通过以下几方面入手解决应力腐蚀问题:为防止焊缝应力腐蚀,焊缝在设计时应减小拉应力和应力集中;焊后进行去应力退火,消除冷、热加工产生的残留拉应力;根据工作介质选择在该介质中对应力腐蚀不敏感的材料,改变介质条件清除促进应力腐蚀的有害化学离子。
(1)设计合理的焊接接头。焊缝应采用对接接头,避免搭接接头;焊缝外形设计应合理,焊缝布置应尽可能远离截面突变处;焊缝余高不能过高,不得有咬边、夹渣、未焊透等缺陷;焊缝接头截面要圆滑过渡,以减小焊缝拘束度,避免过高的应力集中。
(2)避免密集焊缝,采用合理的焊接顺序,以减少焊缝刚度。尽量选择低强焊材,为降低焊接接头的应力,当焊接接头的强度低于母材时,拉伸应力可通过塑性变形释放。此外,焊缝部位由于热应变作用会产生很大的残余应力,而加热冷却的热循环过程,也会使材质发生变化。所以对于焊缝部分要比对于焊接本体更加注意。
(3)建立低氢的焊接环境,选用低氢焊接材料和低氢焊接工艺,如采用&’)气体保护焊可获得低氢焊缝。
(4)采用合理的焊接顺序,焊接时先焊收缩量较大的焊缝,后焊收缩量较小的焊缝,使焊缝能够自由收缩,以降低焊接拘束应力。
(5)制定合理的焊接规范及热输入,控制冷却时间,改善焊缝及热影响区的组织和性能。
(6)对厚钢板采用多层多道焊:前一层对后一层预热,后一层对前一层起热处理作用,可降低焊接残余应力,改善了焊接接头组织。
(7)焊前预热,控制焊接层间温度,降低冷却速度,以便于焊缝中氢的扩散,可有效地防止裂纹的产生。
(8)控制氢的来源,尽量选择低氢或超低氢焊材,焊材使用前要烘干。认真清理焊丝、焊缝坡口上的水、铁锈、油污等杂质,焊接时对熔池采取良好的保护措施。
(9)合理选择焊缝金属的合金成分,适当加入合金元素,可改善焊缝金属的韧性,提高焊缝抗裂能力。
(10)改善焊缝表面质量,焊缝表面质量对金属构件的使用寿命影响很大,微小的表面缺陷如脱碳、夹渣、弧坑、裂纹都会形成应力集中。
(11)消除焊接应力,焊后热处理是消除焊接应力、防止应力腐蚀最有效的方法。焊后热处理可以消除或降低焊接残余应力,改善焊接接头组织,有效防止应力腐蚀裂纹。
(12)选用耐应力腐蚀材料,采用阴极保护,添加缓蚀剂或除去介质中有害成分。可有效防止应力腐蚀裂纹的产生。
(13)改变介质条件,清除促进应力腐蚀的有害化学离子,如通过水的净化处理可降低水蒸气中的氯离子含量,对预防不锈钢的应力腐蚀十分有效。
(14)保持混合气体干燥,如果使混合气体保持干燥,使环镜温度在其露点以上,就可防止应力腐蚀。
(15)对金属设备进行表面处理,在与腐蚀介质接触的金属表面一侧,采用喷涂耐饰金属层、塑料涂层、表面堆焊不锈钢等方法,可有效防止应力腐蚀的产生。