Come prevenire le crepe nei recipienti a pressione?

I. Selezione e gestione dei materiali – Controllo del rischio di crack alla fonte

1. Selezione di materiali con eccellente resistenza alle crepe

Dai la priorità agli acciai a basso-carbonio equivalente (come SA516GR70), che hanno una buona saldabilità e una bassa tendenza alla fessurazione a freddo.

Per ambienti contenenti sostanze corrosive come zolfo e cloro, evitare l'uso di materiali sensibili alla tensocorrosione, come l'acciaio inossidabile austenitico.

In condizioni di bassa-temperatura, seleziona materiali con buona tenacità alle basse-temperature per garantire che l'energia d'impatto soddisfi la temperatura di progettazione (ad esempio, maggiore o uguale a 27J a -46 gradi).

2. Controllare rigorosamente il contenuto di elementi nocivi

Limitare il contenuto di zolfo e fosforo nel metallo di base e nei materiali di saldatura (generalmente inferiore o uguale a 0,03%~0,04%) per prevenire cricche a caldo e fratture fragili.

Controllare il contenuto di carbonio (generalmente<0.12% in welding wire) to reduce the tendency for crystallization cracking.

3. Asciugatura e pulizia dei materiali di saldatura

Utilizza elettrodi per saldatura a basso-idrogeno e asciugali rigorosamente secondo le normative per prevenire la decomposizione dell'umidità e l'introduzione di idrogeno, riducendo il rischio di rotture indotte dall'idrogeno-. Pulisci la smussatura e entrambi i lati per rimuovere olio, ruggine, umidità e altre impurità, riducendo le fonti di idrogeno e il rischio di inclusioni di scorie.

II. Ottimizza il processo di saldatura: controlla lo stress termico e la diffusione dell'idrogeno

1. Preriscaldamento e controllo della temperatura di interpass

Per contenitori in acciaio a-pareti spesse o-ad alta resistenza, preriscaldare (in genere 150-300 gradi) per ridurre la velocità di raffreddamento, rallentare la diffusione dell'idrogeno ed evitare rotture a freddo.

Mantenere la temperatura di interpass al di sopra della temperatura di preriscaldamento per evitare cricche da riscaldamento causate dal riscaldamento ripetuto della saldatura.

2. Selezione razionale dei parametri e della sequenza di saldatura

Controllare la corrente, la tensione e la velocità di saldatura per evitare un eccessivo apporto di calore che porta ad un ingrossamento del grano o ad una fusione insufficiente.

Utilizza tecniche di saldatura simmetrica e di saldatura posteriore segmentata-per disperdere lo stress di vincolo e ridurre la deformazione della saldatura e lo stress residuo.

Evita le saldature "a forma di fungo-", migliora il coefficiente di formazione del cordone di saldatura e riduce la tendenza alle cricche da cristallizzazione.

3. Trattamento termico post-saldatura e rimozione dell'idrogeno post-saldatura

Eseguire un trattamento termico post-saldatura (ad esempio, mantenimento a 200-300 gradi per diverse ore) per accelerare la fuoriuscita dell'idrogeno e prevenire fessurazioni ritardate.

Per le imbarcazioni soggette a tensocorrosione o realizzate in acciaio ad alta-resistenza, eseguire il trattamento termico di distensione post-saldatura-(PWHT) per ridurre lo stress residuo.

III. Progettazione strutturale e gestione delle sollecitazioni – Riduzione della concentrazione delle sollecitazioni

1. Ottimizzazione della progettazione strutturale

Evita angoli acuti e sezioni trasversali-brusche; adottare progetti di transizione graduale per ridurre la concentrazione localizzata dello stress.

Migliorare i tipi di giunti, ad esempio cambiando gli ugelli sporgenti con ugelli a filo, per ridurre i vincoli rigidi e prevenire crepe da riscaldamento.

2. Controllo dello stress residuo nella produzione

Eliminare lo stress residuo generato durante la lavorazione e la saldatura attraverso trattamenti termici, pallinatura, ecc.

Evitare un'eccessiva lavorazione a freddo per prevenire l'incrudimento e l'innesco di microfessurazioni.

3. Utilizzare acciaio resistente allo strappo lamellare

Per recipienti grandi e con pareti spesse-, selezionare acciaio a bassissimo contenuto di zolfo-(S inferiore o uguale a 0,005%) o acciaio con modificatori aggiunti per affinare la dimensione dei grani, migliorando la resistenza allo strappo lamellare.

IV. Prevenzione e controllo durante il funzionamento e la manutenzione – Prevenzione della propagazione delle crepe durante il servizio

1. Controllo delle fluttuazioni delle condizioni operative

Evita avviamenti-e spegnimenti frequenti e cambiamenti drastici di pressione e temperatura per ridurre il rischio di rotture per fatica.

Per le navi sotto carichi alternati, condurre una progettazione a fatica e selezionare materiali con buona plasticità.

2. Prevenzione delle fessurazioni da corrosione da stress (SCC)

Selezionare i materiali appropriati, evitando l'incompatibilità dei materiali con i mezzi sensibili (ad esempio, evitare l'uso di acciaio inossidabile austenitico in ambienti con acqua di mare).

Migliorare l'ambiente corrosivo attraverso la protezione catodica, l'isolamento del rivestimento o l'aggiunta di inibitori della corrosione.

Controllare la concentrazione e la temperatura delle soluzioni alcaline; il trattamento termico post-saldatura è obbligatorio quando vengono superati i valori critici.

3. Ispezione periodica e rilevamento precoce

Condurre ispezioni esterne, prove non-distruttive e misurazioni dello spessore delle pareti secondo le "Regole per l'ispezione periodica dei recipienti a pressione". Concentrati sull'ispezione di aree ad alto-rischio come saldature, ugelli e zone di transizione delle estremità per rilevare e risolvere tempestivamente le microfessurazioni.