ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технологические причины повреждений из "Ресурс сварных соединений паропроводов " Перечисленные нарушения сварочно-термической технологии, как правило, не выявляются неразрушающими методами дефектоскопии за исключением обнаружения в отдельных случаях нарушения режимов послесварочной термической обработки по результатам измерения твердости металла швов. [c.105] Ниже приведены случаи повреждений сварных соединений паропроводов, связанные с нарушениями штатной сварочно-термической технологии. [c.105] Повреждения, вызванные несоответствием сварочных материалов, характеризуются образованием и развитием трещин I - IV типов в металле швов сварных соединений. Так, в сварных соединениях эксплуатирующихся паропроводов периодически выявляются кристаллизационные трещины, образовавшиеся при сварке швов 09X1МФ. Причиной их возникновения обычно служит неблагоприятное сочетание химического состава наплавленного металла (например, повышенное содержание серы при пониженном количестве марганца Мп 0,6 %) и нарушение штатной сборочно-сварочной технологии (сборка стыков на подкладном кольце с плотной посадкой, сварка на повышенных токовых режимах с незаполненными кратерами при обрывах дуги и др.). [c.105] Примерами повреждений могут служить кристаллизационные трещины в корневой части швов, от которых развивались холодные трещины до сквозных (см. рис. 2.3), а также кристаллизационная трещина в корне шва от подкладного кольца (см. рис. 2.7). [c.105] Холодные трещины развиваются в сварных швах (в отдельных случаях в околошовной зоне) в результате использования при сварке непро-каленных покрытых электродов в сочетании с нарушениями сварочнотермической технологии. [c.105] в 1952 - 1955 гг. на монтаже Черепетской ГРЭС при подъеме одного из паропроводных блоков произошло хрупкое разрушение сварных стыков, которые были выполнены с использованием элехгродов ЦЛ-14 типа Э-09МХ с кислым типом покрытия и перед сваркой не прокаливались. Термообработка сварных соединений после сварки сразу не проводилась, и выполнение этой операции было отложено до завершения монтажных работ по паропроводному блоку. [c.106] Случай с повреждением двух заводских сварных стыков был зарегистрирован в 1999 г. на паропроводе острого пара диаметром 245 х 45 мм из стали 15Х1М1Ф, проработавшем 217,5 тыс.ч при температуре 550 °С и давлении 23,5 МПа энергоблока 300 МВт Кармановской ГРЭС. По данным ОАО УралВТИ кольцевые трещины развивались с наружной стороны по сварному шву на глубину 20. .. 25 мм и охватывали 1/3 периметра стыка. [c.106] Причина преждевременного повреждения заключалась в недостаточной жаропрочности металла шва, который был выполнен сварочным материалом условного типа Э-06М (основное сечение шва) в сочетании с электродами Э-09Х1МФ (лишь верхняя прослойка металла толщиной 4. .. 5 мм в сечении шва). Содержание углерода в разупрочненном сечении шва 06М было недопустимо низким (С = 0,05 %) при нормативном уровне /С/ = 0,06. .. 0,12 % количество легирующих элементов, поступивших в небольшом количестве в результате частичного расплавления при сварке основного металла - стали 15Х1М1Ф ограничивалось содержанием /Сг/ = 0,15. .. 0,23 % при нормативном уровне /Сг/ = 0,8. .. 1,2 % и V = 0,07... 0,10 % при требуемом уровне /V/ = 0,10... 0,35 %. [c.108] В процессе эксплуатации основную нафузку воспринимал ограниченный по размерам легированный участок шва 09X1 МФ как более релаксационно-стойкий, что в результате вызвало зарождение и развитие повреждения сварных соединений по механизму ползучести. Помимо магистральной трещины в каждом из сварных стыков металл швов быт поражен микротрещинами и порами ползучести. [c.108] Пониженная жаропрочность металла швов была обусловлена низким содержанием углерода (до С = 0,03. .. 0,042 % при нормативном уровне [С] = 0,06. .. 0,12 %). Разупрочнение шва по параметру относительной твердости достигло значения y , = 0,8 и соответственно коэффициент прочности сварных соединений снизился до ф = 0,55. .. 0,60 вместо допускаемого [(p ] = 0,7 на ресурс Ю ... 2 10 ч [13]. Такое разупрочнение металла шва способствовало заметному сокращению (примерно в 2 - 3 раза) сроков службы сварных соединений. В связи с этими и другими аналогичными случаями (например, по сварным соединениям паропроводов Ладыжинской ГРЭС) в отраслевом документе [3] введены требования по ужесточению эксплуатационного контроля сварных соединений с разу-прочненным металлом шва. [c.108] Примерно с 1980 - 1982 гг. использование при сварке нового флюса ФЦ-16 обеспечило получение необходимой жаропрочности сварных соединений (фо5 = 0,7. .. 0,8) и повышение длительной пластичности металла шва (удпл 10 %) за счет некоторого повышения углерода до С = 0,055 %, снижения на 35 % содержания кислорода и уменьшения глобулей до дисперсных размеров 3. .. 5 мкм силикатного стекла в металле швов [36, 37]. Следует однако учитывать, что на многих паропроводах, изготовленных до 1980 - 1985 гг., эксплуатируются заводские сварные соединения, сваренные под флюсом АН-22. [c.109] К недопустимой также относится технология выполнения сварных швов комбинированного состава, при которой корневой слой сваривается аустенитными хромоникелевыми электродами, а последующие - электродами Э-09Х1МФ (или углеродистыми Э50А при сварке стыков трубопроводов из углеродистых сталей 20 и подобных). Аустенитные электроды в этих случаях применяют как меру борьбы с магнитным дутьем, затрудняющим процесс сварки при использовании низколегированных или углеродистых электродов. Такая технология обычно применяется при сварке стыков паропроводов в ремонтных условиях и рассматривается как грубое нарушение современных требований [18]. [c.109] Недопустимость такого варианта сварочной технологии заключается в том, что в зоне перемешивания низколегированного металла на аусте-нитный корневой слой образуется участок переменного состава толщиной от 2 до 6. .. 8 мм со структурой легированного мартенсита с содержанием углерода до 0,06. .. 0,10 %. Твердость этого участка шва может достигать высоких значений 400. .. 600 HV [38], что характеризует склонность металла к хрупкому разрушению (рис. 2.13, 6) в условиях ударного и статического нагружения. [c.109] Повреждения, по этой причине, как правило, относят к категории дефект сварки и часто не расшифровывают. Что касается мер борьбы с магнитным дутьем при сварке, то рекомендованы и применяются другие способы без использования аустенитных электродов [18, 39]. [c.109] Вернуться к основной статье