Cum să preveniți crăpăturile în vasele sub presiune?

I. Selecția și managementul materialelor – Controlul riscului de fisurare la sursă

1. Selectarea materialelor cu rezistență excelentă la fisuri

Prioritizează oțelurile cu echivalent-cu emisii scăzute de carbon (cum ar fi SA516GR70), care au o sudabilitate bună și o tendință scăzută de fisurare la rece.

Pentru mediile care conțin medii corozive, cum ar fi sulful și clorul, evitați utilizarea materialelor sensibile la coroziune, cum ar fi oțelul inoxidabil austenitic.

În condiții de temperatură scăzută-, selectați materiale cu o rezistență bună la temperatură scăzută-pentru a vă asigura că energia de impact respectă temperatura de proiectare (de exemplu, mai mare sau egală cu 27J la -46 de grade ).

2. Controlul strict al conținutului elementelor dăunătoare

Limitați conținutul de sulf și fosfor din metalul de bază și materialele de sudură (în general, mai puțin sau egal cu 0,03% ~ 0,04%) pentru a preveni fisurarea la cald și fractura fragilă.

Controlați conținutul de carbon (în general<0.12% in welding wire) to reduce the tendency for crystallization cracking.

3. Uscarea și curățarea materialelor de sudare

Utilizați electrozi de sudare cu conținut scăzut de-hidrogen și uscați-i strict conform reglementărilor pentru a preveni descompunerea umidității și introducerea hidrogenului, reducând riscul de fisurare-indusă de hidrogen. Curățați teșirea și ambele părți pentru a îndepărta uleiul, rugina, umezeala și alte impurități, reducând sursele de hidrogen și riscul de incluziuni de zgură.

II. Optimizați procesul de sudare - Controlul stresului termic și difuziei hidrogenului

1. Preîncălzire și control al temperaturii între treceri

Pentru recipientele din oțel cu pereți-groși sau-de rezistență ridicată, preîncălziți (de obicei 150–300 de grade ) pentru a reduce viteza de răcire, a încetini difuzia hidrogenului și a preveni fisurarea la rece.

Mențineți temperatura interpass peste temperatura de preîncălzire pentru a evita fisurile de reîncălzire cauzate de încălzirea repetată a sudurii.

2. Selectarea rațională a parametrilor și secvenței de sudare

Controlați curentul, tensiunea și viteza de sudură pentru a evita aportul excesiv de căldură care duce la îngroșarea cerealelor sau la fuziune insuficientă.

Utilizați tehnici de sudare simetrică și de sudare segmentată-spate pentru a dispersa tensiunea de reținere și pentru a reduce deformarea prin sudare și tensiunea reziduală.

Evitați sudurile „în formă de ciupercă{0}}, îmbunătățiți coeficientul de formare a cordonului de sudură și reduceți tendința de fisurare prin cristalizare.

3. Tratamentul termic după-sudare și îndepărtarea hidrogenului după-sudare

Efectuați un tratament termic post-sudare (de exemplu, menținerea la 200-300 de grade timp de câteva ore) pentru a accelera evacuarea hidrogenului și pentru a preveni fisurarea întârziată.

Pentru vasele predispuse la coroziune sub tensiune sau din oțel-de înaltă rezistență, efectuați un tratament termic de reducere a tensiunii post-sudare-(PWHT) pentru a reduce tensiunea reziduală.

III. Proiectare structurală și management al stresului – Reducerea concentrării stresului

1. Optimizarea Proiectării Structurale

Evitați colțurile ascuțite și secțiunile transversale{0}}abrupte; adoptați modele de tranziție lină pentru a reduce concentrația de stres localizat.

Îmbunătățiți tipurile de îmbinări, cum ar fi schimbarea duzelor proeminente în duze de spălare, pentru a reduce constrângerile rigide și pentru a preveni fisurarea prin reîncălzire.

2. Controlul stresului rezidual de fabricație

Eliminați stresul rezidual generat în timpul prelucrării și sudării prin tratament termic, peening etc.

Evitați lucrul excesiv la rece pentru a preveni întărirea prin lucru și inițierea microfisurilor.

3. Utilizați oțel rezistent la rupere lamelară

Pentru vasele mari, cu pereți-groși, selectați oțel ultra-scăzut în sulf (S mai mic sau egal cu 0,005%) sau oțel cu modificatori adăugați pentru a rafina dimensiunea granulelor, îmbunătățind rezistența la rupere lamelară.

IV. Prevenirea și controlul în timpul funcționării și întreținerii – Prevenirea propagării fisurilor în timpul serviciului

1. Controlul fluctuațiilor în condițiile de funcționare

Evitați pornirile și opririle frecvente{0}}și schimbările drastice ale presiunii și temperaturii pentru a reduce riscul de fisurare prin oboseală.

Pentru navele aflate sub sarcini alternative, efectuați proiectarea la oboseală și selectați materiale cu plasticitate bună.

2. Prevenirea fisurilor prin coroziune sub tensiune (SCC)

Selectați materiale adecvate, evitând incompatibilitatea materialului cu mediile sensibile (de exemplu, evitați utilizarea oțelului inoxidabil austenitic în medii cu apă de mare).

Îmbunătățiți mediul coroziv prin protecție catodică, izolarea stratului sau adăugarea de inhibitori de coroziune.

Controlați concentrația și temperatura soluțiilor alcaline; tratamentul termic post-sudare este obligatoriu atunci când valorile critice sunt depășite.

3. Inspecție periodică și depistare timpurie

Efectuați inspecții externe, teste ne-distructive și măsurători ale grosimii pereților în conformitate cu „Regulile pentru inspecția periodică a recipientelor sub presiune”. Concentrați-vă pe inspectarea zonelor cu-risc ridicat, cum ar fi sudurile, duzele și zonele de tranziție ale capacelor de capăt, pentru a detecta și a rezolva rapid microfisurile.