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壓力容器哪些情況需要硬度檢測(cè)
硬度表示材料抵抗局部塑性變形、壓痕或劃痕的能力,是材料的一個(gè)綜合性能指標(biāo),表征著材料的彈性、塑性、形變強(qiáng)化、強(qiáng)度和韌性等。
硬度與抗拉強(qiáng)度存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系,有經(jīng)驗(yàn)公式可以換算。
在常用的標(biāo)準(zhǔn)中有HG/T 20581及NB/T 47008提到了硬度檢測(cè)。HG/T 20581 7.8要求,有抗應(yīng)力腐蝕要求的碳鋼和低合金鋼應(yīng)進(jìn)行硬度檢測(cè)。而在NB/T 47008中,I級(jí)碳鋼鍛件檢驗(yàn)項(xiàng)目只有硬度HBW,但II級(jí)及以上鍛件并不進(jìn)行硬度檢測(cè),而是需要拉伸和沖擊檢測(cè),III、IV級(jí)還需超聲檢測(cè)。
在實(shí)踐中,有幾種情況,設(shè)計(jì)文件通常都會(huì)要求進(jìn)行硬度檢測(cè),主要包括:
一、有抗應(yīng)力腐蝕要求的碳鋼和低合金鋼材料、焊縫都應(yīng)進(jìn)行硬度檢測(cè)。除了前面提到的HG/T 20581的7.8.2,還有一部專門關(guān)于“控制鋼制管道和設(shè)備焊縫硬度防止硫化物應(yīng)力開裂"的技術(shù)規(guī)范——GB/T 27866。
應(yīng)力腐蝕開裂紋,實(shí)質(zhì)上一種裂紋的萌生、擴(kuò)展、失效。而籠統(tǒng)地說(shuō),不管是從韌性還是金相組織看,在硬度高的材料中裂紋都是容易擴(kuò)展的。所以可以通過(guò)控制材料、焊縫的硬度,來(lái)保證材料的抗應(yīng)力腐蝕能力。
二、Cr-Mo鋼等焊接冷裂紋傾向是比較明顯的,而通過(guò)測(cè)定熱影響區(qū)硬度的是評(píng)定這種冷裂紋敏感性的簡(jiǎn)便方法。所以,對(duì)于Cr、Mo含量較高的珠光體耐熱鋼等,通常都會(huì)在其焊接工藝評(píng)定中附加要求進(jìn)行熱影響區(qū)的硬度檢測(cè)。
三、焊后熱處理規(guī)程GB/T 30583中沒有提到焊后熱處理的檢驗(yàn)問(wèn)題,但實(shí)踐中,通常會(huì)要求進(jìn)行硬度和光譜檢測(cè)。焊縫是熱處理的重點(diǎn),硬度及光譜檢測(cè)(檢測(cè)其組分及含量)也主要是針對(duì)焊縫。
一般,碳鋼焊縫的硬度需控制在HB 200以下,15CrMoR需在HB225以下。
熱處理的目的在于消除焊接殘余應(yīng)力、軟化熱影響區(qū)、增加焊縫金屬的延展性、提高斷裂韌性和抗腐蝕性能等,所以控制其硬度的原因也是比較直觀的。
四、固容規(guī)TSG 21-2016在其“第8章 定期檢驗(yàn)"中規(guī)定,對(duì)于有材質(zhì)劣化傾向、有焊縫硬度要求的容器,在壓力容器的定期檢驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行硬度檢測(cè)。
壓力容器使用過(guò)程中,由于壓力、溫度、介質(zhì)等工況條件的影響,會(huì)出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象。
脫碳會(huì)造成硬度下降。在用檢驗(yàn)中,當(dāng)懷疑有脫碳時(shí),應(yīng)對(duì)可疑部位進(jìn)行硬度測(cè)定。壓力容器在高溫下長(zhǎng)期使用后,有可能引起滲碳、滲氫、硫化、釩化及石墨化等現(xiàn)象,使材料的硬度改變。
在用壓力容器檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)選擇適當(dāng)部位進(jìn)行硬度測(cè)定。在應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的壓力容器,在制造或在用檢驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行硬度檢測(cè),以判定應(yīng)力腐蝕傾向。



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