加工硬化度硬度升高而朔性、韧性下降。上述现象称为加工硬化金属材料在冷态朔性变形时，会产生加工硬化。金属材料在冷态朔性
44、变形时，会产生加工硬化。金属材料在冷态朔性变形时，会产生加工硬化。金属材料在冷态朔性变形时，会产生加工硬化。加工硬化的原因及危害加工硬化的原因及危害第36页，共46页，编辑于2022年，星期五37恢复材料力学性能热处理条件恢复材料力学性能热处理条件 1 1、碳素钢、碳素钢、碳素钢、碳素钢、16MnR16MnR厚度不小于圆筒内径厚度不小于圆筒内径厚度不小于圆筒内径厚度不小于圆筒内径DiDi的的的的3%3%冷成型和中温成型的受压圆筒符合下列条冷成型和中温成型的受压圆筒符合下列条件之一，成型后应进行热处理件之一，成型后应进行热处理 2 2、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径、其他低合金钢厚度不小于圆筒内
45、径、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径DiDi的的2.5%2.5%第37页，共46页，编辑于2022年，星期五38恢复材料力学性能热处理恢复材料力学性能热处理 热处理目的热处理目的:恢复因加工硬化而降低朔性、韧性恢复因加工硬化而降低朔性、韧性保证压力容器质量与安全保证压力容器质量与安全 以朔性、韧性的下降与相对变形量以及钢材种以朔性、韧性的下降与相对变形量以及钢材种类有关作为标准划分是否进行热处理类有关作为标准划分是否进行热处理 加工硬化程度越严重，加工硬化程度越严重，以朔性以朔性韧性指标下降越严重韧性指标下降越严重第38页，共46页，编辑于2022年，星期五39恢
46、复材料力学性能热处理恢复材料力学性能热处理 1 1、碳素钢、碳素钢、16MnR厚度不小于圆筒内径厚度不小于圆筒内径厚度不小于圆筒内径厚度不小于圆筒内径Di的的的的3%3%冷成型和中温成型的受压圆筒符合下列条冷成型和中温成型的受压圆筒符合下列条件之一，成型后应进行热处理件之一，成型后应进行热处理 2 2、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径、其他低合金钢厚度不小于圆筒内径DiDi的的的的2.5%冷成型封头冷成型封头(奥氏体不锈钢除外奥氏体不锈钢除外奥氏体不锈钢除外奥氏体不锈钢除外)应成型后应进应成型后应进行消除应力热处理行消除应力热处理
47、(容规容规)强度低、朔性强度低、朔性强度低、朔性强度低、朔性韧性储备量大韧性储备量大韧性储备量大韧性储备量大第39页，共46页，编辑于2022年，星期五40恢复材料力学性能热处理恢复材料力学性能热处理冷成型封头冷成型封头(奥氏体不锈钢除外奥氏体不锈钢除外奥氏体不锈钢除外奥氏体不锈钢除外)应成型后应进应成型后应进行消除应力热处理行消除应力热处理 (容规容规)足够韧性储备量大足够韧性储备量大足够韧性储备量大足够韧性储备量大封头成型变形量封头成型变形量封头成型变形量封头成型变形量员大于筒体员大于筒体员大于筒体员大于筒体消除应消除应力退火力退火第40页，共46页，编辑于2022年，星期五41消氢处理消
48、氢处理脆性破坏外观容器无任何可见变形，其破坏不仅脆性破坏外观容器无任何可见变形，其破坏不仅具有突然性、而且在低应力水平，其危害很大具有突然性、而且在低应力水平，其危害很大氢氢进入金属后对金属的力学性能造成严重损伤进入金属后对金属的力学性能造成严重损伤溶解于金属晶格的氢使塑性、韧性明显降低溶解于金属晶格的氢使塑性、韧性明显降低甚至产生裂纹（延迟裂纹），导致甚至产生裂纹（延迟裂纹），导致脆性破坏脆性破坏。第41页，共46页，编辑于2022年，星期五42消氢处理消氢处理 制造加工工艺过程中制造加工工艺过程中 焊接时金属氢溶入液态金属中，冷却后氢保留焊接时金属氢溶入液态金属中，冷却后氢保留在焊缝中。材
49、料长期在高氢环境下使用，氢在焊缝中。材料长期在高氢环境下使用，氢被金属吸收。被金属吸收。焊接时氢有可能来自焊接时氢有可能来自焊接材料焊接材料吸附的水分。吸附的水分。氢怎样进入金属的？氢怎样进入金属的？第42页，共46页，编辑于2022年，星期五43消氢处理条件消氢处理条件凡标准抗拉强度下限凡标准抗拉强度下限 Cr-MoCr-Mo低合金钢及有低合金钢及有延迟裂纹倾向的钢材焊制的容器和受压元件，如焊延迟裂纹倾向的钢材焊制的容器和受压元件，如焊后后2424小时内不能进行热处理的，须考虑小时内不能进行热处理的，须考虑消氢处理消氢处理材料、厚度、焊接和制造工艺有关材料、厚度、焊接和制造工艺有关第43页，
50、共46页，编辑于2022年，星期五44改善力学性能热处理改善力学性能热处理 当材料在加工过程中热处理状态与供货状态不一当材料在加工过程中热处理状态与供货状态不一致的情况下致的情况下 调质状态下钢板，采用热成形其加热温度超过调质状态下钢板，采用热成形其加热温度超过原回火温度，破坏了钢材供货时的热处理状态，原回火温度，破坏了钢材供货时的热处理状态，须要重新进行热处理。须要重新进行热处理。改善力学性能热处理的目的改善力学性能热处理的目的供货热处理状态不要改变供货热处理状态不要改变供货热处理状态不要改变供货热处理状态不要改变第44页，共46页，编辑于2022年，星期五45八、热处理八、热处理2焊后热处