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10 整体焊后热处理对球罐残余应力松弛效果的评价 整体焊后热处理对球罐残余应力松弛效果的评价 南京化工学院　　刘国伟　黄文龙　王明娥 金陵石化公司　　尚世显　王槐春　　　　 　　　应用 x 射线法对球罐典型部位在热处理前后进行残余应力测试; 结合文献评价 　　　了球罐现场整体焊后热处理的效果, 提出了适宜的焊后热处理温度。 　　　关键词　焊后热处理　残余应力　松弛 极带外, 整个球罐组对后再行施焊, 以降低组 1　引言 装时的拘束应力。 　　球罐等压力容器均是经焊接而制成的。由 　　球罐采用非对称X 型坡口, 所有焊缝的大 于焊件在焊接过程中受到局部不均匀加热, 因 坡口在外, 小坡口在内。单条焊缝先焊外侧大 此在焊缝及其热影响区将产生沿焊缝纵向和横 坡口, 再焊内侧小坡口。整个球罐的焊接顺序 向分布的残余拉应力。这种残余拉应力有时会 为先焊纵缝、后焊环缝。焊接时以电加热板在 达到材料的屈服极限, 导致焊件在使用过程中 反面加热, 焊接面测温。预热温度为 120℃, 宽 度以焊缝中心线两侧各不小于 110 , 焊道层 产生裂纹, 或使焊件内部的焊接缺陷扩展, 致 mm 使其使用寿命降低, 给安全生产带来隐患。因 间温度不宜低于 120℃。后热温度为200 ℃, 保 此球罐经焊接后一般需经现场整体热处理, 使 温时间为半小时。 其残余应力得到松弛, 以改善其内部受力状 球罐的现场整体热处理采用外保温内燃 [ 2 ] 法, 工艺曲线见图 1 所示。热处理温度指球罐 况 。但是整体焊后热处理效果怎样呢? 本文就 一台在建球罐, 对其典型焊缝部位进行了残余 外侧表层温度。整体热处理前, 在球壳板外侧 应力测试, 并就热处理温度和应力松弛效果进 均匀地沿周向布置 15 个测温点, 采用开槽螺母 行了评价。 法将热电偶固定在球罐外表面上, 300 ℃以上的 升温过程应保证相邻两测点温差小于 130℃。 2　球罐概况 所研究的球罐为某设备安装公司在建的一 台400 3 液化石油气球罐。材料为 16 钢, m M nR 厚度为 34 , 设计压力为 180 , 温度为 mm M Pa 常温。球罐结构为桔瓣式, 壳板块数为 54 块。 材料化学成分、机械性能见表 1。球罐在现场采 用以赤道带为基准的插片散装法组装。除南北 　表 1 　　材料化学成分与机械性能 化学 C Si M n S P 图 1　球罐整体焊后热处理工艺曲线 成分 ≤02 0 15- 055 ≤0 16 ≤0030 ≤0030 3　球罐残余应力的测试 % , M Pa , M Pa , J 机械 b s K 性能 520- 637 ≥353 ≥18% ≥4 71 　　应用 x 射线法现场测定