RU2074897C1 - Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов из перлитных сталей и их сварных стыков - Google Patents
Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов из перлитных сталей и их сварных стыков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2074897C1 RU2074897C1 RU94014729A RU94014729A RU2074897C1 RU 2074897 C1 RU2074897 C1 RU 2074897C1 RU 94014729 A RU94014729 A RU 94014729A RU 94014729 A RU94014729 A RU 94014729A RU 2074897 C1 RU2074897 C1 RU 2074897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling
- heating
- steam
- welded
- carried out
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области термической обработки металлов, в частности, оно может быть использовано для восстановления структуры и служебных свойств полых деталей паропроводов и их сварных стыков вместе с околошовными зонами, преимущественно из низкоуглеводистых и низколегированных перлитных сталей. Технический результат изобретения - повышение ресурса полых деталей паропроводов и их сварных стыков при одновременном удешевлении обработки. Способ осуществляют следующим образом: до начала обработки на паропровод монтируют временные опоры и подвески циклически нагревают. Температуру нагрева в циклах варьируют, причем во всех циклах, кроме последнего, осуществляют нагрев до 1000-1100oС, в последнем цикле - до 880-1050oС, а в ходе нагрева и охлаждения осуществляют регулировку напряжений в деталях паропровода и их сварных соединениях посредством изменения нагрузки на временные опоры и подвески путем изменения их длины, с возможностью проведения обработки без демонтажа паропровода, охлаждения в цикле продувкой паропровода сжатым газом или воздухом, осуществления в последнем цикле в ходе охлаждения выдержки при температуре, равной температуре отпуска, с длительностью, равной длительности отпуска, и выполнения отпуска после охлаждения в последнем цикле. 6 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к области термической обработки металлов, в частности оно может быть использовано для восстановления структуры и служебных свойств полых деталей паропроводов и их сварных стыков вместе с околошовными зонами, преимущественно из низкоуглеродистых сталей и низколегированных перлитных сталей. Обработке подлежат детали и стыки, в металле которых после длительной эксплуатации и/или вследствие неудовлетворительной термической обработки при монтаже или на заводе-изготовителе появились структура или микродефекты, снижающие уровень служебных свойств.
Известно, что в процессе длительной эксплуатации структура полых кованых, литых, штампосварных и штампованных деталей паропроводов, паропроводных труб и сварных стыков из низкоуглеродистых и низколегированных перлитных сталей изменяется. В частности, в низкоуглеродистых и молибденовых сталях углерод из карбидной формы переходит в графитную, из-за чего ухудшаются механические свойства стали, а в Cr-Vo и Cr-Mo-V сталях феррито-перлитная или феррито-бейнитная структура превращается в феррито-карбидную, что приводит к ухудшению и механических и жаропрочных свойств. В этих сталях феррито-карбидная структура может присутствовать и до начала эксплуатации из-за некачественной термической обработки при монтаже или на заводе-изготовителе. Кроме того, в процессе длительной эксплуатации может накапливаться микроповрежденность в виде пор, что также ухудшает жаропрочные характеристики.
Наиболее известным и распространенным способом борьбы с этими изменениями свойств является замена деталей или переварка сварных стыков. Недостаток этого способа заключается в его высокой стоимости.
Известен также способ по а.с. СССР 109539, относящийся только к паропроводным трубам и заключающийся в их нагреве до температуры 950-1000oС, причем нагрев осуществляется перемещающимся индуктором промышленной частоты. Недостаток этого способа заключается в том, что он нерационален для труб диаметром более 133 мм и толщиной стенки более 8 мм, поскольку для нагрева их до указанных температур требуются мощные и дорогостоящие установки. Кроме того, способ неприменим для труб и сварных стыков со средней и высокой микроповрежденностью (размер пор свыше 2 мкм) или с графитизацией 2 балла и более, поскольку в этом случае обработка становится очень длительной и, следовательно, дорогой.
Известен также способ восстановительной термической обработки паропроводных труб, описанный в книге В.И.Куманина и др. "Долговечность металла в условиях ползучести" (М. Металлургия, 1987), включающий в себя многократный нагрев токами высокой частоты до температуры аустенитизации и последующее охлаждение. Преимущество этого способа по сравнению с предыдущим заключается в возможности нагревать трубы большого диаметра и с большой толщиной стенки. Кроме того, этот способ дает возможность устранять любую микроповрежденность или графитизацию. Недостаток способа заключается в его дороговизне, поскольку требуется демонтаж восстанавливаемых труб; кроме того, способ не дает стабильности в устранении неблагоприятной феррито-карбидной структуры, поскольку не все образовавшиеся в процессе эксплуатации карбиды при этом растворяются. Возможно также получение пониженных механических свойств в результате недостаточно быстрого охлаждения после аустенитизации.
Имеется также способ по патенту РФ N 1834905, включающий в себя многократный нагрев токами высокой частоты до температуры аустенитизации и последующее охлаждение с регламентированной скоростью охлаждения в последнем цикле. Преимущество его по сравнению с предыдущим заключается в повышении среднего уровня свойств после восстановления, однако все прочие недостатки предыдущего способа сохраняются.
Для всех вышеперечисленных способов имеются также общие недостатки они не относятся к сварным стыкам и к околошовным зонам, а также к кованым, литым, штампованным и штампосварным полым деталям паропроводов.
Цель изобретения повышение ресурса полых деталей паропроводов и их сварных стыков при одновременном удешевлении обработки.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе восстановительной термической обработки, включающем циклический нагрев и охлаждение ниже точки перлитного превращения со скоростью охлаждения в последнем цикле не менее 100oС до 550-700oС, перед нагревом на паропровод монтируют временные опоры и подвески, нагрев осуществляют до 1000-1100oС, а в последнем цикле ведут до 880-1050oС, при этом в процессе обработки осуществляют регулировку напряжений в детали посредством изменения нагрузки на временные опоры и подвески путем изменения их длины с возможностью проведения выдержки при нагреве, осуществления обработки без демонтажа паропровода, охлаждения в каждом цикле продувкой паропровода сжатым газом или воздухом, ведения охлаждения в последнем цикле ступенчато с выдержкой при температуре отпуска или проведения отпуска после охлаждения в последнем цикле.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что перед нагревом на паропровод монтируют временные опоры и подвески, нагрев осуществляют до 1000-1100oС, а в последнем цикле ведут до 880-1050oС, при этом в процессе обработки осуществляют регулировку напряжений в детали посредством изменения нагрузки на временные опоры и подвески путем изменения их длины. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Дополнительные действия, заключающие в себе новизну, заявляются в пп. 2-7 формулы изобретения. Известные технические решения не обеспечивают полного устранения микроповрежденности и исправления микроструктуры, т.е. ресурс восстановленных деталей при этом низок; кроме того, они дороги. Все рассмотренные аналоги отличаются от заявляемого технического решения тем, что они относятся только к паропроводным трубам, а предметом заявляемого способа являются все полые детали паропроводов, т.е. катаные трубы, литые, кованые, штампованные и штампосварные трубы, колена, тройники и так далее, а также корпуса арматуры и/или их сварные стыки вместе с околошовными зонами. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия".
Пример реализации восстановительной термической обработки. Для двух труб рассматриваемого паропровода из стали 12Х1МФ, типоразмер ⌀ 325 х 38 мм, наработка около 150 000 ч при температуре 560oС, микроструктура труб браковочная, 7 балла по шкале ТУ 14-3-460-75, в структуре сварных стыков и околошовных зон имелись следы перегрева. В металле труб имелась микроповрежденность в виде пор; количество в поле зрения 1-2, минимальное расстояние между порами 100 мкм. В металле стыков и околошовных зон микроповрежденности не было. В результате прочностные механические свойства металла находились на нижнем допустимом уровне, а жаропрочные свойства были примерно на 30% ниже среднемарочных.
Эти детали были подвергнуты трем циклам восстановительной термической обработки с нагревом в первом цикле до 1090oС, в втором цикле до 1070oС, в третьем до 1010oС. При этом паропровод не демонтировался. До начала обработки на трубы монтировались временные подвески в виде хомутов. В процессе нагрева и охлаждения длина центральных тяг подвесок регулировалась вращением центральных гаек. Для создания защитной атмосферы при обработке первой трубы в паропровод закачивался азот. Для этой трубы после достижения требуемой температуры в последнем цикле электропитание индуктора отключалось, а водяное охлаждение нет, благодаря чему скорость охлаждения составила примерно 150oС/ч. Для второй трубы защитная атмосфера не создавалась, а требуемая скорость охлаждения создавалась продувкой паропровода сжатым воздухом. Скорости охлаждения составили соответственно 150 и 300oС/ч. Для первой трубы ускоренное охлаждение проводилось до достижения 550oС, для второй до достижения 700oС. Для второй трубы после охлаждения в последнем цикле осуществляли отпуск при температуре 720oС с выдержкой 1 ч, что соответствует технологии завода-изготовителя паропроводных труб. Исследование микроструктуры после восстановления показало, что первая труба имеет феррито-перлитную структуру, близкую к рекомендованной структуре 5 балла, а вторая к рекомендованной структуре 3 балла. В отличие от структур, характерных для исходного состояния, перлит был более плотным. Известно, что это улучшает как прочностные, так и жаропрочные характеристики стаи 12Х1МФ. Следы перегрева в структуре сварных стыков и околошовных зон были устранены. Микроповрежденность также была устранена. Механические прочностные свойства возросли примерно на 20% а жаропрочность повысилась до уровня, превышающего среднемарочный примерно на 10% Трещиностойкость сварных соединений возросла в 2-5 раз, а их твердость, хотя и снизилась со 156 и 170 НВ до 143 и 151 НВ соответственно, не вышла за пределы, определяемые нормативно-технической документацией (не менее 140 НВ).
Claims (7)
1. Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов из перлитных сталей и их сварных стыков, включающий циклический нагрев и охлаждение ниже точки перлитного превращения со скоростью охлаждения в последнем цикле не менее 100 град./ч до 550-700oС, отличающийся тем, что перед нагревом на паропровод монтируют временные опоры и подвески, нагрев осуществляют до 1000-1100oС, а в последнем цикле нагрев ведут до 680-1050oС, при этом в процессе обработки осуществляют регулировку напряжений в детали посредством изменения нагрузки на временные опоры и подвески путем изменения их длины.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нагреве проводят выдержки.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нагрев и охлаждение ведут в защитной атмосфере.
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что обработку ведут по месту монтажа паропровода.
5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что охлаждение в каждом цикле осуществляют продувкой паропровода сжатым газом или воздухом.
6. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что в последнем цикле охлаждение ведут ступенчато с выдержкой при температуре отпуска.
7. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что после охлаждения в последнем цикле проводят отпуск.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94014729A RU2074897C1 (ru) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов из перлитных сталей и их сварных стыков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94014729A RU2074897C1 (ru) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов из перлитных сталей и их сварных стыков |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94014729A RU94014729A (ru) | 1996-02-27 |
RU2074897C1 true RU2074897C1 (ru) | 1997-03-10 |
Family
ID=20155032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94014729A RU2074897C1 (ru) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов из перлитных сталей и их сварных стыков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2074897C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110899903A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-24 | 首钢水城钢铁(集团)赛德建设有限公司 | 转炉耳轴切向键与顶架焊接方法 |
-
1994
- 1994-04-20 RU RU94014729A patent/RU2074897C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 109539, кл. С 21 D 9/08, 1956. 2. Авторское свидетельство N 1834905, кл. С 21 D 9/08, 1993. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110899903A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-24 | 首钢水城钢铁(集团)赛德建设有限公司 | 转炉耳轴切向键与顶架焊接方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5252131B2 (ja) | 鋼管の焼入方法 | |
CN108754084B (zh) | 提高马氏体耐热钢大口径厚壁管径向组织均匀性方法 | |
CN108728611B (zh) | 一种马氏体耐热钢大口径厚壁管晶粒细化方法 | |
US6344098B1 (en) | High strength steam turbine rotor and methods of fabricating the rotor without increased stress corrosion cracking | |
CN103589839A (zh) | 一种高碳高铬不锈钢的热处理工艺 | |
RU2074897C1 (ru) | Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов из перлитных сталей и их сварных стыков | |
JP4994928B2 (ja) | 耐折損性に優れたレールの製造方法 | |
JPS60238418A (ja) | 湿潤炭酸ガス環境用サツカ−ロツドの製造法 | |
JP2001131688A (ja) | 熱処理改善のための空気焼入れ低ないし中炭素鋼 | |
RU2299252C1 (ru) | Способ термической обработки сварных соединений из низкоуглеродистых ферритоперлитных сталей | |
RU1834905C (ru) | Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов и их сварных стыков | |
RU2364485C2 (ru) | Способ восстановления технологических трубопроводов из аустенитных сталей | |
JPS61295319A (ja) | 湿潤炭酸ガス油井用サツカ−ロツドの製造法 | |
CN108570542A (zh) | 高强油井管用钢的制造方法 | |
RU94014729A (ru) | Способ восстановительной термической обработки полых деталей паропроводов и их сварных стыков | |
CN110144441B (zh) | 0Cr13Ni5Mo不锈钢的热处理方法 | |
JP3873306B2 (ja) | 中・高炭素含有鋼管の焼割れを防止する焼入れ方法 | |
RU2129166C1 (ru) | Способ термической обработки конструкций | |
CN109913746A (zh) | 一种低成本小口径马氏体不锈钢油井管及其制造方法 | |
JP6859886B2 (ja) | 管端蓋及びそれを用いた鋼管の製造方法 | |
SU1315487A1 (ru) | Способ термоциклической обработки среднеуглеродистых и низколегированных сталей | |
JPS6256530A (ja) | 大径溶接鋼管用鋼板の製造方法 | |
JP2001214220A (ja) | カムシャフトの高周波加熱装置及び該装置を用いた熱処理方法 | |
JP2023061553A (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼素材の製造方法 | |
JP2008095133A (ja) | 強度劣化部の強度回復方法および該強度回復方法に用いられる高周波誘導加熱装置 |