NL8403010A

NL8403010A - MECHANICAL PROCESS FOR THE RELIEF OF TENSIONS.

Info

Publication number: NL8403010A
Application number: NL8403010A
Authority: NL
Original assignee: Odonnell & Ass
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1985-09-16
Also published as: GB2154492B; MX172237B; SE464136B; IT1199204B; GB8424990D0; JPS60248814A; SE8500844D0; ES8605408A1; IT8448943A1; FI77590B; FR2559697B1; IT8448943A0; FI843893A0; GB2154492A; FI843893L; FI77590C; FR2559697A1; CH665655A5; SE8500844L; ES536480A0

Description

ί »-ί »-

Λ IΛ I

Mechanische werkwijze voor het opheffen van spanningenMechanical method of relieving stress

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een mechanische werkwijze voor het opheffen van resterende lasspanningen in het lasmetaal, de door warmte beïnvloede zone (HAZ) en in het aangrenzende basismetaal van houders, pijpen en mechanische onderdelen.The present invention relates to a mechanical method for removing residual welding stresses in the weld metal, the heat affected zone (HAZ) and in the adjacent base metal of containers, pipes and mechanical parts.

5 Het lassen van pijpen, houders en mechanische onderdelen produceert resterende trekspanningen. Deze trekspanningen kunnen het scheuren als gevolg van spanningscorrosie, de materiaalmoeheid en het zich voortplanten van scheuren als gevolg van kruipen van het materiaal bevorderen. Het zou daarom zeer voordelig zijn, deze res-10 terende lasspanningen op te heffen.5 Welding of pipes, holders and mechanical parts produces residual tensile stresses. These tensile stresses can promote cracking due to stress corrosion cracking, material fatigue, and propagation of cracking due to material creep. It would therefore be very advantageous to eliminate these residual welding voltages.

Het opheffen van spanningen door inductieverwarming (IHSX) is een methode, die tegenwoordig wordt gebruikt voor het opheffen van de resterende lasspanningen. Echter de IHSI werkwijze, die op pijpen en houders is toegepast, kan niet netto drukkrachten induceren in de 15 axiale of omtreksrichting. Het evenwicht van de axiale drukspanningen als gevolg van de IHSI werkwijze induceert axiale trekspanningen, zodat de netto axiale kracht in elke dwarsdoorsnede nul is. Inderdaad worden gedurende de IHSI werkwijze grote door de wand heen gaande buigspanningen geïnduceerd. Gebreken in de lasnaad, zoals insluitingen, 20 poreusheid, ongesmolten materiaal, scheuren als gevolg van hitte, en dergelijke, en scheuren als gevolg van spanningscorrosie of materiaalmoeheid worden daarom gedurende de werkwijze onderworpen aam hoge trekspanningen. De daaruit voortvloeiende versterkte vorming van scheuren als gevolg van spanningscorrosie, beschadiging als gevolg van 25 materiaalmoeheid en voortplanting van scheuren als gevolg van kruipen van het materiaal verminderen de resterende sterkte en levensduur van de wand en maken de wand gevoeliger voor lekkage.The removal of voltages by induction heating (IHSX) is a method that is currently used for removing the remaining welding voltages. However, the IHSI method applied to pipes and containers cannot induce net compressive forces in the axial or circumferential direction. The equilibrium of the axial compressive stresses as a result of the IHSI method induces axial tensile stresses, so that the net axial force in any cross section is zero. Indeed, large bending stresses are induced during the IHSI method. Weld defects, such as inclusions, porosity, unmelted material, cracks due to heat, and the like, and cracks due to stress corrosion or material fatigue are therefore subjected to high tensile stresses during the process. The resulting increased cracking due to stress corrosion, material fatigue damage and propagation of cracks due to material creep reduce the residual strength and life of the wall and make the wall more susceptible to leakage.

De onderhavige mechanische werkwijze voor het opheffen van spanningen (MSIP) is een verbeterde werkwijze, waarbij gedurende de 30 werkwijze geen hoge trekspanningen in de pijp of de houder worden geïnduceerd, waarbij de potentiële schadelijke invloeden van deze trekspanningen worden opgeheven.The present mechanical stress relief method (MSIP) is an improved method in which high tensile stresses are not induced in the pipe or container during the process, thereby eliminating the potential deleterious effects of these tensile stresses.

Gevonden is, dat de resterende spanningen in het lasmetaal, 8403 0 i0 ! J - -.....t - 2 - de door warmte beïnvloede zone en in het aangrenzende basismetaal van houders, pijpen en mechanische onderdelen kunnen worden opgeheven door toepassing van een werkwijze, die bestaat uit het mechanisch introduceren van drukspanningen in het lasmetaal, de door warmte beïnvloede 5 zone en het aangrenzende basismetaal, die groter zijn dan hun individuele reksterkten, maar niet hun uiteindelijke druksterkten overschrijden.It has been found that the residual stresses in the weld metal, 8403 0 i0! J - -..... t - 2 - the heat affected zone and in the adjacent base metal of containers, pipes and mechanical parts can be canceled by applying a method consisting of mechanically introducing compressive stresses into the weld metal, the heat affected zone and the adjacent base metal, which are greater than their individual tensile strengths, but do not exceed their ultimate compressive strengths.

Nadat de drukspanningen zijn geïnduceerd, is het verder induceren daarvan niet noodzakelijk en kan daarom prompt worden beëindigd.After the compressive stresses have been induced, further induction thereof is not necessary and can therefore be terminated promptly.

De volgens de onderhavige werkwijze geïnduceerde druk-10 spanningen, wanneer zij worden opgeteld bij de oorspronkelijke resterende spanningen, overschrijden de reksterkte van het materiaal in het lasmetaal, de door warmte beïnvloede zone en het aangrenzende basismetaal. Dit leidt tot een permanente plastische vloeiing van het materiaal, waar de geïnduceerde spanningen de reksterkten overschrijden. 15 Wanneer de volgens de onderhavige werkwijze geïnduceerde spanningen vervolgens worden verwijderd, zijn de oorspronkelijke resterende trek-spanningen verminderd.The stresses induced by the present method, when added to the original residual stresses, exceed the tensile strength of the material in the weld metal, the heat affected zone and the adjacent base metal. This leads to a permanent plastic flow of the material, where the induced stresses exceed the tensile strengths. When the stresses induced by the present method are subsequently removed, the original residual tensile stresses are reduced.

De mechanische middelen die worden toegepast om het boven beschreven gewenste resultaat te bereiken, zijn niet kritisch. Bij een 20 voorkeursuitvoeringsvorm voor gebruik bij pijpen en houders bijvoorbeeld bestaan de mechanische middelen uit gespleten ringen, waarvan de contouren van de binnenoppervlakken zijn aangepast aan die van het buitenoppervlak van de pijp of houder, en uit middelen voor het tot stand brengen van een gecontroleerde samendrukkende vervorming door middel 25 van de gespleten ringen op het buitenoppervlak van de pijp of houder.The mechanical means used to achieve the desired result described above are not critical. In a preferred embodiment for use with pipes and containers, for example, the mechanical means consist of split rings, the contours of the inner surfaces of which are adapted to those of the outer surface of the pipe or container, and of means for effecting a controlled compressive deformation by means of the split rings on the outer surface of the pipe or container.

Een middel voor het beheersen van de samendrukkende vervorming in om-treksrichting over de lengte van de pijp of houder kan worden verkregen door aan elkaar grenzende einden van de gespleten ringen te voorzien van op één lijn liggende openingen en een bout in die openingen te plaatsen. 30 Bij voorkeur wordt de oorspronkelijke spleet tussen de aan elkaar grenzende einden van de gespleten ringen gedimensioneerd, door voeler-plaatjes daartussen te steken. Een middel voor het beheersen van de gewenste axiale samendrukkende vervorming kan worden verkregen door twee paren gespleten ringen toe te passen, waarbij de aan elkaar grenzende 35 einden van elk van de paren ringen zijn voorzien van op één lijn liggen- 8403010 c - 3 - « * de openingen en bouten in elke opening zijn geplaatst.A means for controlling the circumferential compressive deformation along the length of the pipe or container can be obtained by providing adjacent ends of the split rings with aligned holes and placing a bolt in those holes. Preferably, the original slit is dimensioned between the adjacent ends of the split rings by inserting feeler pads therebetween. A means of controlling the desired axial compressive deformation can be obtained by using two pairs of split rings, the adjacent ends of each of the pairs of rings being aligned - 8403010 c - 3 - « * the holes and bolts are placed in each hole.

Vanzelfsprekend kunnen in de boven beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding vele wijzigingen en veranderingen worden aangebracht zonder buiten de geest en de omvang van de uitvinding te gaan 5 en daarom gelden slechts die beperkingen, die in de bijgaande conclusies zijn beschreven.Obviously, in the above-described embodiment of the invention, many modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention, and therefore only those limitations set forth in the appended claims apply.

« 8403010 i8403010 i

Claims

Method for removing the remaining stresses in the weld metal, the heat affected zone and in the adjacent base metal of containers, pipes and mechanical parts, characterized by mechanically introducing compressive stresses in the weld metal, the heat affected zone and the adjacent base metal, which are greater than their individual tensile strengths, but do not exceed their individual final compressive strengths.

Method according to claim 1, characterized in that the introduction of compressive stresses is then stopped. ,, · R4 0 3 0 1 0 JsJ '