Làm thế nào để ngăn chặn các vết nứt trong bình chịu áp lực?

I. Lựa chọn và quản lý vật liệu – Kiểm soát rủi ro nứt tận gốc

1. Lựa chọn vật liệu có khả năng chống nứt tốt

Ưu tiên các loại thép-có hàm lượng carbon tương đương thấp (chẳng hạn như SA516GR70), có khả năng hàn tốt và xu hướng nứt nguội thấp.

Đối với môi trường chứa môi trường ăn mòn như lưu huỳnh và clo, tránh sử dụng các vật liệu nhạy cảm với sự ăn mòn do ứng suất, chẳng hạn như thép không gỉ austenit.

Trong điều kiện-nhiệt độ thấp, hãy chọn vật liệu có độ bền nhiệt độ-thấp tốt để đảm bảo rằng năng lượng va đập đáp ứng nhiệt độ thiết kế (ví dụ: Lớn hơn hoặc bằng 27J ở -46 độ).

2. Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng yếu tố gây hại

Hạn chế hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho trong kim loại cơ bản và vật liệu hàn (thường nhỏ hơn hoặc bằng 0,03% ~ 0,04%) để ngăn ngừa nứt nóng và gãy giòn.

Kiểm soát hàm lượng carbon (nói chung<0.12% in welding wire) to reduce the tendency for crystallization cracking.

3. Sấy và làm sạch vật liệu hàn

Sử dụng điện cực hàn có hàm lượng hydro thấp- và làm khô chúng theo quy định để ngăn chặn sự phân hủy độ ẩm và tạo ra hydro, giảm nguy cơ nứt do-hydro gây ra. Làm sạch góc xiên và cả hai mặt để loại bỏ dầu, rỉ sét, độ ẩm và các tạp chất khác, giảm nguồn hydro và nguy cơ tích tụ xỉ.

II. Tối ưu hóa quy trình hàn – Kiểm soát ứng suất nhiệt và khuếch tán hydro

1. Kiểm soát nhiệt độ sơ bộ và nhiệt độ giữa các đường chuyền

Đối với các thùng chứa có thành dày hoặc bằng thép có độ bền-cao, hãy làm nóng trước (thường là 150–300 độ ) để giảm tốc độ làm mát, làm chậm quá trình khuếch tán hydro và ngăn ngừa nứt nguội.

Duy trì nhiệt độ giữa các lớp trên nhiệt độ nung nóng trước để tránh làm nóng lại các vết nứt do nung nóng mối hàn nhiều lần.

2. Lựa chọn hợp lý các thông số và trình tự hàn

Kiểm soát dòng điện, điện áp và tốc độ hàn để tránh đầu vào nhiệt quá mức dẫn đến hạt thô hoặc không đủ nhiệt độ.

Sử dụng kỹ thuật hàn đối xứng và hàn lưng phân đoạn- để phân tán ứng suất hạn chế và giảm biến dạng hàn cũng như ứng suất dư.

Tránh các mối hàn "hình nấm", cải thiện hệ số hình thành đường hàn và giảm xu hướng nứt kết tinh.

3. Sau{1}}xử lý nhiệt mối hàn và loại bỏ hydro sau mối hàn-

Thực hiện-xử lý nhiệt sau mối hàn (ví dụ: giữ ở nhiệt độ 200–300 độ trong vài giờ) để tăng tốc độ thoát khí hydro và ngăn ngừa vết nứt chậm.

Đối với các bình dễ bị ăn mòn do ứng suất hoặc được làm bằng-thép cường độ cao, hãy thực hiện-xử lý nhiệt sau hàn{2}}giảm ứng suất (PWHT) để giảm ứng suất dư.

III. Thiết kế kết cấu và quản lý ứng suất – ​​Giảm nồng độ ứng suất

1. Tối ưu hóa thiết kế kết cấu

Tránh các góc nhọn và mặt cắt-đột ngột; áp dụng các thiết kế chuyển tiếp trơn tru để giảm sự tập trung ứng suất cục bộ.

Cải thiện các loại mối nối, chẳng hạn như thay đổi vòi phun nhô ra thành vòi phun xả, để giảm các hạn chế về độ cứng và ngăn ngừa nứt khi gia nhiệt lại.

2. Kiểm soát căng thẳng dư thừa trong sản xuất

Loại bỏ ứng suất dư sinh ra trong quá trình gia công và hàn thông qua xử lý nhiệt, mài mòn, v.v.

Tránh gia công nguội quá mức để tránh hiện tượng cứng hóa và hình thành các vết nứt nhỏ.

3. Sử dụng thép chống rách lớp

Đối với các bình có thành-lớn, dày, hãy chọn thép có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp (S Nhỏ hơn hoặc bằng 0,005%) hoặc thép có bổ sung các chất điều chỉnh để tinh chỉnh kích thước hạt, cải thiện khả năng chống rách dạng lớp.

IV. Phòng ngừa và kiểm soát trong quá trình vận hành và bảo trì – Ngăn chặn sự lan truyền vết nứt trong quá trình vận hành

1. Kiểm soát biến động trong điều kiện vận hành

Tránh khởi động và tắt máy thường xuyên cũng như tránh những thay đổi mạnh về áp suất và nhiệt độ để giảm nguy cơ nứt do mỏi.

Đối với các bình chịu tải trọng xen kẽ, tiến hành thiết kế mỏi và lựa chọn vật liệu có độ dẻo tốt.

2. Ngăn ngừa nứt ăn mòn do ứng suất (SCC)

Lựa chọn vật liệu phù hợp, tránh vật liệu không tương thích với môi trường nhạy cảm (ví dụ: tránh sử dụng thép không gỉ austenit trong môi trường nước biển).

Cải thiện môi trường ăn mòn thông qua bảo vệ catốt, cách ly lớp phủ hoặc bổ sung chất ức chế ăn mòn.

Kiểm soát nồng độ và nhiệt độ của dung dịch kiềm; bắt buộc-xử lý nhiệt sau mối hàn khi vượt quá các giá trị tới hạn.

3. Kiểm tra định kỳ và phát hiện sớm

Tiến hành kiểm tra bên ngoài,-thử nghiệm không phá hủy và đo độ dày thành theo "Quy tắc kiểm tra định kỳ bình chịu áp lực". Tập trung vào việc kiểm tra các khu vực-có nguy cơ cao như mối hàn, vòi phun và vùng chuyển tiếp của nắp cuối để kịp thời phát hiện và giải quyết các vết nứt nhỏ.