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

элементов в сплавах на никелевой основе при 450-600 °С значительно меньше, чем в низколегированных сталях перлитного класса.

12.3. Технология сварки и свойства сварных соединений

Основными способами сварки, используемыми при изготовлении конструкций из жаропрочных перлитных сталей, являются дуговая и электроконтактная. Электроконтактная сварка используется в основном для выполнения стыковых соединений труб поверхностей нагрева котлов в заводских условиях. В подавляющем большинстве других случаев используется дуговая сварка покрытыми электродами, в защитных газах и под флюсом.

Общими рекомендациями по всем видам дуговой сварки являются: оптимальная подготовка свариваемых кромок, тепловые условия сварки и режимы термической обработки сварных соединений.

Подготовка кромок деталей под сварку производится с помощью механической обработки. Допускается применение кислородной или плазменно-дуговой резки с последующим удалением слоя поврежденного металла толщиной не менее 2 мм.

Дуговую сварку производят при температуре окружающего воздуха не ниже О °С с предварительным и сопутствующим сварке местным или общим подогревом. Пределы изменения температуры подогрева в зависимости от марки стали и толщины свариваемого изделия приведены в табл. 12.2.

ТАБЛИЦА 12.2

ТЕМПЕРАТУРА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО И СОПУТСТВУЮЩЕГО ПОДОГРЕВА

Примечания: 1. При многопроходной автоматической сварке под флюсом допускается снижение минимальной температуры подогрева на 50 "С.

2. Аргонно-дуговую сварку корневого слоя труб допускается выполнять без подогрева.

Без термической обработки сварные соединения жаропрочных перлитных сталей не обладают эксплуатационой надежностью ввиду структурной неоднородности и наличия остаточных сварочных напряжений. Поэтому большинство сварных конструкций подвергают термической обработке. Исключение составляют сварные соединения из хромомолибденовых сталей толщиной менее 10 мм и из хромомолибденованадиевых сталей при толщине менее 6 мм.

При изготовлении конструкций из жаропрочных перлитных сталей используют обычно отпуск. Его преимущество заключается в том, что он может быть использован в качестве местной термической обработки. Отпуск стабилизирует структуру (твердость) сварного соединения и снижает остаточные напряжения. С увеличением содержания хрома, молибдена, ванадия и других элементов, повышающих релаксационную стойкость сталей, температура отпуска и время выдержки должны увеличиваться. Особую опасность представляет отпуск сварных соединений хромомолибденованадиевых сталей при пониженных температурах в связи с возможностью дисперсного твердения, вызванного выпадением в околошовной зоне карбидов ванадия и образованием трещин при термической обработке. Недостатком отпуска является невозможность полного выравнивания структуры, в частности устранения разупрочненной прослойки в зоне термического влияния сварки. Последнее может быть достигнуто, как уже отмечалось выше, применением печной термиче-

ТАБЛИЦА 12 3

РЕЖИМЫ ОТПУСКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ дуговой СВАРКОЙ

Примечание. Скорость нагрева сварных соединений из хромомолибдеиована-дневых сталей в интервале 500-700 °С должна быть не менее 60 ""С/ч.

ской обработки всей конструкции, что в большинстве случаев не представляется возможным. Рекомендуемые режимы отпуска сварных соединений, выполненных дуговой сваркой, приведены в табл. 12.3.

12.3.1. Сварка покрытыми электродами

Для ручной дуговой сварки жаропрочных перлитных сталей используются электроды с основным (фтористо-кальциевым) покрытием, изготовленные на малоуглеродистой сварочной проволоке с введением легирующих элементов через покрытие. Основной тип покрытия обеспечивает повышенную раскисленность металла шва при малом содержании в нем водорода и неметаллических дисперсных включений, а также достаточно надежную газовую защиту плавящегося металла от азота воздуха. Это позволяет получить сочетание высоких прочностных и пластических свойств швов. Однако для электродов с покрытием этого типа характерна повышенная склонность к образованию пор в швах при удлинении дуги, наличии ржавчины на поверхности свариваемых кромок и небольшом увлажнении покрытия. В связи с этим рекомендуются сварка предельно короткой дугой, тщательная очистка свариваемых поверхностей и сушка электрода перед их применением. Электроды малого диаметра (ЦЛ-38, ЦЛ-39), используемые в основном для монтажной сварки труб поверхностей нагрева котлов, отличаются повышенной надежностью газовой защиты плавящегося металла, что позволяет обеспечить плотные швы в условиях, когда поддерживать короткую дугу достаточно сложно.

Для сварки хромомолибденовых сталей 12МХ, 15ХМ и 20ХМЛ используются электроды типа Э-09Х1М (ГОСТ 9467-75) марок ЦУ-2ХМ диаметром 3 мм и более и электроды ЦЛ-38 диаметром 2,5 мм.

Для сварки хромомолибденованадиевых сталей 12Х1М.Ф, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ и 15Х1М1ФЛ -электроды типа Э-09Х1МФ марок ЦЛ-20, ЦЛ-45 диаметром 3 мм и более и электроды ЦЛ-39 диаметром 2,5 мм.

Сварка осуществляется на постоянном токе обратной полярности. Сила сварочного тока выбирается в зависимости от диаметра электрода и положения шва в пространстве. Сварка осуществляется узкими валиками без поперечных колебаний электрода с тщательной заваркой кратера перед обрывом дуги.

В отдельных случаях, когда применение подогрева свариваемых изделий и последующей термической обработки сварных соединений невозможно или необходима сварка перлитных жаропрочных сталей с аустенитными, допускается использование электродов на никелевой основе марки ЦТ-36 или аргонодуговой сварки проволокой Св-08Н60Г8М7Т.