CS266979B1 - Spdsob skúšania studenej praskavosti ocele - Google Patents

Description

2 CS 266 979 B1

Vynález aa týká spůsobu skúšania studenej praskavosti ocele zataženej postupným vrstve-ným zváraním elektrickým oblúkom ručně obalenými zváracimi elektrodami, poloautomaticky,alebo automaticky v ochraně plynom, ručně, alebo automaticky netaviacou sa elektrodou v o-chrane argonu, alebo na predlženej vzorke automaticky pod tavivom za účelom určenia maximál-neho přípustného počtu únosných a bezpečných, na to isté miesto opakovaných zvarov, alebonávarov, bez výskytu prasklin v teplom ovplyvnenej oblasti, alebo v jej najbližšej tesnejvzdialenosti smerom do základného materiálu.

DoposiaX sa neustále opakujú případy výskytu zvarových spojov nevyhovujúcej kvalityna uhlíkatých, nízkolegovaných a mikrolegovaných oceliach. V únosných prípadoch sa tietozvarové spoje opravujú odstránením chybného úseku spoja a jeho opětovným, niekedy viacná-sobným zváraním. Je známe, že vrstvené, na to isté miesto, vnášané teplo, podlá štruktúryzákladného materiálu a podmienok zvárania osamotene, alebo spolu s dalšími činitelmi, akýmje napr. vodík a dalšie, mění vlastnosti základného materiálu, často ho degraduje v neúnosnéjmiere.

Doposial sa na zachytenie a hodnotenie dosiahnutia nepřípustného stupfta degradáciezákladného materiálu, ako je napr. posun, alebo porucha z mechanických vlastností, posun,alebo porucha odolnosti voči vzniku studených prasklin a pod., používajú nepriame metody.

Sem patří najma meranie tvrdosti, skúška rázom v ohybe, lámavosti, skúška tahom, lomovejhúževnatosti statickej a dynamickéj, metalografické hodnotenia a pod. V praxi sa ukázalo,že ani jedna z doteraz používaných metod nie je schopná překonat poznanie o stave v Struktu-ře kovu zvarku, odpovedajúce problému ovplyvnenia zváraním, alebo naváraním, za podmienkyjediného vykonaného tepelného ovplyvnenia. Ani jedna z nich nie je schopná za súčasnýchpodmienok prognózovat stavy po viacnásobnom tepelnom a ostatnom ovplyvneni, ak nebolo vyko-nané. Odvodzovanie exaktných, alebo přijatelné přesných závislostí a relácií medzi náchylnos-tou materiálu ku vzniku podhúsenicových trhlin a porúch, a medzi podmienkami reálného zataže-nia zvarového spoja, je stále problematické najma čo do metodickej výbavy a přístupnosti.

Celú oblast komplikujú ešte nekonštantné vztahy medzi různými druhmi materiálov a vlastnýmipodmienkami, v ktorých bolí skúšky vykonané. Cena skúšok je vysoká.

Podstata skúšania studenej praskavosti ocele zataženej postupným, vrstveným zváraním,různými zváracimi metodami, spočívá v tom, že na základný materiál dvojdielnej vzorky preskúšanie studenej praskavosti sa navaria dve samostatné, prvé húsenice, každá zvlášť naprvý a druhý diel, každá svojimi rovnakýrai zváracimi parametrami, ktoré sa odvodia z běžnýchzváracích parametrov pre koreňovú húsenicu znížením hodnoty vnášaného tepla na 36 až 88 %pre každú samostatnú húsenicu. Potom sa diely skúšobnej vzorky ochladia volné na vzduchu,na teplotu okolia, pričom po vychladnutí a po uplynutí min. 16 hodin sa prevýšenia húsenícopracujú na póvodné hodnoty tvaru a rozmerov zvarového úkosu, opakuje sa druhá a dalšiehúsenice v potrebnom počte rovnakým postupom a rovnakými svojimi parametrami, každý cyklussamostatnej húsenice bez prerušenia, so začiatkom a koncom na rovnakom mieste, a opakujesa tiež druhé až posledně opracovanie prevýšenia húseníc. Potom sa oba diely vzorky naoboch koncoch spoja vo zvarovom spoji tvaru "X" a navaří sa posledná, kritická húsenica,spájajúca koreňovú část oboch dielov vzorky, a po vychladení volné na vzduchu a uplynutímin. 16 hodin sa posúdi výskyt prvých prasklin, pričom platí, že počet húseníc do výskytuprvej praskliny, včítane poslednej, kritickej húsenice, znfžený o jeden, je rovný počtuúnosných, bezpečných opakovaní koreňových a nosných zvarov, alebo návarov. Přitom zníženiehodnoty vnášaného tepla raierou 36 až 88 % sa dosiahne napr. změnou zváracej, alebo naváracejrýchlosti, pričom hodnůt 36 až 50 % množstva vneseného tepla sa použije na diel vzorkys tvarom úkosu 1/2 X, a hodnůt 88 až 50 % na diel vzorky s planárnou, šikmou plochou úkosu,a jednotlivé navárové zvarové húsenice sa realizujú svojimi rovnakými zvolenými parametramitak, aby súčet dielčich hodnůt množstva vneseného tepla príbuznej dvojice húseníc dávalhodnotu 100 %-nú.

Hlavně výhody tohoto spůsobu skúšania praskavosti ocele zataženej postupným vrstvenýmzváraním,' spočívájú v priamom zistení, alebo overení bud přesného konečného počtu únosných CS 266 979 B1 3 a bezpečných možných opakovaní zvárania na tom istom mieste, napr. za účelom opakovanéjopravy zvarového spoja, alebo v priamom a presnom overení istoty, že určitý daný početopakovaného zvárania na tom istom mieste nepřekročí kritický počet opakovaní, spojený s vý-sky tom podhúsenicových studených trhlin a porúch.

SpČsob je rovnocenné použitelný tiež v prípadoch overenia vhodnosti aplikácie zváracie-ho procesu na spoje základného materiálu ovplyvneného tlakom a teplom iných procesov, napr.konštrukcií chemických a iných reaktorov, výmeníkov a pod., na zvarové spoje konštrukciía dielov kotlových sústav a pod., na zvarové spoje základného materiálu už ovplyvnenéhopredchádzajúcimi tepelnými procesmi, napr. kyslíkovým řezáním a pod. Tento spčsob umožňujelepšie využitie vlastností materiálu, resp. úsporu materiálu v prípadoch, ktoré pri existu-júcej metodickej výbavě viedli k vylúčeniu dalšieho použitia pre neisté výsledky testov. Týmto spSsobom sú, pre daný účel, úplné překonané doteraz používané nepriame metody.

Cena skúšky, alebo overenia podlá tohoto spósobu je značné nižšia.

Skúška, v jednom z mnohých prípadov overovania náchylnosti základného materiálu navznik podhúsenicových, studených prasklin, bola vykonaná za účelom definovania přípustnéhopočtu opakovaní svarových spojov v případe nevyhovujúceho prvého až n-tého zvarového spojapotrubia produktovodu z ocele St E 480.7 TM, s hrúbkou steny 15,9 až 16,1 mm, pri teploteprostredia +1, +20 a +70 °C, a to dvomi spósobmi za použitia metody zvárania elektrickýmoblúkom. Prvý, laboratórny, bol založený na vyhladaní optimálnych zváracích parametrova to na dvojdielnej vzorke vyrezanej z reálnej rúry. Vzorka, každý diel, bola upravenápredpísaným spdsobom. Do stredného úseku jedného dielu vzorky, s tvarom zvarového úkosu1/2 "X" bola uložená prvá húsenica s vynecháním volných miest o dlžke 2 až 3 mm na začiatkua na konci zvarového úkosu, a to zváracími parametrami pre tepelný výkon o velkosti 42 %celkovej hodnoty normálnych zváracích parametrov (zvýšením rýchlosti na 2,38 - násobok),zatial čo do protiúseku druhého dielu vzorky, s tvarom planárnej, šikmej plochy, bola uloženátiež prvá húsenica, rovnakým spdsobom, a to zváracími parametrami pre tepelný výkov o velkosti58 % celkovej hodnoty normálnych zváracích parametrov (zvýšením rýchlosti na 1,92 - násobok),takže súčet oboch tepelných výkonov/prikonov bol 100 %, ergo totožný s pomerami na nedelenejzvarovéj (koreňovej) húsenici. Potom sa húsenicové prevýšenie oboch dielov vzorky spracovalona úroveň východzích tvarov a rozmerov. Následovali dalšie húsenice a opracovania rovnakýmiparametrami po predchádzajúcom min. 16-hodinovom přerušeni, na tie isté miesta, v rovnakomsmere. Po určenom počte (3,5,7x) sa oba diely spojili zváraním predpísaným a známým spdsobomna oboch koncoch na quázituhý celok a potom sa uložila posledná (4,6, resp. 8-ma), kritickáhúsenica normálnymi parametrami. Přitom sa vzorky vždy po uložení húseníc nechali vychladnúťvolné na vzduchu, pri teplote prostredia. Pri zohladnení tepldt okolia a tiež materiáluvzoriek po 20-hodinovej kludovej prestávke, bol konštatovaný výskyt trhlin po 4 zváraní.

Pre daný materiál, zváracie parametre a metodu, přídavný materiál (kořeň E-B 122 0 2,5 mm)a pre použitú zváraciu metodu je odporúčaný maximálny počet na tom istom mieste opakovanýchzvarových spojov do počtu 3, ktorý počet sa nesmie překročit a je počtom únosných a bezpeč-ných opakovaní koreňových a nosných zvarov, včítane prvého, závadného zvarového spoja. V priebehu týchto skúšok sa ukázalo, že nie je možné vylúčiť poruchy materiálu, z tohoniektoré v teplom ovplyvnenej podhúsenicovej oblasti. Potvrdilo sa, že pri zachovaní paramet-rov a podmienok pdvodnej skúšky odolnosti zvarových spojov proti studenej praskavosti, aparametrov a podmienok podlá tohoto vynálezu, nepdjde zásadné, pri kvalitikovanom určenípočtu únosných opakovaní opráv zvarových spojov - o poruchy studenej praskavosti, ale odalšie poruchy, ktoré majú iné příčiny. Tieto poruchy sa identifikujú příslušnými známýmimetodami a ich příčiny je potřebné vyhladat zvlášť. Platí teda, že případný výskyt prasklinz iných příčin, ako z podmienok studenej praskavosti sa dokazuje dalšími příslušnými metoda-mi, resp. obrana proti ich vzniku bude mať iný základ, ako je popísaný v tomto vynáleze,pokraěujúca dalšia skúška zohladňovala praktické operativně podmienky. Modifikovaná skúškav reálnom tvare zohladňovala úplné zvarenie potrubia o 0 1 220 mm, so stěnou hrůbky 15,9až 16,1 mm, priěom postupné vrstvenie ukládaného tepla zváracím procesom bolo definované

Claims (2)

1. 4 CS 266 979 B1 rozrušením zvarového spoja a následným nosným zvarom. Koreňové húsenioe bolí robené obalenouelektrodou E-B 122, 0 2,5 mm, nosné zvary elektrodou E-B 242, 0 3,15 mm, původný zvar bezpredohrevu, teplota prostredia +1 a +20 °C v případe opráv však už zvarok s teplotou pred-ohrevu a inderpass po celom obvode rúry min. 70, max. 150 °C, v páse šířky 150 až 200 mm.Chladnutie vždy po skončeni celého zváracieho cyklu prebehlo vždy na vzduchu, volné s přestávkou 20 hod. Skúšky boli robené s nepodloženým koreňom, ako nepriaznivejšie. Rozrušenie,resp. delenie zvarového spoja sa robilo elektrickým oblúkom, uhlíkovou elektrodou, tvarovaniezvarového úkosu ručně brúskou. Vo všetkých prípadoch boli použité běžné zváracie parametre.Skúška v operativnych podmienkach na materiáli St E 480.7 TM potvrdila možnost 3-násobnéhozvarového spoja na tom istom mieste zvarku (prvý originálny a dve opravy). Opravovanémiesto sa musí označit s vyznačením počtu opráv. Pri vyčerpaní odporúčaného únosného počtuopakovaní z titulu studenej praskavosti zvarových spojov na tom istom mieste zvarku, predalší (hadpočetný) zvarový spoj je potřebné úplné odstrániť starý zvarový spoj a podhúsenico-vý objem teplom ovplyvnenej oblasti s určitou rezervou do teplom neovplyvneného základnéhomateriálu. Vynález je využitelný pri stavbě plynovodov, produktovodov, vodovodov a i-ozvodov energe-tických a chemických prevádzok, jádrových blokov a pod., konstruovaných z uhlíkatých, nízko-legovaných a mikrolegovaných ocelí. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Spósob skúšania studenej praskavosti ocele zataženéj postupným vrstveným tepelnýmovplyvnením zváracím procesom, pri zváraní elektrickým oblúkom obalenou elektrodou, s automa-tickým podáváním zváracieho drĎtu v ochraně plynu, netaviacou sa elektrodou v ochraně Ar,resp. aj metodou zvárania pod tavivom uhlíkatých, nízkolegovaných a mikrolegovaných ocelí,vyznačujúci sa tým, že na základný materiál dvojdielnej vzorky pre skúšanie studenej praska-vosti sa navaria dve samostatné húsenice, zvlášť na prvý a na druhý diel, každá svcjimi,rovnakými zváracími parametrami, ktoré sa odvodia z běžných zváracích parametrov pre koreňo-vú húsenicu, znížením hodnoty vnášaného tepla na 36 až 88 % pre každú samostatnú húsenicu,potom sa diely skúšobnej vzorky ochladia volné na vzduchu na teplotu okolia, a po ochladenísa prevýšenie húseníc opracuje na póvodné hodnoty tvaru a rozmerov zvarového úkosu, opakujúsa druhá a dalšie húsenice v potrebnom počte, rovnakým postupom a rovnakými parametrami,každý cyklus samostatnej húsenice bez prerušenia, so začiatkom a koncom na rovnakom mieste, a opakuje sa tiež druhé až posledné opracovanie prevýšenia húseníc, potom sa oba dielyvzorky na oboch koncoch spoja zvarovým spojom tvaru "X", navaří sa posledná, kritická húse-nica, spájajúca koreňovú část oboch dielov vzorky, a po vychladení volné na vzduchu saposúdi výskyt prvých prasklin, pričom platí, že počet húseníc do výskytu prvej praskliny,včítane poslednej, kritickéj húsenice, znížený o jednu, je rovný počtu únosných a bezpečnýchopakovaní koreňových a nosných zvarov, alebo návarov, pričom skúšobná vzorka sa vždy ponavaření jednotlivých húseníc a před vyhladanfm porúch ponechá v klude minimálně 16 hodin.
2. 2. Spósob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že zníženie hodnoty vnášaného tepla mierou36 až 88 % sa dosiahne napr. změnou zváracej alebo naváracej rýchlosti, pričom hodnót 36 až 50 % množstva vneseného tepla sa použije na húsenicu uloženú na diel vzorky s tvaromzvarového úkosu 1/2 ”X", a hodnót 88 až 50 % množstva vneseného tepla sa použije na húsenicuuloženú na diel vzorky s planárnou, šikmou plochou zvarového úkosu, a jednotlivé zvarové(návarové) húsenice sa realizujú rovnakými svojimi zvolenými parametrami tak, aby súčetdielčích hodnót množstva vneseného tepla príbuznej dvojice húseníc dával hodnotu 100 %. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs