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

определяются параметрами термического цикла сварки - скоростью нагрева {w„), длительностью пребывания выше температуры интенсивного роста зерна аустенита при нагреве t и охлаждении т", скоростью Ws-ь и длительностью ts-s охлаждения в интервале температур распада аустенита, соответствующего 800-500 °С.

Для анализа кинетики фазовых превращений в сталях при сварке используют анизотропические диаграммы превращения аустенита. Одна из таких диаграмм представлена на рис. 7.1, а. На рис. 7.1,6 показана структурная диаграмма той же стали.

С помощью этих диаграмм определяют характеристические длительности охлаждения до появления в структуре отдельных структурных составляющих. Сопоставляя их значения со значениями длительности xs-s для заданного вида сварки, определяют ожидаемый структурный состав металла в зоне термического влияния сварных соединений.

7.4.3. Типы структур в uiee и зоне термического влияния

Металл шва и зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений имеют, как правило, феррито-перлитную структуру, так как реализуемые при получивших распространение видах сварки значения xs-s оказываются большими, чем величина Тф.

В отдельных участках сварного соединения структура отличается по соотношению структурных составляющих, по характеру строения и дисперсности.

Феррит представляет собой твердый раствор углерода в а-железе. В зависимости от температуры аустенитизации, а следовательно, от размера исходного зерна аустенита и условий его охлаждения возможно образование следующих разновидностей феррита. При медленном охлаждении из аустенита образуется полиэдрический феррит, а при быстром - игольчатый феррит. Крупнозернистый аустенит сталей, содержащих 0,08-0,04 % углерода, при относительно быстром охлаждении распадается с образованием видманштеттового феррита. Появление в структуре металла шва и ЗТВ видманштеттового феррита определяется относительно небольшой удельной поверхностью границ и повышенной химической однородностью крупнозернистого аустенита, что наиболее характерно для термических циклов электрошлакового процесса сварки с низким уровнем интенсивности нагрева и охлаждения и длительным пребыванием металла в интервале температур интенсивного роста зерна аустенита.

Перлит - смесь феррита с цементитом - характеризуется такими параметрами, зависящими от интенсивности охлаждения в процессе у->-а-перехода, как межпластиночное расстояние и размер колоний. Зародыши цементита появляются в обогащенных" углеродом участках у-фазы, на границах бывшего зерна

6* 163

аустенита, на нерастворившихся карбидных частицах. Снижение температуры образования перлита, вызванное увеличением интенсивности охлаждения, приводит к образованию собственно перлита (межпластиночное расстояние 0,5-0,7 мкм), сорбита (межпластиночное расстояние 0,3-0,4 мкм) и тро-остита (межпластиночное расстояние 0,1-0,2 мкм).

7.5. Технология сварки и свойства сварных соединений

Низкоуглеродистые стали имеют благоприятные показатели свариваемости и при соблюдении определенных условий могут быть сварены всеми видами сварки, имеющими промышленное значение [1]. При этом сварные швы обладают необходимой стойкостью против образования кристаллизационных трещин вследствие пониженного содержания углерода. Образование кристаллизационных трещин возможно лишь в случае неблагоприятной формы провара, например в угловых швах, первом слое многослойного стыкового шва, односторонних швах с полным проваром кромок, когда содержание углерода приближается к верхнему пределу (0,22-0,25 %).

Сосуды и аппараты и их элементы из углеродистых и низколегированных сталей, изготовленные с применением сварки, штамповки, вальцовки в соответствии с ОСТ 291-81, подлежат обязательной термообработке - высокому отпуску, если: а) толщина стенки цилиндрической или конической части днища, фланца или патрубка сосуда в месте их сварного соединения более 36 мм для углеродистых сталей и более 30 мм для низколегированных марганцовистых сталей; б) они предназначены для эксплуатации в средах, вызывающих коррозионное растрескивание.

7.5.1. Ручная сварка

Требования к конструктивным элементам и геометрическим размерам сварных швов регламентируются ГОСТ 5264-80.

Для сварки углеродистых сталей применяют электроды типов Э42 и Э46. Наиболее широко используют электроды типа Э46Т с рутиловым покрытием из-за высокой технологичности и хорошлх гигиенических показателей. При сварке низкоуглеродистых сталей электродами АНО-3, АНО-4, МР-1, МР-3 этого типа обеспечивается следующий уровень механических свойств металла шва- От380 МПа; 0480 МПа; 625%; \:65%; КСи\,Ъ NiJXmfuK

При необходимости обеспечить наряду с другими показателями достаточную сопротивляемость металла шва образованию горячих трещин рекомендуется использовать электроды с фто-ристокальциевым покрытием типа Э42А марки УОНИ 13/45, предназначенные для сварки на постоянном токе обратной полярности.

7.5.2. Сварка под флюсом

Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры сварных швов регламентируются ГОСТ 8713-79.

Необходимый уровень механических и технологических свойств сварных соединений достигается при использовании в качестве сварочных проволок Св-08, Св-08А, Св-08ГА и Св-10ГА в сочетании с высококремнистыми флюсами АН-348-А, ОСЦ-45 При этом удается реализовать такое преимущество данного вида сварки, как возможность обеспечить получение швов с глубоким проплавлением за один проход без разделки кромок. Увеличение при этом доли участия основного металла в металле шва не снижает технологической прочности швов вследствие пониженного содержания в них углерода. Возможно применение сварки с полным проплавлением металла с формированием обратной стороны шва на флюсовой подушке или флюсомедной подкладке.

При сварке проката толщиной до 3 мм применяют сварочную проволоку диаметром 3 мм. При этом сила сварочного тока / = 80-1-150 А Двустороннюю сварку проката толщиной от 10 до 40 мм осуществляют сварочной проволокой диаметром 5 мм. С увеличением толщины свариваемого проката силу сварочного тока увеличивают от 650 до 1200 А, напряжение - от 34-38 до 40-40 В для переменного тока и от 30-32 до 32-36 В для постоянного тока (обратная полярность). Скорость сварки при этом снижают с 32-34 до 12-14 м/ч Указанные режимы относятся к условиям сварки под флюсом на флюсовой подушке. Для увеличения производительности процесса сварки может быть использована технология сварки с дополнительным гранулированным присадочным материалом (ДГПМ).

7 5 3. Электрошлаковая сварка

Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры швов регламентируются ГОСТ 1564-79.

Преимущества электрошлакового процесса по производительности и качеству сварных соединений особенно ощутимы при сварке проката большой толщины, как правило, более 30-40 мм. Равнопрочность сварных соединений обеспечивается при использовании сварочных проволок Св-10Г2 или Св-08ГС в сочетании с флюсами АН-8 или ФЦ-7.

При электрошлаковой сварке из-за длительного пребывания при температуре в околошовном участке ЗТВ более 1000- 1100 °С образуются крупные зерна аустенита, распад которых в условиях замедленного охлаждения сопровождается возникновением видманштеттовой структуры с пониженной ударной вязкостью по сравнению с основным металлом.