Термообработка сварных швов: технология и методы проведения

Влияние термической обработки на качество сварных соединений – Cварочные работы

Для устранения отрицательных свойств, приобретенных сварным соединением в процессе сварки, применяют термическую обработку.

Проведение термической обработки зависит от условий работы сварного соединения, толщины и степени легирования свариваемого металла, типа конструкции и ряда других факторов, определяющих работоспособность сварных соединений.

Термическая обработка— это одно из радикальных средств повышения работоспособности, а следовательно, эксплуатационной надежности технологических трубопроводов и оборудования. Как показывает практика, уровень остаточных сварочных напряжений может снизиться в результате термической обработки на 70—90%.

Обратите внимание

Термическая обработка сварных соединений является ответственной технологической операцией, поэтому своевременность ее проведения и соблюдение установленных для данного сварного соединения режимов термической обработки определяют эксплуатационную надежность всего изделия. Доказано, что в отдельных случаях неправильно выполненная термическая обработка была причиной разрушения сварных соединений в процессе эксплуатации.

Перед термической обработкой необходимо удалить шлак с поверхности сварного шва, устранить дефекты шва, снять внешнюю нагрузку на трубопровод в месте термической обработки (на расстоянии 1 —1,5 м от стыка устанавливают дополнительные опоры), концы трубопроводов закрыть временными заглушками, отделить нагреваемые участки технологических аппаратов теплоизоляционными перегородками. Сварное соединение подвергают термической обработке после заполнения всей разделки шва.

Процесс термической обработки включает нагрев сварного соединения до определенной температуры, выдержку при этой температуре от нескольких минут до нескольких часов и последующее охлаждение.

В условиях строительно-монтажной площадки применяют следующие виды термической обработки: высокий отпуск, нормализацию и аустенизацию.

Высокий отпуск. Сварное соединение нагревают до определенной температуры (например, из углеродистой и низколегированной стали до 600—750°С), выдерживают при этой температуре в течение одного или нескольких часов и медленно охлаждают. При этом снижается уровень остаточных сварочных напряжений и повышается пластичность металла сварного соединения.

Нормализация. Этот вид обработки способствует получению однородной мелкозернистой структуры металла и улучшению механических свойств металла сварного соединения, а также снижению уровня остаточных сварочных напряжений.

При нормализации сварное соединение нагревают выше критической точки (например, для углеродистой и низколегированной стали до 900— 950 °С), выдерживают при этой температуре в течение нескольких минут и дают остыть на спокойном воздухе.

Аустенизация (закалка на аустенит). Аустенизация способствует получению структуры однородного аустени-та, улучшению свойств стали и снижению уровня остаточных сварочных напряжений. Она заключается в нагреве сварного соединения до 1075—1125 °С, выдержке около 1 ч и последующем охлаждении в масле или воде.

Важно

Влияние температуры и скорости нагрева на качество термической обработки. Для предотвращения появления значительных термических напряжений нагрев до 550 °С следует проводить с небольшой скоростью (ниже 50 °С/с); в интервале температур 550—1100 °С скорость нагрева должна быть высокой (более 200 °С/с), что предотвратит появление трещин в околошовной зоне.

Нельзя получить однородную аустенитную структуру металла, если термическую обработку выполняют при температуре, ниже предусмотренной технологическим процессом. Превышение заданных температур может вызвать рост зерна в металле шва и околошовной зоне, что повышает возможность образования трещин в металле.

Контроль температуры термической обработки.

Температуру термической обработки контролируют термокарандашами и термокрасками- Термокарандаши и термокраски резко меняют свой цвет при достижении определенной температуры. По принципу действия они делятся на химические и плавления.

К химическим относятся вещества, изменяющие цвет при достижении определенной температуры в результате химического взаимодействия компонентов.

На точность измерения температуры термокрасками, выпускаемыми Рижским лакокрасочным заводом, влияют время теплового воздействия, повышенное и пониженное давления. При тепловом воздействии в течение 2,5 мин температура определяется с погрешностью не более ±5…10°С.

Температура, при которой краска или карандаш меняют свой цвет, называется критической. В табл. 18 приведены данные термокарандашей, выпускаемых Рижским лакокрасочным заводом.

У термоиндикаторов плавления в основе эффекта изменения цвета лежит плавление термочувствительного вещества. У них в отличие от индикаторов химического действия критическая температура не зависит от продолжительности теплового воздействия.

Погрешность определения температуры составляет не более ±1…2°С. На критическую температуру термоиндикаторов плавления не влияют влага, морской туман, солнечная радиация, гамма-облучение, переменная температура, разрежение, высокая температура.

Совет

Термоиндикаторы плавления бывают двух основных видов — адсорбентные и лаки плавления. Адсорбентные индикаторы состоят из суспензии термочувствительного вещества с определенной точкой плавления и пигмента в связующем растворителе.

Цвет изменяется после плавления термочувствительного вещества и адсорбции его Цветным пигментом. Лаки плавления — это материалы с определенной точкой плавления, суспензированные в инертном растворителе. Лак, нанесенный на изделие, мгновенно высыхает, образуя шероховатую поверхность.

При нагревании до критической температуы поверхность становится глянцевой.

Термоиндикаторы плавления адсорбентного типа выпускает Рижский лакокрасочный завод. В номенклатуру входит около 30 марок индикаторов (ТП-36,…,ТП-254), предназначенных для применения в интервале температур 36—254 °С.

итать далее:

Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля

Источник: http://stroy-server.ru/notes/vliyanie-termicheskoi-obrabotki-na-kachestvo-svarnykh-soedinenii

Термическая обработка сварных соединений и швов

Отжигомназывается процесс термической обработки, при котором деталь нагревается до заданной температуры, выдерживается, а затем медленно охлаждается вместе с печью. Различают два вида отжига:

Отжиг I рода,не связанный с фазовой перекристаллизацией;

Отжиг II рода,основанный на фазовой перекристаллизации.

Отжиг I рода.Применяют отжиги: рекристаллизационный, диффузионный и для снятия напряжения.

Рекристаллизационный отжигслужит для устранения наклепа, на-гартовки после пластической деформации и осуществляется для углеродистой стали при температуре 680÷700°С, а для легированных – при 700-730 °С. Время выдержки зависит от размеров изделия.

Диффузионному отжигув основном подвергаются легированные стали. Температура отжига 1000÷1200°С, выдержка 8÷10ч. Охлаждение до температуры 550÷600°С медленное, затем с любой скоростью. Диффузионный отжиг служит для устранения ликвации.

Отжиг для снятия напряженияпроводится при температуре 400÷650°С, время выдержки – из расчета 2,5мин на 1мм толщины сечения детали.

Отжиг II рода.Применяют для полной перекристаллизации металла шва и околошовной зоны сварной конструкции. В зависимости от состава сталей температура отжига колеблется в диапазоне от 760 до 1050 °С.

Нормализацияявляется разновидностью полного отжига и существенно сокращает время термообработки, так как детали охлаждаются на воздухе. При нормализации стали нагреваются до температуры 950÷1000°С. Для низкоуглеродистых сталей вместо отжига рекомендуется нормализация, поскольку у них практически не различаются свойства после отжига и нормализации.

Закалка– обработка, при которой сталь нагревается до температуры 750÷1000°С, выдерживается при ней, а затем резко охлаждается. В ка­честве закалочной среды используют воду, минеральные масла, водный 10%-й раствор NaOH, расплавленные соли, щелочи и др.

После закалки выполняют отпуск, при котором закаленная сталь на­гревается до температуры ниже интервала превращений, выдерживается и охлаждается. Существуют три вида отпуска.

Низкий отпуск (нагрев и выдержка при температуре 150÷250°С) применяется для закаленных и химикотермически обработанных сталей, от которых требуется высокая твердость (58÷63HRC) и износостойкость. Конечная структура – отпущенный мартенсит.

Средний отпуск (350÷450°С) дает твердость 40÷50HRC с высокой упругостью и достаточной прочностью. Применяется для пружин, рессор и штампов.

Высокий отпуск (500÷680°С) дает твердость 30÷40HRC,резко повышается ударная вязкость, поэтому обработку закалка + высокий отпуск называют улучшением. Высокому отпуску подвергают среднеуглеродистые стали, предназначенные для изготовления деталей машин, испытывающих в процессе эксплуатации ударные нагрузки.

Одним из эффективных способов поверхностного упрочнения является химико-термическая обработка, которая представляет собой процесс поверхностного насыщения стали химическими элементами.

К наиболее распространенным методам этого вида обработки относится цементация, азотирование, цианирование и др.

Цементация – процесс насыщения поверхностных слоев сталей, содержащих от менее 0,3 до 0,8÷1,0% С. Глубина насыщения – 0,8÷2,0мм, температура цементации 910÷950°С, время выдержки – 8÷16ч. После цементации стали подвергают закалке и низкому отпуску. Цементируют детали с высокой контактной прочностью: кулачки, зубчатые колеса, пальцы, распределительные валки и др.

Обратите внимание

Азотирование – процесс насыщения поверхностного слоя изделий азотом, который применяется для среднеуглеродистых сталей, легирующие элементы которых имеют большое сродство к азоту (молибден, хром, алюминий). Цель азотирования – повышение коррозионной стойкости твердости и износостойкости.

Азотирование проводится в печах в среде аммиака при температуре 500÷550°С в течение 24÷60ч. Толщина азотированного слоя – 0,1÷0,6мм.

Азотируют детали, для которых требуется высокая коррозионная стойкость, высокое сопротивление износу в условиях знакопеременных нагрузок, сохранение поверхностной твердости до 500÷600°С.

Цианирование – процесс одновременного насыщения поверхности стали углеродом и азотом. Оно делится на высокотемпературное (900-950°С в среде природного газа и аммиака 5÷7%) и низкотемпературное (540÷560°С в среде природного газа и аммиака 20÷30%).

Газовое цианирование называют нитроцементацией. Жидкостное цианирование осуществляется в расплаве цианистых соединений при температуре 550÷570°С.

Цианирование обеспечивает высокую поверхностную твердость, износостойкость, уменьшение коробления в процессе химико-термической обработки.

В табл. 3 приведены основные показатели, позволяющие определить ориентировочный химический состав стали по искрам, которые образуются при ее обработке абразивным инструментом.

Таблица 3. Определение марки стали по искрам.

Сталь Цвет и характеристика пучка искр
Низкоуглеродистая нелеги­рованная (до 0,15 % С) Короткий темно-желтый пучок искр, прини­мающий форму полосок и становящийся более светлым в зоне сгорания. Мало звездообраз­ных разветвлений
Среднеуглеродистая нелеги­рованная (0,15÷1,0% С) При повышении содержания углерода образует­ся более светлый желтый пучок искр. Много­численные звездочки и ответвления лучей
Высокоуглеродистая нелегированная (>1,0%С) Очень плотный пучок искр с многочисленными звездочками. При повышении содержания угле­рода уменьшается яркость и укорачивается пу­чок искр
Низколегированная с повы­шенным содержанием мар­ганца Широкий, ярко-желтый пучок искр; внешняя зона линий искр особенно яркая. Многочислен­ные разветвления лучей
Марганцовистая (12% Мn) Преобладание зонтообразных искр
Конструкционная (до 5% Ni) Ярко-желтые линии искр в виде язычков, рас­щепленные на конце; увеличение яркости в зоне сгорания. При повышении содержания углерода на концах искр появляются звездочки
Высоколегированная с по­вышенным содержанием никелевая При содержании 35% Ni красно-желтое окра­шивание пучка. При более высоком содержа­нии никеля (около 47%) яркость искр значи­тельно ослабевает
Хромоникелевая Хромистая с низким содер­жанием углерода и высо­ким содержанием хрома Короткий темно-красный пучок искр без звез­дочек, слаборазветвленный; искры прилипают к поверхности шлифовального круга
Вольфрамсодержащая Красные короткие искры: линии искр отчетли­во изгибаются книзу. Разветвление звездочек углерода отсутствует. Чем выше содержание вольфрама, тем слабее образование искр
Молибденсодержащая Ярко-желтые искры в виде язычков. При низ­ком содержании кремния язычки видны перед звездочками углерода, при повышенном содер­жании — за звездочками углерода

Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 1044;

Источник: https://poznayka.org/s89637t1.html

Термообработка основного металла и сварного соединения

Процесс термической обработки заключается в нагреве изделия до определенной температуры и последующем охлаждении с целью вызвать изменение строения металла. Основные факторы воздействия при термической обработке – температура и время.

При этом важную роль играют время нагрева и охлаждения, температура максимального нагрева и время выдержки при этой температуре. График процесса термической обработки представлен на рисунке слева.

Для изменения свойств сплава необходимо, чтобы в сплаве в результате термической обработки произошли остающиеся изменения, обусловленные в первую очередь фазовыми превращениями.

Читайте также:  Краски для рисования: виды и область их применения (+25 фото)

Все виды термической обработки можно разделить на три основные группы:

Первая группа. Предшествующая обработка может привести металл в неустойчивое состояние. Так, холодная пластическая деформация создает наклеп – искажение кристаллической решетки. При затвердевании – не успевают протекать диффузионные процессы, и состав металла даже в объеме одного зерна оказывается неоднородным.

Важно

Термическая обработка, заключающаяся в нагреве металла, который в результате какой-то предшествующей обработки получил неустойчивое состояние, и приводящая его в более устойчивое состояние, называется отжигом.

Если при этом не протекают фазовые превращения, то это отжиг первого рода, а, если протекают – второго рода или фазовая перекристаллизация.

Вторая группа. Если в сплаве при нагреве происходят фазовые изменения, то полнота обратного (при охлаждении) превращения зависит от скорости охлаждения.

Теоретически можно себе представить такие условия охлаждения, при которых обратное превращение вовсе не произойдет, и при комнатной температуре в результате быстрого охлаждения зафиксируется состояние сплава, характерное для высоких температур. Такая операция называется закалкой.

Третья группа. Состояние закаленного сплава характеризуется неустойчивостью. Даже без всякого температурного воздействия в сплаве могут происходить процессы, приближающие его к равновесному состоянию.

Нагрев сплава, увеличивающий подвижность атомов, способствует этим превращениям. Такая обработка, т.е. нагрев закаленного сплава ниже температуры равновесных фазовых превращений, называется отпуском.

Как и при отжиге первого рода, так и при отпуске, сплав приближается к структурному равновесию.

В обоих случаях начальную стадию характеризует неустойчивое состояние, только для отжига первого рода оно было результатом предварительной обработки, при которой, однако, не было фазовых превращений, а для отпуска – предшествовавшей закалкой. Таким образом, отпуск – вторичная операция, осуществляемая всегда после закалки.

В соответствии с этим основные виды термической обработки железо-углеродистых сплавов могут быть охарактеризованы таким образом.

Поскольку мы рассматриваем термическую обработку стали, то нам интересны только сплавы с концентрацией до 2% С и соответственно область на диаграмме железо – углерод с концентрацией углерода до 2% (точнее до 2,14% С). Приведем общепринятые обозначения критических точек. Критические точки обозначаются буквой А.

Нижняя критическая точка, обозначаемая А1 лежит на линии PSK. диаграммы железо-углерод и соответствует превращению аустенита в перлит. Верхняя критическая точка А3 лежит на линии GSE и соответствует началу выпадения или концу растворения феррита в доэвтектоидных сталях или цементита (вторичного) в заэвтектоидных сталях.

Совет

Чтобы отличить критическую точку при нагреве от критической точки при охлаждении, рядом с буквой А ставят букву “с”, в первом случае и “r” – во втором. Следовательно, критическая точка превращения аустенита в перлит обозначается Ar1 а перлита в аустенит Ас3.

Ниже дана характеристика основных видов термической обработки стали в соответствии с приведенной классификацией.

Отжиг – фазовая перекристаллизация, заключающаяся в нагреве выше Ас3 с последующим медленным охлаждением.

При нагреве выше Aс1, но ниже Ас3 полная перекристаллизация не произойдет; такая термическая обработка называется неполным отжигом.

Если после нагрева выше Ас3 провести охлаждение на воздухе, то это будет первым шагом к отклонению от практически равновесного структурного состояния. Такая термическая операция называется нормализацией.

Закалка – нагрев выше критической точки Ас3 с последующим быстрым охлаждением.

При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит (пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе).

Неполная закалка – термическая операция, при которой нагрев проводят до температуры, лежащей выше Ас1, но ниже Ас3, и в структуре стали сохраняется доэвтектоидный феррит (заэвтектоидный цементит).

Отпуск – нагрев закаленной стали ниже Aс1 и охлаждение.

Рассмотрим процессы протекающие при разных видах термической обработки. При отжиге, нагрев выше Ас3 вызывает превращение перлита в аустенит. На границах перлитных зерен образуется большое количество мелких аустенитных зерен, которые при медленном охлаждении превращаются в мелкие перлитные зерна.

То есть, в результате термической обработки -отжига, получаем существенное измельчение структуры и снижение внутренних напряжений, которые релаксируются под воздействием высокой температуры. Разновидностью отжига является гомогенизация.

Обратите внимание

Этот процесс применяют для литых изделий, которые в результате процесса кристаллизации имеют существенные ликвационные зоны. Он заключается в нагреве до 1000-1100°С, длительной выдержке для протекания диффузионных процессов и охлаждении. Для измельчения структуры после гомогенизации, как правило, делают обычный отжиг.

Неполный отжиг заэвтектоидных сталей называют сфероидацией и позволяет получить зернистый перлит, имеющий более высокие механические свойства, чем пластинчатый.

При закалке большая скорость охлаждения способствует образованию мартенситной структуры.

Доэвтектоидные стали нагревают до температуры на 30 – 50°С выше Ас3, а заэвтектоидные – на 30-50°С выше Ас1, что обеспечивает после быстрого охлаждения для доэвтектоидных сталей структуру мартенсита, а для заэвтектоидных – мартенсита и цементита. Общее время нагрева складывается из времени нагрева до заданной температуры (τн) и времени выдержки при этой температуре (τв), следовательно:

τобщ = τн + τв

Величина τн зависит от нагревающей способности среды, от размеров и формы деталей, от их укладки в печи; τв зависит от скорости фазовых превращений, которая определяется степенью перегрева выше критической точки и дисперсностью исходной структуры. Практически величина τв может быть принята равной 1 мин для углеродистых и 2 мин для легированных сталей. Точно установить время нагрева можно лишь опытным путем для данной детали в данных конкретных условиях.

Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температур ниже Ас1, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью, в результате которой сталь получает требуемые механические свойства. Кроме того, отпуск полностью или частично устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке.

Эти напряжения снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска. Наиболее интенсивно напряжения снижаются в результате выдержки при 550°С в течение 15 – 30 мин. Скорость охлаждения после отпуска также оказывает большое влияние на остаточные напряжения. Чем медленнее охлаждение, тем меньше остаточные напряжения.

Ускоренное охлаждение после отпуска при 550 – 650°С повышает предел выносливости за счет образования в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия.

Важно

Однако изделия сложной формы во избежание их коробления после отпуска при высоких температурах следует охлаждать медленно, а изделия из легированных сталей, склонных к обратимой отпускной хрупкости, после отпуска при 500 -650°С во всех случаях следует охлаждать быстро. Основное влияние на свойства стали оказывает температура отпуска. Различают три вида отпуска:

Низкотемпературный (низкий) отпуск проводят при нагреве до 250°С.

При этом снижаются закалочные макронапряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметного снижения твердости.

Низкотемпературному отпуску подвергают режущий и мерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали, претерпевшие поверхностную закалку, цементацию, цианирование.

Среднетемпературный (средний) отпуск выполняют при 350 – 500°С и применяют главным образом для пружин и рессор, а также для штампов. Такой отпуск обеспечивает высокие пределы упругости и выносливости и релаксационную стойкость. Структура стали после среднего отпуска – троостит отпуска или троостомартенсит; твердость стали 40 – 50 HRC.

Высокотемпературный (высокий) отпуск проводят при 500 – 680°С. Структура стали после высокого отпуска – сорбит отпуска. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали. Термическую обработку состоящую из закалки и высокого отпуска называют улучшением.

Закалка с высоким отпуском (по сравнению с нормализацией или отжигом) повышает временное сопротивление, предел текучести, относительное сужение и особенно ударную вязкость. Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением.

Улучшению подвергают среднеуглеродистые (0,3 – 0,5% С) конструкционные стали, к которым предъявляются высокие требования по пределу выносливости и ударной вязкости.

Улучшение значительно повышает конструктивную, прочность стали, уменьшая чувствительность к концентраторам напряжений, увеличивая работу развития трещин и снижая температуру порога хладноломкости Отпуск при 550 – 600°С в течение 1 – 2 ч почти полностью снимает остаточные напряжения, возникшие при закалке.

Источник: http://weldering.com/termoobrabotka-osnovnogo-metalla-svarnogo-soedineniya

Термообработка при сварке металла

Печь для термообработки

Термическая обработка (ТО) – процесс нагрева металлических изделий до критической точки по превышению которой меняется микроструктура и характеристики металла; выдержка и последующее резкое или медленное охлаждение. Часто задают вопрос, можно ли варить термообработанную сталь? Термообработка не влияет на свариваемость. Можно варить как закаленную, так и «сырую» сталь, либо отоженную сталь.

ТО допускается до, во время и после проведения сварочных работ.

Часто используемые виды термообработки для стали

Отжиг – снимает напряжения, улучшает пластичность, формирует мелкое зерно. Температура (650±10) оС. Время выдержки рассчитывается в зависимости от максимальной толщины детали и усредненно составляет 2,5 мин. На 1 мм толщины.

При отжиге детали всегда охлаждаются вместе с печью.
При полном отжиге детали нагревают до 800-900 оС. Происходит рекристаллизация и упрочнение сварного шва. Время выдержки и условия охлаждения, как и в предыдущем случае.

Данные приведенные здесь являются ознакомительными, точные данные можно почерпнуть из справочника.

Нормализация – процесс очень похожий на отжиг, с одним только отличием – охлаждение делают на воздухе (самоотпуск).

Отдых проводится на низких температурах 200 … 300 оС в течении 2…3 ч. Такая процедура понижает содержание диффузионного водорода и снижает величину внутреннего напряжения.
Все виды ТО проводят в печах с нагревом электросопротивлением в воздушной атмосфере.

Термообработка алюминия

Предварительный подогрев алюминия необходим в следствии его высокой теплопроводности. Образование нормальной сварочной ванны и формирование сварного шва будет затруднено из-за недостатка температуры, которую постоянно «отнимает» тело алюминиевого сплава.

Если речь идет о деталях небольших размеров, отсутствие подогрева не будет катастрофичным, но когда имеешь дело, например, с подваркой дефектов крупного литейного корпуса, тогда трудности станут очевидны даже человеку, не посвященному в тонкости сварочного искусства.

Подогревать можно как все изделие целиком, так и выполнять местный (локальный подогрев) подвариваемого места ацетилено-кислородными, пропановыми и другими горелками. Так же, возможен подогрев непосредственно во время выполнения сварочной операции при условии, что это осуществимо технически.

Предварительный подогрев применяется так же для некоторых видов сталей, склонных к трещинообразованию (например, 30ХГСА).

Послесварочная термообработка для алюминия представляет собой закалку + старение. Правда подобная ТО чревата большими короблениями. Если ремонтируемые изделия имеют уже готовые чертежные размеры, проведение такой процедуры становится невозможной.

Совет

В таком случае придется обойтись совсем без ТО, либо применить полумеры: нагрев до температуры старения и выдержка в течение определенного времени (режим подбирается исходя из марки алюминиевого сплава).

На что влияет подобная мера вопрос спорный, но это лучше, чем вообще ничего не предпринимать.

Если после сварки нужно повысить пластичность и снизить твердость, целесообразно выполнить неполный или полный отжиг.
Так же нужно понимать, что если вы варите термообработанный алюминий, шов даже при последующей полной ТО, будет мягкий (существенно отличаться от твердости основного металла). Пишите в комментариях, если есть присадочные прутки, которые могут испытывать полиморфные превращения.

Читайте также:  Грибок в ванной: методы борьбы с применением разных средств

Источник: http://svarka-master.ru/termoobrabotka-pri-svarke-metalla/

Технология термообработки сварных соединений трубопроводов

При сварке труб из некоторых марок легиоованных сталей, а также толстостенных труб из стали 20 вследствие высоких температур происходит изменение структуры металла шва и околошовной зоны основного металла, возникают внутренние термические напряжения и, как следствие, ухудшаются механические свойства сварного соединения. Чтобы снять внутренние термические напряжения, сварные соединения подвергают отжигу, а для улучшения структуры металла и повышения пластичности нормализации. Для стыков толстостенных труб из стали 20 вполне достаточной термообработкой является высокий отпуск. Режимы термообработки зависят от марки стали свариваемых труб и их толщины стенки; обычно они указаны в производственных инструкциях на сварку или на чертежах. На трубозаготовительных заводах или в цехах термообработку сварных соединений элементов и узлов трубопроводов (без арматуры) производят в специальных термических печах.

В монтажных условиях для термообработки сварных соединений труб применяют муфельные печи сопротивления, газовые кольцевые горелки и индукционные нагреватели.

Электрические муфельные печи сопротивления предназначены для нагрева сварных соединений труб диаметром от 30 до 325мм со стенками любой толщины до 900—950° С.

Печь — разъемная; состоит она из двух половин. Индукционный способ нагрева токами промышленной частоты (50гц) применяют при термообработке сварных стыков труб с условным проходом от 100мм и выше при толщине стенки более 10мм.

Для этого стык и прилежащие к нему участки трубы на 600—700мм в каждую сторону обертывают листовым асбестом толщиной не менее 10мм; поверх него укладывают 12—28 витков медного многожильного неизолированного провода сечением не менее 100мм2. Провод наматывают на трубу достаточно плотно с расстоянием между витками 15—20мм (во избежание замыкания).

Последние витки закрепляют хомутами. Провод подключают к источнику низкого напряжения при силе тока около 800—1000а. Обычно используют сварочные трансформаторы ТСД1000 и ТСД2000.

При термической обработке сварных стыков трубопроводов торцы труб следует закрывать временными пробками, чтобы предотвратить создание воздушной тяги и охлаждение стыка.

При термической обработке с помощью хромельалюминиевых термопар и гальванометров непрерывно контролируют температуру.

Выполняют термообработку сварных соединений трубопроводов специально обученные для этой цели слесаритрубопроводчики под наблюдением ответственного инженернотехнического работника.

Источник: http://www.prosvarky.ru/pipelineinstallation/tubelinewelding/12.html

Виды Термической обработки (термообработки) сварных швов | ТОО “ПОЛИТЕСТ”

Термообработка (Термической обработкой)  называется совокупность операций нагрева метала, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и  структуры.

Термическая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств детали.

Термическая обработка сварных соединений состоит из нагрева их с определенной скоростью до нужной температуры, выдержки при этой температуре и охлаждения также с определенной скоростью. Различают следующие виды термической обработки: термический отдых; высокий отпуск; нормализация; аустенизация; стабилизирующий отжиг; улучшение, заключающееся в нормализации с последующим высоким отпуском. 

Обратите внимание

Наиболее часто в строительстве применяют высокий отпуск для углеродистых и легированных сталей с целью снижения сварочных напряжений и улучшения структуры. При этом обязательна небольшая скорость охлаждения после выдержки (300—400°С/ч) в интервале от температуры выдержки до 300 °С, после чего охлаждение на спокойном воздухе. Значительно реже применяют другие виды термообработки.

Нормализацию применяют главным образом для сварных соединений труб из легированной стали диаметром до 100 мм и небольшой толщины.

Она заключается в нагреве при более высокой температуре, чем при высоком отпуске (для низколегированных сталей до 900—950 °С), выдерживании несколько минут и охлаждении в условиях утепления и предупреждения от сквозняков.

Термический отдых применяют для сварных соединений из низколегированной стали, имеющую склонность к образованию трещин вследствие выделения растворенного водорода, диффундирующего из шва в зону термического влияния. Нагрев производят до 250—300 °С и выдерживают несколько часов.

Аустенизацию применяют для получения в сварных соединениях из хромоиикелевых нержавеющих сталей однородной структуры аустенита, улучшения механических свойств (пластичности) и снижения сварочных остаточных напряжений на 70—80 %.

Стабилизирующий отжиг применяют для тех же сталей с целью снижения сварочных напряжений на 70—80%, обеспечения стабильной структуры и предупреждения появления коррозионных трещин.

Улучшение относится к полной термической обработке и производится в стационарных термических печах.

Оно снижает остаточные сварочные напряжения и полностью восстанавливает структуру и свойства металла, изменившиеся от сварки.

Для термической обработки применяют несколько способов нагрева:

в стационарных термических печах;

радиационный (электросопротивлением и газопламенный), индукционный; термохимический  смешанный  (электросопротивлением и индукционный токами промышленной частоты).

Аппаратура и технология термической обработки

Для проведения эффективной термообработки сварных соединений промышленностью и строительными ведомствами изготовляется широкий ассортимент оборудования, в комплект которого входят нагревательное устройство, источники питания и посты (пульты) управления и контроля за технологией термообработки.

Важно

Нагревательные устройства, их конструкция и технология использования должны соответствовать методам нагрева.

В строительно-монтажных организациях применяют нагревательные устройства для местной термической обработки сварных соединений, к которым относятся гибкие электронагреватели сопротивления ГЭН

Электронагреватели ГЭН состоят из набора пальцевых нагревателей, заизолированных керамическими втулками, внутри которых проходят плоские спирали из нихромовой проволоки. Подогреватель состоит из большого количества таких пальцев, гирлянда которых шириной до 160 мм достаточно гибкая для обхвата труб и корпусов конструкций диаметром от 0,1 до 5—6 м.

Большая удельная мощность ГЭН, возможность использования для нагрева спирали обычных сварочных трансформаторов и преобразователей, а также простота обслуживания и ремонта и другие качества обеспечили широкое применение   этих   нагревателей.

Комбинированные электронагреватели КЭН состоят из гирлянды керамических изоляторов, внутри которых проходит пучок нихромовых проволок. Как видно из 15.

12,6, эта гирлянда, питаемая от одного источника (мощного сварочного трансформатора), подогревает сварное соединение за счет электронагрева нихромовой проволоки, а также наведения индукционных токов нагрева, что обеспечивает общую температуру подогрева до 1000 °С.

КЭН применяют при строительстве тепловых электростанций для термической обработки стыков труб диаметром до 1620 мм.

Индукционные электроподогреватели представляют собой индукторы-соленоиды, выполненные из медной трубки или проволоки. Используют индукторы с воздушным и водяным охлаждением .

При воздушном охлаждении медный неизолированный провод сечением 120—240 мм2 (при частоте 50 Гц) наматывают в один слой с зазором 15—20 мм на изделие, предварительно обмотанное теплоизоляцией.

Совет

Применяют конструкцию из охлаждаемой водой латунной или медной гибкой гофрированной трубки, по наружной поверхности которой навит многожильный медный кабель, покрытый сверху гибкой асбестовой изоляцией.

Газопламенные нагреватели представляют собой горелки (многопламенные, кольцевые, трубчатые с факельным устройством и др.), в которых в качестве горючего используются ацетилен, пропан, природный газ с добавлением кислорода или воздуха.

Для полной термообработки шаровых резервуаров и других корпусных конструкций используют специальные теплогенераторные установки с мощными факельными горелками, термообрабатывающими всю конструкцию.

Для термохимического нагрева применяют устройства, изготовленные из экзотермических смесей, в виде гибкого шнура, охватывающего стык с двух сторон, или в виде пакетов и ковриков, закрепляемых на стыке металлическими полосами. При сгорании они обеспечивают нагрев до высокого отпуска  (800°С).

Источниками питания электрических нагревателей служат в основном сварочные трансформаторы, мощность которых подбирается в зависимости от величины изделия. При необходимости используют сдвоенные трансформаторы для параллельного питания нагревателей.

Для индукционного нагрева кроме токов промышленной частоты, на которых работают сварочные трансформаторы, используются высокочастотные токи от машинных преобразователей повышенной частоты на 2450, 2960 и 8000 Гц и от тиристорных преобразователей на 2400 Гц.

Для термической обработки сварных соединений труб и корпусов различных аппаратов, газгольдеров и емкостей с помощью перечисленных нагревателей и источников питания комплектуются установки (посты), имеющие ручное управление процессом, ручное дистанционное управление и программное управление-Установки с дистанционным и программным управлением могут обслуживать одновременно термообработку нескольких сварных соединений. Посты для газопламенной термообработки комплектуются горелками, коллекторами для газовых баллонов или емкостями с горючим.

Рабочие-термисты, обслуживающие установки для термообработки, должны пройти обучение и получить удостоверение на право производства работ по термообработке сварных соединений на имеющемся оборудовании.

Работающие с электроподогревателями сопротивления или индукционными аппаратами должны иметь группу по электробезопасности не ниже II, а электромонтажники, монтирующие эти аппараты, и руководители работ — группу не ниже III.

Для контроля температур при термообработке применяют термоэлектрические пирометры, специальные термометры, приборы, регистрирующие температуру и время (самопишущие автоматические потенциометры), термоиндикаторные карандаши и краски.

Обратите внимание

После   окончания   термообработки   проверяют   ее качество путем замеров твердости наружной поверхности сварных соединений или испытанием контрольных соединений, а в необходимых случаях — испытанием образцов, вырезанных из конструкции.

Источник: http://politest.kz/vidy-termicheskoj-obrabotki-termoobrabotki-svarnyh-shvov/

ПОИСК

Термическая обработка сварных соединений трубопроводов общего назначения не проводится.  [c.280]

Термическая обработка сварных соединений трубопроводов  [c.260]

Термическую обработку сварных соединений трубопроводов, поверхностей нагрева и т. д. проводят для снятия остаточных напряжений, повышения пластичности и получения структуры, обеспечивающей высокую длительную прочность. В турбостроении к сварному соединению предъявляют еще требование высокого предела усталости,  [c.260]

Одной из основных операций, направленных на повышение надежности сварных соединений, является термическая обработка. Этот вид обработки сварных соединений трубопроводов и корпусных конструкций широко применяют при монтаже предприятий нефтехимической, нефтеперерабатывающей, энергетической, химической и других отраслей народного хозяйства. На заводах термическую обработку выполняют в стационарных термических печах, а в монтажных условиях обычно осуществляют местную термическую обработку сварных соединений трубопроводов и корпусных конструкций, когда нагреву подвергается сварной шов и прилегающие к нему участки основного металла на ограниченной ширине. В некоторых случаях корпусные конструкции или участки трубопроводов подвергают полной термической обработке, заключающейся в нагреве всей конструкции или участка трубопровода вместе со сварными соединениями.  [c.205]

Для термохимического нагрева при термической обработке сварных соединений трубопроводов различной конфигурации применяют устройства в виде пакетов (му-  [c.209]

Технологический процесс термической обработки сварных соединений трубопроводов независимо от применяемых методов нагрева включает следующие составляющие тип и число нагревательных устройств и схемы их рационального размещения и включения термоэлектрические преобразователи и теплоизоляцию схему включения термоэлектрических преобразователей в измерительную цепь потенциометра схему соединения нагревательных устройств с источником питания режим нагрева, выдержки и охлаждения сварного соединения демонтаж теплоизоляции, нагревательных устройств и термоэлектрических преобразователей контроль качества сварных соединений путем измерения твердости оформление технической документации по термической обработке.  [c.212]

Термическая обработка сварных соединений трубопроводов является местной, так как нагреву подвергается не весь трубопроводный узел, а только сварной стык с прилегающими к нему зонами термического влияния.

Большое значение при термической обработке имеет скорость нагрева и охлаждения обрабатываемого участка.

Оптимальная скорость нагрева зависит от металла трубы (его теплопроводности), его толщины (чем толще металл, тем больше вероятность появления объемных напряже-  [c.162]

Термическая обработка сварных соединений трубопроводов и труб поверхностей нагрева  [c.222]

Ориентировочные режимы термической обработки сварных соединений трубопроводов из наиболее часто применяемых марок стали указаны в табл. XXV. 1.  [c.671]

Важно

Для тепловой изоляции при местной термической обработке сварных соединений трубопроводов оборудования и строительных металлоконструкций используют стеганые маты из ваты каолинового состава, обшитые кремнеземной безусадочной тканью. Теплоизоляционные маты имеют толщину 10—20 и ширину 400—420 мм. Длину матов выбирают такой, чтобы закрыть нагреватель без на-хлеста. ”  [c.675]

Читайте также:  Сколько сохнет монтажная пена: что влияет на время высыхания

При монтаже энергоблоков мощностью 100, 200 и 300 тыс. кет на долю сварки приходится 15—17% объема всех монтажных работ, а на долю резки — 7—10%. Термическая обработка сварных соединений занимает в среднем не более 3% общих трудозатрат она применяется главным образом на ответственных узлах, например на трубопроводах из легированных сталей.  [c.5]

Таким образом, пр(и сварке легированных сталей целесообразно использование специальных сварочных материалов, введение в некоторых случаях подогрева перед сваркой, замедленного охлаждения шва после сварки, а также применение термической обработки сварных соединений. Рассмотрим, чем отличается технология и организация производства узлов трубопроводов при применении легированных (и разнородных) сталей.  [c.152]

Во всех остальных случаях термическая обработка должна производиться не позднее, чем через 3 сут после завершения сварки. До термической обработки нельзя подвергать сварные соединения нагрузкам, кантовать, транспортировать и т. д. Для уменьшения температуры напряжений из-за расширения паропроводов при прогреве в эксплуатации применяют расчетный холодный натяг.

Его следует выполнять также после проведения термической обработки всех стыков трубопровода.  [c.360]

Сварные соединения трубопроводов, поверхностей нагрева и других элементов подвергают термической обработке с целью снятия остаточных напряжений, повышения пластичности и получения структуры, обеспечивающей высокую длительную прочность.  [c.

205]

В соответствии с правилами Госгортехнадзора СССР обязательной термической обработке подвергаются сварные соединения трубопроводов и котлов, изготовленные из углеродистой стали при толщине стенки более 35 мм и легированной стали независимо от толщины стенки, если термообработка предусмотрена техническими условиями. Режимы термообработки сварных соединений  [c.247]

При подготовке трубопровода к гидравлическому испытанию проверяют, закончены ли сварочные работы и термическая обработка сварных стыков проверяют, поставлены ли прокладки во фланцевых соединениях и произведена ли их обтяжка собирают схему испытываемого трубопровода проверяют исправность гидропресса, соединяют его с источником водоснабжения, а напорный патрубок подключают к испытываемому трубопроводу. В нижней точке испытываемого участка должен быть спускной вентиль для опорожнения трубопровода после испытания, а в верхней точке — воздушный кран для удаления воздуха во время заполнения водой. На нагнетательном трубопроводе устанавливают исправный запломбированный манометр, срок проверки которого не истек. При испытании трубопроводов и сосудов применяют проверенные пружинные манометры с классом точности не ниже 1,5 и диаметром корпуса не менее 150 мм.  [c.262]

Поскольку наибольший объем термической обработки в монтажных условиях падает на сварные соединения трубопроводов, технология этого процесса рассмотрена применительно к сварным соединениям труб.  [c.670]

Из-за различия температуры и удельного объема металла в области свариваемого шва вокруг сварного шва даже после его охлаждения действуют дополнительные внутренние напряжения, способствующие повышению хрупкости металла.

Совет

Этот недостаток сварных соединений возможно устранить правильной термической обработкой сварных стыков и около-шовных зон.

применяют разнообразные промышленные способы сварки трубопроводов электродуговую, электрошлаковую, в атмосфере инертных газов, контактную, газовую и газопрессовую.  [c.225]

Для термической обработки сварных соединений трубопроводов из перлитных и феррито-мартенситных сталей применяют алюминиевые неохлаждаемые индукторы типов АИР-2 и АИР-3 (рис. 5-14,ж). Конструкция индуктора разработана институтом Оргэнергострой.

Он из-готовлен из алюминиевых полос сечением 10X45 мм, свальцованных на ребро под диаметр трубы. Индуктор состоит из двух секций по шесть витков, которые при отпуске стыка располагаются по его сторонам. Индуктор мол ет использоваться для предварительного и сопутс -вующего подогрева сварных стыков.

К недостаткам и>1-дукторов типа АИР-2 относится их значительная протяженность.  [c.210]

Для теплоизоляции нагреваемых сварных соединений при термической обработке используют асбестовые материалы. Однако срок их службы составляет 1—3 цикла нагрева. Поэтому для электронагревателей сопротивления и комбинированного действия рекомендуются высокотемпературные маты МВТ из кремнеземных материалов.

Для лучшей их сохранности целесообразно электронагреватели покрывать слоем асбестовой или стеклоткани. Это увеличит срок слул термической обработки с нагревом до 1100—1150 °С рекомендуются жесткие теплоизоляционные кол ухи, корпус которых выполнен из тонколистовой нержавеющей хромоникелевой стали с набивкой из кремнеземного волокна.

Для термической обработки сварных соединений трубопроводов в полевых условиях применяют утеплитель в виде коврика из асбестовой ткани, обернутого снаружи кремнеземной тканью. При объемной термической обработке газопламенным нагревом целесообразно использовать маты из минеральной ваты или асбестовых материалов.

Обратите внимание

Для теплоизоляции внутренней поверхности термообрабатываемых корпусных конструкций с целью снижения перепадов температуры по толщине стенки применяют блоки (короба) из листовой стали, наполненные высокотемпературным кремнеземным волокном.  [c.

210]

Для групповой термической обработки сварных соединений трубопроводов различных диаметров предназначен также специальный пост, обеспечивающий дистанционное регулирование процесса термообработки с помощью 6 рубильников, установленных на пульте управления.

В полевых условиях для обработки соединений газопроводов с использованием муфельных нагревателей применяют полустационарную установку ОТС-121 и передвижную установку ОТС-62, которые предназначены  [c.211]

Нагрев гибкими нагревателями сопротивления. Наиболее удобны для термической обработки сварных соединений в монтажных условиях гибкие электрические нагреватели сопротивления, которые просты по конструкции, технологичны в изготовлении и экономичны. Они выпускаются ММСС СССР по ТУ 36-1837-75.

Такими нагревателями проводят предварительный (и сопутствующий) подогрев и термическую обработку сварных соединений трубопроводов, аппаратов и листовых конструкций толщиной до 100 мн.

Эти нагреватели отличаются большой удельной мощностью (45— 50 кВт на 1 м поверхности), возможностью использования сварочных источников питания (трансформаторов и преобразователей), большим КПД (около 50%) за счет хорошей теплоизоляции и теплопередачи, высокой надежностью.  [c.673]

Рассмотрены основные технологические операции при изготовлении и ремонте котлов, сосудов и трубопроводов обработка металла в заготовительных цехах, изготовление обечаек путем вальцовки п штамповки, изготовление днищ с помощью штамповки и фланжировки, гибка труб, штамповка отводов, переходов и тройников, вальцовка труб в барабаны котлов.

Подробно освещены требования к сварке изделий котлонадзора, а также требования к термической обработке сварных соединений. Приведены данные о материалах, применяемых для изготовления п ремонта объектов котлонадзора.

Описаны механические свойства, химический состав и области применения сталей, чугунов и цветных металлов, используемых для котлов, трубопроводов и сосудов.  [c.2]

Для паропроводов, паросборников, коллекторов, фасонных литых деталей и корпусов арматуры, выполненных из сталей, легированных молибденом, и работающих при температуре 475 С и выше, а также выполненных из углеродистой стали и работающих при температуре 440 °С и выше, инструкцией [27] предусмотрено наблюдение за графитизацией по вырезанным образцам путем металлографического исследования. Особое внимание при этом обращается на зопы термического влияния сварных соединений трубопроводов и участки, подвергавшиеся холодной деформации или местным нагревам без последующей полной термической обработки. При обнаружении гра-фитизации хотя бы на одном из сварных соединений все остальные соединения подвергаются ультразвуковой дефектоскопии.  [c.344]

Важно

Термическая обработка стыков трубопроводов. Термическая обработка всего трубопровода или целых узлов поверхностей нагрева котлов в условиях монтажа практически невозможна. Поэтому в монтажной практике применяется местная термическая обработка сварных соединений, прн которой в зависнмо-214  [c.214]

Обеспечение требуемого комплекса механических свойств при сварке промысловых трубопроводов в трассовых условиях Западной Спбпрп сопряжено с рядом трудностей. Актуальной является проблема предупреждения разупрочнения основного металла в ЗТВ.

РЕрпмепеппе термической обработки сварных соединений для повышения и стабилизации механических свойств в большинстве случаев монтажной сварки исключается.

В значительной мере структура и свойства сварного соединения определяются химическим составом металла, термическим и деформационным циклами сварки.  [c.47]

Термическая обработка элементов трубопроводов применяется для снятия напряжений, возникающих при гибке, сварке и других производственных операциях, а также для улучшения пластических свойств металла в гпбах и сварных соединениях.

Она обязательна, в частности, после гибки труб из сталей аустенитного класса, для стыковых сварных соединений трубопроводов из углеродистой стали с толщиной стенки более 36 мм и в ряде других случаев.  [c.

207]

Сварные соединения трубопроводов из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей подвергаются термической обработке с местным нафевом по режиму высокого отпуска при температуре  [c.230]

Сварка магистральных трубопроводов других отраслей промышленности выполняется в основном по аналогичной сварочной технологии, применяемой в энергомашиностроении и строительстве газопроводов, с учетом особенностей производства, свариваемых сталей, требований к условиям эксплуатации сварных соединений, видов и способов сварки и др.

Совет

Офаничено, в отдельных случаях полностью исключено, применение аустенитных сварочных материалов на железоникелевой или никелевой основах для выполнения сварных соединений трубопроводов из низколегированных и среднелегированных сталей перлитного и мартенситного классов с целью отмены послесварочной термической обработки (в отраслях нефтехимии, нефтеперерабатывающей и др.).  [c.275]

При подготовке трубопровода к гидравлическому испытанию проверяют, закончены ли сварочные работы и термическая обработка сварных стыков поставлены ли прокладки во фланиевых соединениях, и произведена ли их обтяжка собирают схему испытываемого трубопровода проверяют исправность гидропресса, соединяют его с источником водоснабжения, а напорный патрубок подключают к испытываемому трубопроводу. В нижней точке испытываемого участка должен быть спускной вентиль для опорож-  [c.238]

МСН 163-67/ /ММСС СССР Инструкция по сварке и контролю сварных соединений трубопроводов из легированных сталей утверждена Минмон-тажспецстроем СССР регламентирует вопросы, связанные со сваркой легированных и разнородных сталей, с термической обработкой и контролем качества сварных соединений. Кроме того, устанавливает квалификацию и правила допуска сварщиков к работе  [c.506]

Так, например, известен ряд случаев, когда сварка вызывает разупрочнение основного металла в зоне термического влияния. Особенно часто разупрочнение наблюдается в области с наиболее высокой температурой металла, вблизи границы сплавления (нагрев до подсолидусных температур).

Влияние термодеформационного цикла сварки, создавая те или иные несовершенства в строении металла этой зоны, приводит иногда не только к понижению прочностных характеристик, но и к снижению его деформационной способности.

Наличие такой ослабленной зоны с пониженной деформационной способностью представляет определенную опасность в условиях эксплуатации сварных соединений.

В качестве примера можно указать на сварные соединения трубопроводов, работающих при достаточно высоких температурах (—600° С) в условиях значительных нагрузок, определяемых внутренним давлением, и термических напряжений, в частности, вызывающих изгиб труб.

Работа металла в условиях ползучести хотя также подчиняется влиянию рассмотренного выше контактного упрочнения, но оказывается весьма чувствительной к неравномерности распределения деформаций.

Ослабленная даже узкая зона основного металла, заключенная между более прочным швом и неослабленным основным металлом, воспринимая основные деформации, вызывает начальные межзеренные разрушения, которые, развиваясь на расстоянии одного-трех зерен от границы сплавления, приводят к так называемым локальным околошовным разрушениям. Хотя значительного повышения работоспособности таких соединений добиваются последующей после сварки высокотемпературной термической обработкой (типа аустенитизации в случае аустенитных трубопроводов), однако и в этом случае  [c.32]

Источник: https://mash-xxl.info/info/539606/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector