Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Repair Welding of SQV2A Pressure Vessel Steel by Temper Bead Techniques Without Post Welding Heat Treatment

Brziak P., Łomozik M., Mizuno R., Matsuda F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

205-216

EN

SQV2A Manganese-Molybdenum-Nickel ferritic steel has been developed for pressure vessel fabrication. Due to its chemical composition and carefully controlled heat treatment the SQV2A steel consists of fine-grained tempered martensite/lower bainite microstructure, which exhibits well-balanced combination of strength and low temperature toughness. However, this balance is disturbed by the thermal cycles experienced during welding, producing areas of unaccepted mechanical behaviors. Generally, a decrease in toughness of some regions of BM Heat Affected Zone is the most critical aspect of multi-layer (repair) welding. A full scale Post Welding Heat Treatment (PWHT) usually restores the mechanical behaviors to requested levels. Additionally, PWHT removes hydrogen trapped in the microstructure during welding. A situation becomes critical, when on-site local (repair) welding takes place. Harsh environment, difficult access and a presence other facilities make the in-situ PWHT almost inapplicable. In term of cold cracking prevention, a Gas Tungsten arc Welding (GTAW) gives acceptable hydrogen levels in the weld region; and full scale PWHT is unnecessary. This is the main reason why the GTAW has become a leading process for on-site (repair) welding of heavy section components. Moreover, a automatic GTAW process offers better weld geometry controlling which has become out of importance for welding not followed by PWHT. A precisely controlled multiple weld thermal cycles of predefined peak temperatures in particular weld regions can be employed for restoring the mechanical behavior of critical weld areas instead of full scale PWHT.

PL

Manganowo - molibdenowo - niklowa ferrytyczna stal w gatunku SQV2A została opracowana do wytwarzania zbiorników ciśnieniowych w przemyśle energetycznym. Dzięki składowi chemicznemu oraz kontrolowanej obróbce cieplnej mikrostruktura stali SQV2A składa się z drobnoziarnistego odpuszczonego martenzytu / dolnego bainitu, która wykazuje dobre połączenie właściwości wytrzymałościowych i ciągliwości przy niskich temperaturach. Jednakże te dobre zależności pomiędzy właściwościami wytrzymałościowymi a ciągliwością zostają zakłócone przez cykle cieplne, które oddziałują podczas spawania i prowadzą do powstania w złączu spawanym obszarów o niekorzystnych właściwościach mechanicznych. Obniżenie właściwości plastycznych (ciągliwości) niektórych obszarów SWC spawanej stali stanowi najbardziej krytyczny aspekt wielowarstwowego spawania remontowego. Typowa obróbka cieplna złącza spawanego po spawaniu PWHT zwykle przywraca właściwości mechaniczne do wymaganego poziomu. Ponadto obróbka cieplna PWHT złącza spawanego powoduje usunięcie z mikrostruktury wodoru uwięzionego podczas procesu spawania. Sytuacja bardzo komplikuje się w przypadku konieczności spawania remontowego na ograniczonym obszarze na dużym elemencie. Trudne warunki otoczenia, ograniczony dostęp do miejsca naprawy oraz obecność innych niedogodności sprawiają, że poprawne przeprowadzenie obróbki cieplnej złącza po spawaniu PWHT staje się bardzo utrudnione. W warunkach zapobiegania pęknięciom zimnym, spawanie metodą TIG (GTAW) daje zadawalająco niskie ilości wodoru w obszarach złącza a obróbka cieplna po spawaniu, w pełnym zakresie, nie jest wymagana. To stanowi główną przyczynę dlaczego metoda spawania TIG jest najczęściej stosowanym sposobem lokalnego spawania remontowego dużych elementów konstrukcyjnych. Ponadto, automatyczne spawanie metodą TIG umożliwia lepszą kontrolę geometrii spawanego złącza zwłaszcza w przypadku kiedy obróbka cieplna złącza po spawaniu nie jest wykonywana. Precyzyjnie kontrolowane cykle cieplne, o zdefiniowanych temperaturach maksymalnych w szczególnych obszarach złącza, mogą być stosowane, podczas spawania wielowarstwowego, do przywrócenia własności mechanicznych w krytycznych rejonach SWC zamiast typowej obróbki cieplnej po spawaniu (PWHT).

2

Numerical modeling of thermal cycles in steel during surfacing and welding without preheating and their comparison with experimental data

Łomozik M.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2006

|

Vol. 26, nr 1

143-156

EN

By means of the ANSYS 5.6 programme thermal fields in the heat affected zone (HAZ) regions of overlay-welded and welded steel without preheating have been modelled and multiple thermal cycles numerically calculated. The designed geometric models are of the two-dimensional type with 3-D characteristics. The number of overlay-welded and welded layers was varied from 1 to 6. After numerical calculations for the individual over I ay-welded and welded layers, the course of thermal cycles was analyzed for the 1st, 3rd and 6th layer. Such a procedure followed from practical utilization of the computation results. ASME regulations recommend welding of minimum 6 layers to get the desired tempering effect of hardened microstructures in the HAZ, which are characterized by unfavourable toughness. Parameters of thermal cycles in the HAZ's of overlay-welded and welded steel, calculated numerically and measured experimentally, were compared. Moreover the effect of temperature field asymmetry was raised, which is caused by the heat flow from successive layers of the overlay weld.

PL

Przedstawiono proces modelowania i wyniki obliczeń numerycznych z użyciem programu ANSYS 5.6. Modelowano pola temperatury w obszarach strefy wpływu ciepła (SWC) stali w warunkach oddziaływania wielokrotnych cykli cieplnych spawania o różnych parametrach. Badane modele matematyczne odwzorowywaly proces napawania i spawania wielowarstwowego w wariancie bez podgrzewania wstępnego. Utworzone modele geometryczne są modelami płaskimi o cechach przestrzenności. Liczba napawanych i spawanych warstw zmieniała się od l do 6. Po przeprowadzeniu obliczeń numerycznych dla poszczególnych napawanych i spawanych warstw analizowano przebieg cykli cieplnych dla pierwszej, trzeciej i szóstej warstwy napoiny lub spoiny. Taki sposób postępowania wynikał głównie z praktycznego wykorzystania wyników obliczeń. Przepisy ASME zalecają wykonanie minimum sześciu warstw spawanych lub napawanych w celu uzyskania pożądanego efektu odpuszczania struktur hartowniczych, które występują w obszarze SWC i charakteryzują się niekorzystnymi właściwościami plastycznymi. W rozdziale dotyczącym analizy wyników badań m.in. porównano parametry cyklu cieplnego napawania i spawania w obszarach SWC stali, które uzyskano numerycznie, z analogicznymi parametrami uzyskanymi eksperymentalnie. Ponadto poruszono zagadnienie zjawiska niesymetryczności temperatury, które występuje w wyniku nagrzewania podczas układania kolejnych ściegów napoiny.

3

Use of simulation technique and numerical modelling in examinations of various HAZ areas of steel during multi-pass welding.

Łomozik M.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2005

|

Vol. 29, nr 2

79-92

EN

The characteristics of a welding thermal cycle is presented as well as phenomena which occur in the HAZ during multi-pass welding. Examples of examination results aimed at the determination of HAZ properties in P91 steel by using the simulation technique are given and also some results of numerical modelling of thermal fields and cycles in the HAZ by means of ANSYS 5.6 programme.

PL

Przedstawiono charakterystykę cyklu cieplnego spawania oraz omówiono zjawiska zachodzące w obszarze strefy wpływu ciepła (SWC) podczas spawania wielowarstwowego. Przeprowadzono badania mające na celu określenie właściwości plastycznych obszarów SWC stali P91 na podstawie techniki symulacji. Podano wyniki modelowania numerycznego zjawisk cieplnych w SWC z zastosowaniem programu ANSYS 5.6.