全焊接球閥采用免焊后熱處理技術(shù)（A－PWHT）設(shè)計(jì)閥體焊縫必須能承受內(nèi)外載荷作用而不發(fā)生破壞，因此整體焊接閥體研制的關(guān)鍵在于大口徑環(huán)向焊縫的焊接工藝可行性和承壓焊縫安全評(píng)定。研制技術(shù)路線為窄間隙焊縫工藝制定→非熱時(shí)效方式消除應(yīng)力→焊縫韌性評(píng)定→焊接殘余應(yīng)力測定→承壓焊縫安全評(píng)定→工業(yè)化試驗(yàn)。

整體焊接閥體最大焊縫厚度超過130mm，根據(jù)ASMEBPVC和API6D規(guī)定，該焊縫必須進(jìn)行熱處理以消除焊接應(yīng)力。但整體焊接閥體因內(nèi)部橡膠及塑料等密封材料的限制，不能進(jìn)行焊后熱處理，因此必須采用非熱時(shí)效的應(yīng)力消除方式和有效的評(píng)定準(zhǔn)則保證焊縫的可靠性和安全性。

全焊接球閥焊縫缺陷評(píng)定準(zhǔn)則

由于焊縫存在缺陷，彈性力學(xué)的連續(xù)性、均勻性和各向同性的理論已經(jīng)不適用于焊縫的評(píng)定。因此采用斷裂力學(xué)理論評(píng)定焊縫性能，在缺陷存在的情況下，只要材料有足夠的韌性，焊縫有足夠的止裂性，則仍然能保證材料在工作期間有足夠的強(qiáng)度和塑性而不發(fā)生破壞

外載作用下，裂紋尖端材料發(fā)生塑性變形，當(dāng)裂紋尖端張開位移（CTOD）δ大于臨界值δc時(shí)，裂紋開始開裂，尖端裂紋安全評(píng)定準(zhǔn)則為δ≤δc。

當(dāng)σ≤σy時(shí)，

當(dāng)σ＞σy時(shí)，δ=2πaε。

臨界張開位移

臨界裂紋

式中 a———裂紋尺寸，mm

ac———臨界裂紋尺寸，mm

δ———張開位移，mm

δc———臨界張開位移，mm

σ———應(yīng)力，MPa

σy———屈服應(yīng)力，MPa

ε———應(yīng)變

εy———屈服應(yīng)變

E———彈性模量，MPa

整體焊接閥體焊縫裂紋主要有張開型、滑開型和撕開型3種。張開型裂紋（圖4）在垂直于裂紋面力F作用下，裂紋尖端張開擴(kuò)張，容易產(chǎn)生低應(yīng)力斷裂。采用斷裂力學(xué)評(píng)估裂紋強(qiáng)度時(shí)，主要考慮張開型裂紋失效影響。

整體焊接閥體焊縫區(qū)未經(jīng)焊后熱處理，因此存在較大的焊接殘余應(yīng)力，假設(shè)焊接殘余應(yīng)力超過材料的屈服強(qiáng)度σy，則焊縫區(qū)域總應(yīng)變?chǔ)舤為

εt=εw+εP

當(dāng)εw=εy，εP=0.63εy時(shí)，εt=1.63εy。設(shè)計(jì)時(shí)取εt=2εy，則最大允許裂紋臨界值amax為

amax=0.09（δc/εy）

式中εw———焊接應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變

εP———設(shè)計(jì)載荷產(chǎn)生的應(yīng)變

全焊接球閥焊縫韌性評(píng)估

采用BS7448－2標(biāo)準(zhǔn)測定焊縫CTOD值，根據(jù)API1104和DNV－OS－C401標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)焊縫材質(zhì)韌性。從整體焊接閥體焊縫區(qū)全厚度方向截取標(biāo)準(zhǔn)式樣，厚度B，寬度W=36，長度L=4W+20。預(yù)制裂紋長度a≈（0.04～0.05）W（圖5、圖6）。從檢測的閥體焊縫和焊縫熱影響區(qū)（HAZ）的δc值（表1）分析，焊縫和HAZ的δc值大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在不進(jìn)行熱處理的情況下，根據(jù)窄間隙焊接工藝設(shè)計(jì)的焊縫滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，具有足夠的韌性。

全焊接球閥CTOD加載測試

豪克能技術(shù)消除焊接殘余應(yīng)力

豪克能技術(shù)是采用頻率達(dá)到20kHz以上具有大能量的振動(dòng)設(shè)備，沖擊金屬物體表面，能使焊縫金屬殘余應(yīng)力獲得釋放，改變焊縫的應(yīng)力分布。大口徑整體焊接閥體的窄間隙焊縫厚度超過130mm，焊接過程中由于焊縫的熱脹冷縮，在軸向和環(huán)向存在較大的焊接應(yīng)力。由于采用小電流、多道焊工藝，厚度方向受約束較小、熱量易于釋放，應(yīng)力相對(duì)較小。采用豪克能應(yīng)力消除設(shè)備垂直沖擊環(huán)向焊縫表面，通過盲孔法測定焊接殘余應(yīng)力表明，豪克能技術(shù)可以消除掉80%以上的焊接殘余應(yīng)力（表2）。

表2 豪克能處理前后平均應(yīng)力對(duì)比。

注：全焊接球閥，標(biāo)準(zhǔn)全焊接球閥它是網(wǎng)站產(chǎn)品中的重點(diǎn)，因?yàn)?strong>永嘉縣銘邦閥門有限公司專業(yè)生產(chǎn)(供應(yīng))標(biāo)準(zhǔn)全焊接球閥，全焊接球閥，公司具有良好的市場信譽(yù)，專業(yè)的銷售和技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，憑著經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)全焊接球閥，全焊接球閥多年經(jīng)驗(yàn)，熟悉并了解全焊接球閥系列產(chǎn)品市場行情，迎得了國內(nèi)外廠商的一致好評(píng)，歡迎來電來涵洽談交流！

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