RU1786146C

RU1786146C - Method of thermal treatment of weld joint

Info

Publication number: RU1786146C
Application number: SU904816843A
Authority: RU
Inventors: Лев Алексеевич Бабин; Михаил Георгиевич Каравайченко; Рустем Маратович Галимов; Юрий Юрьевич Смирнов
Original assignee: Уфимский Нефтяной Институт
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Использование: изобретение относитс к термической обработке сварных соединений и может быть использовано дл снижени остаточных напр жений после сварки в полевых услови х. Сущность: локальный отпуск сварного соединени провод т в среде теплоносител - диэлектрического теплоизол ционного материала (возможно - применение местного грунта) путем нагрева теплоносител СВЧ-энергией, что позволит обеспечить равномерный нагрев и остывание сварного соединени и позволит упростить технологию отпуска, не надо примен ть различные технические решени дл обеспечени теплоизол ции сварного соединени . 1 ил. :.Usage: the invention relates to the heat treatment of welded joints and can be used to reduce residual stresses after welding in the field. Essence: local tempering of the welded joint is carried out in the medium of a heat carrier - dielectric insulating material (possibly using local soil) by heating the heat carrier with microwave energy, which will ensure uniform heating and cooling of the welded joint and will simplify the tempering technology, no need to use various technical solutions for insulating the welded joint. 1 ill. :.

Description

Изобретение относитс к термической обработке сварных соединений и может быть использовано дл снижени остаточных напр жений после сварки в полевых услови х..The invention relates to the heat treatment of welded joints and can be used to reduce residual stresses after welding in the field.

Известен способ термической обработки сварных соединений, который осуществл ют с использованием-газопламенного нагрева. Однако при этом способе обеспечиваетс низкое качество отпуска, происходит окисление поверхности сварного соединени , невозможно автоматизировать процесс, трудно обеспечить необходимую скорость охлаждени .A known method of heat treatment of welded joints, which is carried out using gas-flame heating. However, in this method, a low tempering quality is ensured, the surface of the welded joint is oxidized, it is impossible to automate the process, it is difficult to provide the necessary cooling rate.

Известен способ термической обработки сварных соединений индукционным нагревом . Недостатками данного способа вл ютс громоздкость электрооборудовани , большой расход электроэнергии, трудность обеспечени необходимой скорости охлаждени сварного соединени без специальной аппаратуры.A known method of heat treatment of welded joints by induction heating. The disadvantages of this method are the bulkiness of electrical equipment, high power consumption, the difficulty of providing the necessary cooling rate of the welded joint without special equipment.

Наиболее близким к предлагаемому (прототипом) вл етс способ термической обработки, реализованный в устройстве дл термообработки сварных стыков труб, в котором сварное соединение нагреваетс tr зоне витков нагревател электрическим током , индуцированным в теле трубы переменным магнитным полем (индукционный нагрев). С целью увеличени срока службы нагреватель размещают в изол ционных керамических блоках и накрывают двум сло ми асбестового полотна, что как-то способствует удержанию тепла у сварного соединени .Closest to the proposed (prototype) is a heat treatment method implemented in a device for heat treatment of welded pipe joints, in which the welded joint is heated in the tr zone of the turns of the heater by electric current induced in the pipe body by an alternating magnetic field (induction heating). In order to increase the service life, the heater is placed in insulating ceramic blocks and covered with two layers of asbestos cloth, which somehow helps to retain heat at the welded joint.

Однако эффективность описанного устройства очень невысока, поскольку керамические блоки здесь предназначены дл дополнительной теплоизол ции сварного соединени . Эти блоки могут нагреватьс только от контакта с нагретым металлом трубы и незначительно от Джоулева тепла, выдел емого проводами сопротивлени .However, the efficiency of the described device is very low, since the ceramic blocks here are intended for additional thermal insulation of the welded joint. These blocks can only be heated by contact with the heated metal of the pipe and slightly by the Joule heat generated by the resistance wires.

V|V |

00 ON00 ON

Ј OsЈ Os

Целью изобретени вл етс повышение качества отпуска и упрощение технологии . :.The aim of the invention is to improve the quality of tempering and simplify the technology. :.

Поставленна цель достигаетс тем, что термическую обработку сварного соедине- ни ведут до температуры отпуска с помощью предварительного нагретого электромагнитным полем сверхвысокой частоты теплоизолирующего диэлектрического материала.The goal is achieved in that the heat treatment of the welded joint is carried out to tempering temperature using a heat-insulating dielectric material previously heated by an electromagnetic field of an ultrahigh frequency.

Отличием предложенного способа от прототипа вл етс то, что осуществл ют нагрев теплоизолирующего диэлектрического материала, расположённого на сварном соединении, а не самого сварного соединени , а нагрев ведут СВЧ-полем, что позвол ет признать за вл емое изобретение соответствующим критерию новизна.The difference between the proposed method and the prototype is that the heat-insulating dielectric material located on the welded joint is heated, and not the welded joint itself, and the heating is carried out by the microwave field, which makes it possible to recognize the invention as meeting the novelty criterion.

В предложенном изобретении возникает новое назначение, а следовательно, и новые свойства изолирующего диэлектрического материала (то же самое - изол ционные керамические блоки) служить теплоносителем дл тёрмообрабатываемо- го сварного соединени , что основано на свойстве диэлектрического материала хорошо поглощать СВЧ-электромагнитнре роле и быстро нагреватьс . Это все указывает на соответствие за вленного решени критерию существенные отличи ..In the proposed invention, a new purpose arises, and consequently, new properties of insulating dielectric material (the same as insulating ceramic blocks) to serve as a coolant for a heat-treating welded joint, which is based on the property of a dielectric material to absorb microwave electromagnet well and quickly heat up . All this indicates that the proposed solution meets the criterion of significant differences.

Способ по сн етс чертежом.The method is illustrated in the drawing.

Нагреваемые издели 1 в месте сварного соединени 2 помещают внутри теплоносител - теплоизолирующего диэлектрического материала 3, к которому по волноводу 4 пода- етс СВЧ-энерги .The heated products 1 in the place of the welded joint 2 are placed inside the heat carrier - heat insulating dielectric material 3, to which microwave energy is supplied through the waveguide 4.

Сварное соединение помещают внутри теплоизолирующего диэлектрического материала , один слой которого выбирают определенной толщины, завис щей от параметров СВЧ-излучёни . Затем этот слой подвергают нагреву СВЧ-излучением до температуры, необходимой дл отпуска сварного соединени . СВЧ-излучение отключают и происходит медленное остыва- ние сварного соединени в среде теплоизолирующего диэлектрического материала . При необходимости при слишком быстром дл отпуска остывании сварного шва можно снова быстро подогреть теплоизоли- рующий диэлектрический материал (теплоноситель ) СВЧ-излучением.A welded joint is placed inside a heat-insulating dielectric material, one layer of which is selected of a certain thickness, depending on the parameters of the microwave radiation. This layer is then heated by microwave radiation to the temperature necessary to temper the weld. The microwave radiation is turned off and the weld joint is slowly cooling in the medium of a heat-insulating dielectric material. If necessary, when the weld is cooled down too quickly for tempering, it is possible to quickly heat up the heat-insulating dielectric material (heat carrier) again with microwave radiation.

П р им е р. Дл сравнени механических свойств сварных соединений после отпускаFor example To compare the mechanical properties of welded joints after tempering

вырезали образцы из сварного стыка, выполненного дуговой сваркой. Были проведены механические испытани по ГОСТ 6996-66 образцов со сварным швом с термообработкой СВЧ-энергией и в муфельной печи и без термообработки, а также из основного металла Х70. Испытывали по 10 образцов . СВЧ-термообработку проводили следующим образом. Образцы заделывались во влажную глину, размером с кирпич, подсушивались естественным образом. Далее кирпичи с образцами помещались в кирпичную кладку на подставке и нагревались на установке КИЗ-2 до 500-520°С, после чего установка отключалась и кирпичи с образцами медленно остывали. Нагрев в муфельной печке моделировал термообработку металла дл отпуска. Нагрев проводилс до той же температуры. Результаты испытаний представлены в таблице..samples were cut from a welded joint made by arc welding. Mechanical tests were carried out in accordance with GOST 6996-66 of samples with a weld seam with heat treatment of microwave energy and in a muffle furnace and without heat treatment, as well as from base metal X70. 10 samples were tested. Microwave heat treatment was carried out as follows. Samples were embedded in wet clay, the size of a brick, and dried naturally. Next, the bricks with the samples were placed in brickwork on a stand and heated on the KIZ-2 installation to 500-520 ° C, after which the installation was turned off and the bricks with the samples slowly cooled. Heating in a muffle furnace simulated heat treatment of the metal for tempering. Heating was carried out to the same temperature. The test results are presented in the table ..

Из таблицы видно, что при отпуске в муфельной печи и с помощью СВЧ-энергии получаютс одинаковые результаты, что свидетельствует о возможности применени этого метода в полевых услови х с использованием СВЧ-энергии,The table shows that when tempering in a muffle furnace and using microwave energy, the same results are obtained, which indicates the possibility of applying this method in the field using microwave energy,

Использование предлагаемого способа термической обработки сварного соединени обеспечивает пб сравнению с известными способами следующие преимущества: возможность локального отпуска сварных сбединений различных конфигураций и размеров; возможность дистанционного управ- лени термической обработки и автоматизаци этого процесса; обеспечивать необходимые режимы и качество локального отпуска сварного соединени без дополнительных технологических приемов; возможность применени различных типов теплоизолирующих диэлектрических материалов в качестве среды теплоносител , включа местный минеральный грунт.Using the proposed method of heat treatment of a welded joint provides the following advantages compared to known methods: the possibility of local tempering of welded joints of various configurations and sizes; the possibility of remote control of heat treatment and automation of this process; provide the necessary conditions and quality of the local tempering of the welded joint without additional technological methods; the possibility of using various types of heat-insulating dielectric materials as a coolant medium, including local mineral soil.

Фор мул а и з о б ре т е н и Formula a

Способ термической обработки сварного соединени , включающий размещение теплоизолирующего диэлектрического материала на сварное соединение, нагрев и охлаждение, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени качества и упрощени технологии, нагрев сварного шва ведут до температуры отпуска с помощью предварительно нагретого электромагнитным полем сверхвысокой частоты теплоизолирующего диэлектрического материала.A method of heat treatment of a welded joint, including the placement of a heat-insulating dielectric material on the welded joint, heating and cooling, and so on, in order to improve the quality and simplify the technology, the weld is heated to tempering temperature with using heat-insulating dielectric material preheated by an electromagnetic field of an ultra-high frequency.

МеталлMetal

Предел прочности, МПаTensile strength, MPa

Относительное сужение. %Relative narrowing. %

ОсновнойMain

Со сварным швомWith weld

Со сварным швом, термообработанным в печке.With weld seam heat treated in the oven.

Со сварным швом,With a weld

термообработанным СВЧэнергиейheat treated microwave energy

14,014.0

99

1414

611611

1212