ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности сварки сталей перлитного класса из "Технология и организация сварочных работ на монтаже тепловых электростанций " Теплоустойчивые котельные стали перлитного класса чувствительны к воздушной закалке при различгных технологических операциях, овязаиных с нагревом, склонны к хрупкому разрушению при остром надрезе и к нестабильности свойств при эксплуатации энергоустановок. [c.116] Большинство теплоустойчивых перлитных сталей проявляют при сварке склонность к образованию холодных трещин, обусловленных сварочными напряжениями и структурными прев ращениями. Прочность и пластичность сварных соединений этих сталей, а также качество соединений, в значительной степени определяются тепловыми режимами оварки. При неблагоприятных термических режимах вследствие быстрого отвода тепла в околошовной зоне может быть превышена критическая скорость охлаждения, в результате чего в этой зоне образуются структуры закалки, которые при воздействии усадочных и структурных напряжений обусловливают повышенную склонность металла к образованию трещин и к хрупкому разрушению. С целью предотвращения этих явлений при сварке применяется предварительный и сопутствующий подогревы. [c.116] Кроме того, подогрев делает более равномерным распределение температур при сварке и обеспечивает этим снижение уровня остаточных сварочных напряжений. При этом усадку воспринимают более широкие зоны с хорошей способностью к пластической деформации, вследствие чего уменьшается опасность хрупкого разрушения. Подогрев уменьшает скорость охлаждения металла шва и основного металла в зоне термического влияния. Это способствует полному разложению аустенита с образованием более стабильных структур, в результате чего пластичность сварного соединения и его технологическая прочность повышаются. [c.116] При подогреве выше температуры образование мартенсита, т. е. до 500° С, и поддержании этой температуры в течение всего процесса сварки шва охлаждение происходит по кривой 3. При этом в околошовной зоне образуется феррито-перлитная структура с пониженной твердостью и высокой вязкостью. Следовательно, подогрев при сварке перлитных закаливающихся сталей оказывает существенное влияние на свойства сварного соединения. [c.118] Задача заключается в том, чтобы с помощью предварительного и сопутствующего подогрева обеспечить так называемую изотермическую сварку, при которой металл околошовной зоны в течение определенного времени выдерживается в области температур 300—500° С. Практически это осуществляется путем поддержания постоянной температуры подогрева в течение всего процесса сварки. [c.118] Образование структур закалки во многих случаях предотвращается при многослойной сварке и быстрым наложением валиков одного за другим. [c.118] На рис. 3-34 схематически показан термический цикл точки околошовной зоны при многослойной сварке. С наложением каждого последующего слоя обеспечивается повышение температуры свариваемого изделия вследствие накопления тепла, сообщаемого изделию при сварке. В условиях многослойной сварки деталь прогревается достаточно сильно, и под влиянием аккумулированного тепла температура в зоне термического влияния после окончания процесса снижается так медленно, что исключается возможность образования структур закалки. [c.118] Таким образом, предварительный подогрев и выполнение швов многослойным способом обязательны при сварке перлитных сталей. [c.118] Трз —время сварки Тд —время пребывания металла околошовной зоны при температуре выше То — время охлаждения до комнатной температуры — температура подогрева — температура начала образования мартенсита. [c.119] Необходимо отметить также склонность котельных сталей перлитного класса к образованию кристаллизационных трещин и газовых пор в металле шва. [c.119] Склонность к образованию кристаллизационных трещин определяется металлургической и технологической сторонами сварки (металлургическая сторона этого вопроса рассмотрена в 3-1). [c.119] Сказанное подтверждается следующим примером. [c.120] С целью предотвращения образования в металле шва горячих трещин и хрупких разрушений разрабатывается целый комплекс технологических приемов, которые должны учитывать возможность получения металла шва по верхнему пределу легирования и характеризующегося повышенной жесткостью. [c.121] Большое значение имеют выбор рациональной конструкции соединения н соблюдение условий его сборки под сварку. Известно, например, что в стыковых соединениях трубопроводов высокого давления отрицательно влияет остающееся подкладное кольцо, которое создает дополнит йльную жесткость свариваемого узла и нередко служит причиной образования прикорневых кристаллизационных трещин (см. 3-4). [c.121] Радикальным решением вопроса предотвращения прикорневых трещин является сварка монтажных стыков трубопроводов без остающихся подкладных колец. В последнее время этому методу уделяется большое внимание. На монтаже электростанций за рубежом раньше, чем в СССР, перешли на сварку корневого слоя стыков труб без подкладных колец, в каждом отдельном случае по-разному решая эту проблему. На рис. 3-36 приведены конструкции стыковых соединений трубопроводов высокого давления без подкладных колец (и способы сварки корневого слоя) на монтаже отдельных электростанций в СССР и за рубежом. [c.121] Следующая трудность при сварке котельных сталей перлитного класса обусловлена склонностью металла шва к образованию газовых пор. При сварке паропроводов это наблюдается в случаях наложения прихваток или отдельных швов на холодный металл, а при сварке труб поверхностей нагрева малого диаметра и малой толщины стенки — ори сильном разогреве свариваемого соединения. [c.123] Таким образом, сварка теплоустойчивых котельных сталей перлитного класса является сложным технологическим процессом, недоучет отдельных факторов которого может привести к заметному снижению конструктивной прочности сварного соединения. [c.123] Сборка стыков проиэводится по одному из двух вариантов, описанных в 3-4, однако предпочтение отдается способу с предварительной приваркой ниточным кольцевым валиком подкладного кольца к кромке одной из стыкуемых труб. Все операции, связанные с обваркой кольца и прих1ваткой элементов трубопроводов из низколегированных сталей, выполняются с предварительным подогревом кромок труб до 200—400° С в соответствии с табл. 3-5. [c.124] Вернуться к основной статье