تنش زدایی یکی از مهمترین فرآیندهایی است که در صنایع مختلف انجام می‌شود. این فرآیند به معنای کاهش تنش‌های باقیمانده در قطعات و اجزای سازماندهی شده است. تنش‌های باقیمانده می‌توانند باعث کاهش مقاومت مواد، شکستگی قطعات و یا تغییر شکل آنها شوند. بنابراین، تنش زدایی برای افزایش عمر مفید و کیفیت محصولات اساسی است. تنش زدایی شامل روش‌های مختلفی مانند حرارت، فشار، تکانه و یا ترکیبی از این روش‌ها است. این فرآیند در صنایع مختلفی از جمله صنایع هوا و فضا، خودرو، ساختمان، نفت و گاز، معدن و غیره انجام می‌شود.
تنش زدایی چیست؟
تنش زدایی یک فرآیند حرارتی است که برای کاهش تنش‌های پسماند residual stress در قطعات فلزی استفاده می‌شود. تنش‌های پسماند به دلیل تغییر در ساختار کریستالی و ناهمواری‌های سطحی در قطعات فلزی ایجاد می‌شوند. این تنش‌ها می‌توانند باعث کاهش مقاومت مکانیکی قطعات شوند و در نتیجه باعث شکست آنها گردند.
روش‌های مختلفی برای تنش زدایی وجود دارد که شامل روش‌های حرارتی و غیرحرارتی می‌شوند. در روش‌های حرارتی، قطعات فلزی به دمای بالا گرم و سپس به آرامی سرد می‌شوند. این فرآیند باعث تغییر در ساختار کریستالی قطعات شده و تنش‌های پسماند آنها را کاهش می‌دهد.
روش‌های غیرحرارتی شامل روش‌های هیدرولیکی، مغناطیسی و اولتراسونیک هستند. در این روش‌ها، نیروهای مختلفی بر روی قطعات فلزی اعمال می‌شوند تا تنش‌های پسماند آنها را کاهش دهند.
تنش زدایی چه موقع باید انجام گردد؟
تنش زدایی باید در موارد زیر انجام شود.
- پس از جوشکاری
- پس از برش با حرارت
- پس از نورد گرم
فاکتورهای اصلی عملیات حرارتی تنش زدایی
در این بخش فاکتورهای اصلی عملیات حرارتی تنش زدایی بررسی می‌شود.
- دما: دمای استفاده شده برای تنش زدایی باید به گونه‌ای باشد که بتواند تنش‌های پسماند را حذف کند، اما همزمان فلز را تغییر ندهد. برای هر فلز، دمای مناسب برای تنش زدایی مشخص شده است که باید رعایت شود.
- زمان: زمانی که فلز در دمای تعیین شده قرار دارد، باید به مدت کافی باشد تا تنش‌های پسماند حذف شوند. زمان مورد نیاز برای هر فلز متفاوت است و باید با توجه به نوع فلز و ضخامت قطعه تعیین شود.
- نوع فلز: برای هر فلز، روش‌های مختلفی برای تنش زدایی وجود دارد. برای مثال، برای فولاد، روش‌های آنیلینگ و تنش زدایی حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حالی که برای آلومینیوم، روش‌های آنیلینگ و تنش زدایی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- ضخامت قطعه: ضخامت قطعه نیز یکی از فاکتورهای مهم در تنش زدایی است. در قطعات ضخیم‌تر، تنش‌های پسماند بیشتری وجود دارد که نیاز به دمای بالاتر و زمان بیشتری برای تنش زدایی دارد.
- شکل قطعه: شکل قطعه نیز می‌تواند بر روی عملیات حرارتی تنش زدایی تأثیر داشته باشد. در قطعات با شکل‌های پیچیده، تنش‌های پسماند بیشتری وجود دارد که نیاز به روش‌های خاصی برای تنش زدایی دارد.
- روش تولید قطعه: روش تولید قطعه نیز می‌تواند بر روی تنش زدایی تأثیر داشته باشد. برای قطعاتی که با روش‌های سخت‌کاری تولید می‌شوند
مزایای تنش زدایی PWHT
مزایای تنش زدایی PWHT شامل موارد زیر می‌شود.
- کاهش تنش‌های باقیمانده
- بهبود خواص مکانیکی
- افزایش عمر مفید
- کاهش احتمال خرابی
- افزایش دقت در اندازه‌گیری
چرا عملیات PWHT ضروری است؟
در ادامه به بررسی چند دلیل برای ضرورت انجام عملیات PWHT پس از جوشکاری پرداخته می‌شود.
- بهبود خواص مکانیکی فلزات
یکی از دلایل اصلی انجام عملیات PWHT پس از جوشکاری، بهبود خواص مکانیکی فلزات است. در طول جوشکاری، تنش‌های باقیمانده در فلز ایجاد می‌شود که می‌تواند باعث کاهش مقاومت فلز در برابر خستگی و شکست شود. با انجام عملیات PWHT، تنش‌های باقیمانده در فلز کاهش و خواص مکانیکی آن بهبود می‌یابد.
- کاهش خطر شکست ترد
عملیات PWHT پس از جوشکاری می‌تواند خطر شکست ترد را کاهش دهد. شکست ترد یکی از مشکلاتی است که امکان دارد در فلزات پس از جوشکاری رخ دهد. با انجام عملیات PWHT، خطر شکست ترد کاهش می‌یابد و فلزات با مقاومت بیشتری به شکل خستگی و شکست دچار نمی‌شوند.
- بهبود خواص سایر ویژگی‌های فلزات
عملیات PWHT پس از جوشکاری می‌تواند بهبود خواص سایر ویژگی‌های فلزات نیز داشته باشد. به عنوان مثال، این عملیات می‌تواند باعث بهبود مقاومت فلز در برابر خوردگی و حساسیت به خوردگی شود. همچنین، می‌تواند باعث بهبود سختی و مقاومت فلز در برابر سایش شود.
