ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка при низких температурах наружного воздуха из "Технология и организация сварочных работ на монтаже тепловых электростанций " Сварка при низких температурах наружного Воздуха выполняется в специальных обогреваемых кабинах, в которых создаются благоприятные условия для выполнения технологических операций, так как при этом обеспечиваются температура выше нуля, защита от осадков, ветра и т. д. [c.204] При сварке в соединениях трубопроводов и поверхностей нагрева возникают внутренние напряжения. Они обусловлены усадкой металла шва в процессе кристаллизации, неравномерностью распределения температур в зоне сварного соединения и жесткостью свариваемого узла. Остаточные сварочные напряжения отрицательно влияют на надежность работы конструкции. Уровень этих напряжений может иногда быть очень высоким и достигать величины предела текучести свариваемой стали, т. е. 25—35 кгс1мм . [c.205] При этом нужно принимать во внимание, что, кроме того, в процессе эксплуатации сварные соединения труб находятся под постоянным воздействием рабочих напряжений, возникающих от давления среды (растягивающие напряжения), от перемещения трубопроводов или узлов поверхностей нагрева (изгибающие или компенсационные напряжения) и от неравномерного прогрева труб или других деталей по сечению (термические напряжения). [c.205] Из перечисленного комплекса напряжений наиболее опасны и максимальны по величине сварочные напряжения. [c.205] Кроме того, в исходном состоянии сварные соединения характеризуются неравномерной структурой металла шва и околошовной зоны. Этим определяется неравномерность и нестабильность их механических свойств и уровня жаропрочности. [c.205] Монтажные стыки трубопроводов из сталей перлитного класса подвергаются высокому отпуску. Он заключается в нагреве сварного соединения до температур, близких к нижней критической точке стали Ас1 (650— 750°С в зависимости от марки стали), выдержке при этой температуре в течение 0,5—5,0 ч и последующем медленном охлаждении (табл. 5-1). В области температур высокого отпуска металл зоны нагрева находится в состоянии, которое позволяет обеспечить необходимые структурные превращения — выделение карбидов, их коагуляцию и распад структур закалки. [c.208] Структурные изменения приводят при отпуске к снижению твердости и более равномерному распределению ее значений в зоне сварного соединения (рис. 3-35), при этом повыщается пластичность и ударная вязкость металла. Уровень остаточных сварочных напряжений снижается на 70—80% (рис. 5-1). [c.208] Очень важным условием является точное соблюдение задаваемых режимов высокого отпуска, поскольку отклонение от этих режимов. может привести не к улучшению, а к ухудшению свойств сварного соединения. Так, повышение температуры высокого отпуска теплоустойчивых термически упрочненных сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф приводит к заметному снижению жаропрочности околошовной зоны сварного соединения, а понижение температуры — к снижению пластичности и ударной вязкости отдельных участков металла. Вредно также сокращение времени выдержки, так как нри этом не успевают завершиться структурные превращения, не снижается твердость металла шва и околошовной зоны и не снижаются до необходимого минимума остаточные сварочные напряжения. [c.208] Зависимость снижения твердости и релаксации напряжений от времени выдержки при отпуске сварных соединений трубопроводов из стали 12Х1МФ приведена на рис. 5-2. [c.208] Для паропроводов с толщиной стенки менее 45 мм допускается, как исключение, перерыв по времени между сваркой и термической обработкой длительностью не более трех суток. [c.210] Рекомендуемые тепловые режимы требуют Точного и тщательного соблюдения температур в пределах допустимых отклонений, поскольку эти стали проявляют повышенную чувствительность к подкалке. Нарушение этих режимов, например охлаждение стыков труб после сварки не до 150° С, а до комнатной температуры, приводит к резкому снижению пластичности металла и околошовной зоны и к возникновению опасности образования трещин. При этом происходит распад остаточного аустенита с образованием мартенсита, вследствие чего повышаются внутренние напряжения в сварном соединении и резко возрастает склонность металла к хрупкому разрушению. В сварном шве, не подвергнутом термической обработке, эти процессы протекают особенно интенсивно спустя сутки после окончания сварки. Поэтому для сталей мартенситно-ферритного класса кроме точного соблюдения режима охлаждения важным условием является проведение термической обработки сварного шва сразу же после сварки, в крайнем случае не позднее чем через 24 ч после ее окончания. Термическая обработка сварных соединений паропроводов из сталей мартен-ситно-ферритного класса проводится в условиях монтажа тепловых электростанций с особой тщательностью. Оптимальный тепловой режим сварки и термической обработки монтажного стыка паропровода диаметром 219X32 мм из стали 1Х12В2МФ приведен на рис. 3-49. [c.211] Сварные соединения аустенитных паропроводов с толщиной стенки более 20 мм подвергаются термической обработке по режиму аустенизации, т. е. закалке на аустенит. Сварные швы труб из этих сталей с толщиной стенки до 20 мм аустенизации в монтажных условиях подвергать не обязательно. Аустенизация, состоящая в нагреве до 1 100 25°С, выдержке при этой температуре в течение 1 ч и быстром охлаждении, наряду со снятием сварочных напряжений, приводит к повышению пластичности сварного соединения и выравниванию структуры щва и прилегающей к нему зоны. В аустенитно-ферритных швах, выполненных электродами ЦТ-15, ЦТ-16 и др., аустенизация обеспечивает почти полное растворение феррита, что заметно ослабляет или даже полностью исключает процесс образования хрупкой сиг-ма-фазы в процессе последующей эксплуатации. [c.211] Ментируется, аустенизацию сварных соединении в условиях монтажа можно проводить сразу после сварки или спустя некоторое время. [c.212] Свойства стыков труб поверхностей нагрева зависят в исходном состоянии от композиции сварного шва и основного металла, а также от вида сварки. Это и определяет необходимость проведения термической обработки. Термическая обработка стыков труб из сталей перлитного класса марок 20, 12Х1МФ и аустенитного класса марки 1Х18Н12Т, выполненных электродуговым или газоэлектрическим способом, не требуется, поскольку такие сварные соединения обладают достаточным ресурсом механических и технологических свойств и вполне надежны в эксплуатации. Однако соединения труб из других сталей или стыки, сваренные другими способами, должны обязательно подвергаться термической обработке. [c.212] Основная задача термической обработки стыков труб малого диаметра (28—83 мм) и малой толш,ины стенки (менее 10 мм) заключается в получении однородной структуры сварного соединения с высокими механическими свойствами металла шва и околошовной зоны. Режи-,мы термической обработки приведены в тал. 5-1. [c.212] Стыки труб пароперегревателей из стали 12Х1МФ, выполненные газовой сваркой, подвегаются нормализации с нагревом до 940—980° С, т. е. на 30—50° С выше критической точки стали Асз, выдержке в течение 5— 10 мин и охлаждению на спокойном воздухе. Эта обработка обеспечивает полную перекристаллизацию металла шва и околошовной зоны и позволяет перевести крупнозернистую перегретую структуру (зерно балла 1—2) в равноосную мелкозернистую ферритно-перлитную структуру (зерно балла 5—6), отличающуюся высокими стабильными и равномерными механическими свойствами (рис. 5-3). [c.212] Я — в состоянии после сварки — крупнозернистая неоднородная структура с широкой ферритной оторочкой по границам зерен б — после нормализации — равноосная мелкозернистая ферритно-перлит-ная структура. [c.213] Соединения. Снижение температуры нагрева не позвб ляет достичь полной перекристаллизации, а повышение приводит к дополнительному росту зерна, что отрицательно сказывается на пластичности стали. [c.214] Пережог металла при термической обработке при нагреве выше 1 200° С особо опасен, поскольку он сопровождается окислением границ зерен и ослаблением связи между зернами. Пережженные сварные соединения подлежат удалению, поскольку этот вид брака термической обработки не может быть исправлен. [c.214] Вернуться к основной статье