ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Патон Б. Е., Билецкий С. М. Конструкция, технология и основные характеристики многослойных труб для магистральных газопроводов из "Многослойные сварные конструкции и трубы " К сварным соединениям этих труб, как известно, предъявляются высокие требования в отношении их герметичности, прочности, пластичности и хладостойкости. Уровень этих характеристик зависит от способа сварки. При этом последовательность выполнения технологических операций сборки и сварки должна сочетаться с высокой производительностью процесса — обязательным условием поточномассового производства труб. Удовлетворить эти требования может только такая технология сварки, которая предусматривает использование сравнительно простой аппаратуры и приемов, доступных сварщикам средней квалификации. [c.177] Одним из перспективных вариантов такой технологии является сварка плавящимся влектродом в защитных окислительных смесях на основе аргона. [c.177] Как показали многочисленные опыты, оптимальное сочетание сварочно-технологических свойств и экономических показателей процесса сварки обеспечивает смесь 70 % Аг + 5 % Og + 25 % СОа. [c.177] Лабораторная отработка технологии и техники сварки в смеси Аг + Oj + СО2 проводилась на плоских образцах, имеющих 4—9 слоев толщиной 4,1 мм, а также на кольцевых стыковых соединениях многослойных обечаек, которые в процессе сварки вращались на роликовом стенде с заданной скоростью. Использовалось серийное сварочное оборудование (трактор ТС-17м и аппарат АБС), оснащенное специализиро анными мундштуками для сварки в защитных газах. Источниками питания сварочной дуги служили выпрямители ВДУ-1000-1 и ВСЖ-1600. Тройную смесь Аг -f Oj -f СО2 получали из чистых газов, поставляемых в баллонах с помощью постового смесителя АКУП—1. [c.178] На опытном участке ХТЗ работы выполнялись на установках У-901, У-882 и У-883. [c.178] На рис. 1 показаны макрошлифы сварных соединений, выполненных в смеси Аг + О2 + СОа- Как видно, швы хорошо сформированы, в них отсутствуют несплавления, трещины, шлаковые включения и другие дефекты. На рис. 1, б показан шов, выполненный при случайном смещении наружного прохода относительно внутреннего приблизительно на 3 мм. Несмотря на столь заметное смещение, в шве отсутствуют непровар, несплавления и другие недопустимые дефекты. [c.178] Примечание. В числителе указаны минимальные и максимальные значения ве личин, знаменателе — средние значения по результатам испытаний пяти образцов. [c.179] На всех этапах работы при исследовании механических свойств подтвердились ранее полученные данные о высоких показателях прочности, пластичности и особенно ударной вязкости металла шва при отрицательных температурах [1—3]. [c.179] Из плоских образцов, полученных различными методами, а также из сварных соединений готовых труб вырезались образцы для механических испытаний. Характеристики прочности и пластичности металла шва определялись при испытании круглых пятислойных образцов (тип II по ГОСТ 6996—66), ударная вязкость — на образцах с круглым надрезом (тип VI по ГОСТ 6996—66), который наносился в поперечном сечении шва от корня к вершине. Прочность сварных соединений оценивалась на образцах тина XII по ГОСТ 6996—66. [c.179] Полученные данные свидетельствуют о том, что отработанный вариант технологии сварки в смеси Аг + Oj + Oj при использовании проволоки Св-08Г2С надежно обеспечивает значения механических характеристик металла шва на уровне требований технических условий на газопроводные многослойные трубы. [c.180] Кроме оценки механических свойств сварных соединений традиционными методами на стандартных образцах в программу механических испытаний входила также оценка стойкости металла шва против хрупкого разрушения по критериям механики разрушения. В качестве оценочного критерия использовалась величина критического раскрытия вершины трещины бс, учитывающая развитое пластическоз течение в области дефекта [4—61. ИспользОйались стандартные образцы, вырезанные из плоских сварных стыковых соединений, а также из сварных соединений натурных труб. [c.180] Таким образом, процесс механизированной сварки в аргоновой смеси может быть рекомендован для широкого производственного применения при изготовлении многослойных труб и других ответственных изделий. Впервые в СССР в условиях Харцызского трубного завода была изготовлена промышленная партия многослойных труб с кольцевыми швами, выполненными в смеси Аг + Од + СОа. Отработанные технологические решения послужили основой для выдачи рекомендаций по широкому использованию сварки в аргоновых смесях при изготовлении металлоконструкций. [c.182] Характерной особенностью многослойной трубы является наличие межслойных зазоров, которые, как показали опыты, затрудняют проведение кислородной резки. [c.183] Для многослойных труб приварка патрубков с усиливающей накладкой неэффективна, так как последняя будет приварена только н верхнему слою. Поэтому при монтаже отводов необходимо изменить конструкцию узла. [c.183] Указанные выше особенности резки и сварки многослойных труб легли в основу исследований, проведенных в ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР. [c.183] Резка многослойных труб. Исследования показали, что несмотря на хорошее прилегание листов, кислородная резка многослойных труб затруднена, даже если ее начинать от свободной кромки, прогревая в начальный момент все слои по толщине. Возобновление процесса резки, пробивка отверстия, резка от отверстия малого диаметра практически невозможна без чрезмерного оплавления верхних листов. Скорость резки многослойного металла снижается по сравнению с резкой монолитного металла такой же толщины. При резке межслой-ные зазоры увеличиваются. [c.183] Трудности резки многослойного металла связаны, прежде всего, с неравномерным нагревом его по толщине. Нижние листы не прогреваются до температуры воспламенения стали в кислороде, в то время как верхние перегреваются, коробятся и чрезмерно оплавляются. Поэтому часто при резке пакета на него накладывается лист большей толщины, который препятствует деформации пакета. [c.183] Особенно затруднен процесс резки замкнутого контура и, прежде всего, пробивка отверстия. В верхних листах диаметр отверстия достигает 30—40 мм, в нижнем 10—15 мм. Время пробивки отверстия кислородной резкой составляет 60—80 с. Это приводит к перегреву резака и быстрому выходу его из строя. Межслойные зазоры увеличиваются до 1,5—2 мм. [c.183] Вернуться к основной статье