Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

противоположна no знаку (способствует растяжению шва); Ей - наблюдаемая деформация от формоизменения свариваемых заготовок. Она фиксируется различными методами измерения непосредственно на свариваемых заготовках вдоль, поперек оси шва, по его высоте, т. е. является измеряемой. Эта составляющая деформации может способствовать сжатию (-Ehi) или растяжению шва (--еи2), а также переходу от его растяжения к сжатию по мере снижения температуры (ен2). Величина и знак деформации при сварке определяются алгебраической суммой этих двух составляющих.

Она достигает наибольшей интенсивности, когда составляющая Ен велика и имеет знак -f. В этом случае

8 = st-fs„.

Такая ситуация создается в тех участках шва, где максимум деформаций е» отстает по времени от максимума температуры, т. е. при несинхронном развитии. Она развивается при малой геометрической жесткости заготовок (по ширине, толщине) и усиливается при сварке сплавов с повышенной жаропрочностью и ограниченной теплопроводностью.

В условиях синхронного развития функций T{t) и e(t) деформация в THXi минимальна, поскольку е = ет-ей.

Другой характерной особенностью развития высокотемпературных деформаций является монотонность нарастания в ТИХ, что позволяет за количественный показатель интенсивности принять темп деформации В:

В = де/дТл!АеПИХ,

где Ае - накопленная в ТИХ относительная деформация.

Например, деформация Ае составила 2,4%. Температурный интервал хрупкости 120°. Темп деформации равен

в = = 2 10-2 %/°С. 1,2 10

Условие неразрушаемости металла в ТИХ состоит в том, что темп деформации в любой точке шва не должен превышать критический, т. е. не приводить к исчерпанию пластичности металла в ТИХ.

Геометрическая интерпретация критического темпа деформации- тангенс угла Окр между осью температур и касательной к линии изменения пластичности в THXi-ТИХц, проведенной из точки Вг (рис. 6.5,8)

tgaKp = BKp 1%/°С].

Этот угол определяется также приближенно соотношением П/ТИХ, где П -средняя пластичность в ТИХ. Следовательно, Вкр является обобщенным показателем деформационной способности сплавов в ТИХ.

Если В>Вкр, то пластичность исчерпывается. Это является необходимым и достаточным условием для возникновения горячих трещин. Геометрическая интерпретация - пересечение линий е и П в ТИХ (рис. 6.2).

Если В<Вкр, пересечения не происходит (трещины не образуются), т. е. имеется запас по стойкости против образования ГТ, а выражение Вкр/5-1 = Кгт является коэффициентом запаса.

В изотермических условиях послесварочной термообработки исчерпание пластичности швов имеет место в результате ее понижения во времени и развития деформации металла при релаксации сварочных напряжений [6].

6.3.2. Способы и критерии оценки

Качество конструкционных материалов, предназначенных для изготовления сварных конструкций, сварочных материалов и технологии в отношении образования ГТ при сварке, может быть определено несколькими методами и оценено соответствующими количественными показателями, сведенными в табл. 6.2.

6.3.2.1. Расчетно-статистический метод оценки стойкости сплавов против образования ГТ. Он является косвенным, так как основан на использовании параметрических уравнений, составленных с помощью регрессионного анализа, и применим только для тех сплавов, которые входят в концентрационные пределы изученных композиций.

Второй недостаток этого метода - невозможность учета аномалий по примесям, не входящим в параметрические уравнения, а также аномалий по технологическим параметрам сварки, выходящим за исследованные пределы. Эти же недостатки свойственны и оценке по структурным диаграммам Шеффлера, Ди-Лонга и др. Поэтому расчетно-статистический метод рекомендуется для приближенных экспресс-оценок, а экспериментальный как проверочный. Рекомендуемые параметрические уравнения сведения в табл. 6.3.

Пример:

Оценка склонности к ГТ металла шва, полученного проплавлением стали ЗОХГСА W-ым электродом в Аг по расчетно-статистичёским показателям:

0,3 (0,025 -f 0,035 -f 1/25 0) 10« 300/25 3-1 -f 1 +04-0 4

Сталь ЗОХГСА имеет Ств>700 МПа. Она склонна к ГТ

Vp = 19 -42 0,3-411 0,025-3,3 1 + 5,6 + 6,7 0 = -3,6.

Сталь ЗОХГСА склонна к образованию ГТ.

ТАБЛИЦА 6.i

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ ПРОТИВ ОБРАЗОВАНИЯ ГТ В ПРОЦЕССЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПРИ CBAPRE

Название метода

Показатели

Применение

Расчетно-статистический, по параметрическим уравнениям и структурным диаграммам

Экспериментальный, с помощью машинных методов испытания

Экспериментальный, с технологическими методами испытаний

Расчетно-эксперимен-тальный с помощью технологических проб и эталонных сварочных материалов

Фактор склонности к ГТ (HCS, CSF, CSFj, L) Единицы склонности к ГТ (UCS*)

Критический темп деформации tg акр [2] Хромоникелевыи эквивалент (Crg/Nig) Критическая скорость (Vkp) и темп деформации (Вкр)

Критическая деформация Наличие ГТ при сварке проб

Частота образования ГТ Относительная длина ГТ Критическая скорость сварки

Критический размер образца пробы Запас стойкости против образования ГТ

Для приближенной оценки сплавов

Для сравнительной оценки и выбора технологических вариантов сварки

Для сравнительной оценки склонности сплавов к ГТ

Для оценки стойкости сварной конструкции против ГТ прн сварке в заданном диапазоне режимов сварки

6.3.2.2. Экспериментальная оценка сопротивляемости ГТ с помощью машинных методов испытания. При машинных методах испытания металл шва и зоны сплавления подвергают высокотемпературному деформированию с приложением внешних сил, создаваемых испытательной машиной для инициирования ГТ и определения сравнительно-количественных показателей (табл. 6.1).

Машинные методы предусматривают испытание свариваемых образцов на растяжение, изгиб, а также испытание образцов с имитацией сварочного цикла на растяжение (рис. 6.6). Испытания проводят по ГОСТ 26389-84 с помощью машин.

Особенность испытательной машины МИС-1, разработанной МВТУ, состоит в том, что относительная скорость перемещения захватов пропорциональна скорости охлаждения в каждый момент времени, что обеспечено адаптивным управлением.

Процедура машинных испытании предусматривает поочередно сварку серии образцов и одновременное деформиро-

5 Заказ № 149 129