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NB/T47011-2022《锆制压力容器》标准详细规定了锆材的热处理要求。对于封头、筒体、锥壳体及特定弯管,成形温度低于500℃时需退火处理并制备试件。其他受压元件可参考相应要求。紧固件加工后应退火,焊件根据材料类型进行不同热处理。预氧化处理可防止表面损伤。热处理工艺温度范围大,退火处理降低材料应力、提高塑性。这些规定确保锆制压力容器的性能与安全。
NB/T47011-2022《锆制压力容器》中关于材料热处理的要求比较分散,这里做一个整理和解释。
1、封头
NB/T47011 第7.3.4.1 b/c条款讲 推荐封头采用热成形,成形温度一般不低于500℃;若成形温度低于500℃,成形后应进行退火处理。
若进行退火处理,则需要制备母材热处理试件。
因为锆的塑性比较差,冷成形容易开裂,加热后其屈服强度降低,便于塑性变形,所以一般都采用热成形。如果不想封头做热处理,可要求封头厂家的成形温度不低于500℃,并在质保书上注明,则成形后可以不做热处理。
2、筒体、锥壳体
NB/T47011 第7.3.5.2条款讲 筒体、锥壳体成形温度低于500℃,且变形率大于3%时(锥体按小端计算变形率),成形后应进行退火处理;若进行退火处理,则需要制备母材热处理试件。热处理可以在焊前做,也可以在焊后做;如果焊后做,可以将母材热处理试件与产品焊接试件合并制备。变形率计算公式:
其中t为板厚,mm;Rf为成形后中径,mm;R0为成形前半径(对于平板为无穷大),mm;
3、锆制弯管
NB/T47011 第7.3.7.2条款讲 弯管的弯曲半径与管子直径之比小于5,且弯制成形温度低于500℃时,成形后需进行退火处理。不需要制备母材热处理试件。
4、其他锆制受压元件
NB/T47011 第7.3.7.3条款讲其他锆制受压元件成形温度低于500℃ ,可参照7.3.5.2确定是否需要退火处理。如压制哈夫弯头、推制弯头、三通等。
5、NB/T47011 第7.3.9.5条款讲采用Zr5(R60705)变形制造的紧固件,应在加工完成后进行退火处理。
6、NB/T47011 第7.3.9.6条款讲 为防止锆螺纹咬死或锆件在摩擦中表面损伤,可对其进行510-620℃保温2-4h预氧化处理,增加表面硬度。
7、NB/T47011 第7.5.1.3条款讲 除设计文件另有规定,Zr3(R60702)焊件一般不要求进行焊后热处理;Zr5(R60705)焊件应在焊后14天内进行退火处理,以防止氢致延迟裂纹。
但在ASME SB658 锆合金焊接公称管中是要求退火状态供货的,退火温度不小于600℃,每25mm至少保温30min,最少15min。
8、NB/T47011 第7.5.3.1和7.5.3.2条款讲 锆的受压元件热处理和焊后热处理的工艺都是一样的,温度510-620℃,厚度不大于25mm的保温时间不小于1h,厚度每增加25mm,保温时间增加0.5h。保温时间比ASME要长,温度选择比ASME范围大。
9、NB/T47011中讲的热处理主要是围绕材料冷作硬化,变形后强度、硬度升高,想通过退火处理来降低材料的应力、强度、硬度,提高材料的塑性。综合NB/T47011和ASME规范,如果需要做热处理,我一般按610±10℃,保温1h来做锆的退火处理。
来源:压力容器焊接