RU2580582C2 - Способ разводороживания сварных швов магистральных газопроводов - Google Patents
Способ разводороживания сварных швов магистральных газопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580582C2 RU2580582C2 RU2014131418/02A RU2014131418A RU2580582C2 RU 2580582 C2 RU2580582 C2 RU 2580582C2 RU 2014131418/02 A RU2014131418/02 A RU 2014131418/02A RU 2014131418 A RU2014131418 A RU 2014131418A RU 2580582 C2 RU2580582 C2 RU 2580582C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- weld
- joint
- seam
- hydrogen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к анализу материалов радиационными методами и может быть использовано для разводороживания сварных швов магистральных газопроводов. При изготовлении сварного шва измеряют его температуру и при достижении в одной из точек шва температуры 200-240ºС над ней устанавливают выпускное устройство ускорителя электронов. Включают ускоритель и облучают шов электронами, одновременно контролируя температуру сварного шва. При снижении температуры шва до 60-80ºС перемещают ускоритель вдоль шва к другим его точкам радиально по поверхности свариваемых труб, повторяя процесс измерения температуры и облучения шва электронами. Изобретение позволяет разводороживать сварные швы магистральных газопроводов в процессе их изготовления за счет облучения электронами, что, в свою очередь, обеспечивает возможность устранения охрупчивания швов газопровода и увеличивает срок его службы. 3 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к анализу материалов радиационными методами и может быть использовано для разводороживания сварных швов магистральных газопроводов.
Водород, также как кислород и азот, растворяется в расплавляемом при сварке металле. Он попадает в металл из воздуха, содержащего пары воды, из влаги покрытия электродов; из ржавчины, находящейся на поверхности металла изделия, и электродов. Водород содержится также в электродных покрытиях и в самом металле. Количество водорода в металле шва и зоне термического влияния зависит от качества сварочных материалов и способа сварки. Так при автоматической сварке под флюсом содержание водорода может достигать 5 см3/100 г наплавленного металла, а при ручной дуговой сварке покрытыми электродами более 30 см3/100 г (М.Д. Банов, Ю.В. Казаков, М.Г. Козулин и др.; под ред. Ю.В. Казакова, Сварка и резка материалов: Учебное пособие. - Издание 2-е, стереотипное. - Издательский центр «Академия», 2002. - 400 с.). При большой концентрации водорода в сварных швах сталь стенки становится хрупкой, что приводит к потере устойчивости трубопроводов и их разрушению (В.Н. Поляков. Катастрофы трубопроводов большого диаметра. Роль полей водорода. Проблемы прочности. 1995, - №1. - С. 137-146).
Известен способ разводороживания стали путем нагрева (Походня И.К., Швачко В.И., Степанюк С.Н. Водородные ловушки в сварных швах. Водородная обработка металлов. Труды 3-й Международной конференции ВОМ-2001. Донецк. 2001. 42. С. 297-298). Недостаток способа состоит в том, что он требует применения стационарных нагревательных печей, используется в заводских и лабораторных условиях и неприменим в полевых условиях прокладки газопроводов.
Известен способ удаления водорода из поковки (металла) с использованием нагрева шва в интервале температур от 660 до 700°С с выдержкой при этой температуре в печи в течение часа и последующим охлаждением до температуры 240…260ºС. Охлаждение поковки производят со скоростью 5…20ºС/час. Это позволяет повысить производительность термических печей и сократить расход топлива на термообработку единицы продукции. (Патент РФ №2252268. Способ термической противофлокенной обработки поковок // Воробьев Н.И., Лившиц Д.А., Подкорытов А.Л. и др.). Недостаток способа - технологический процесс в печах, в стационарных условиях, что делает его неприменимым в условиях прокладки газопровода.
Известен способ разводороживания стали путем обработки вакуумом (М.Д. Банов, Ю.В. Казаков, М.Г. Козулин и др.; под ред. Ю.В. Казакова, Сварка и резка материалов: Учебное пособие. - Издание 2-е, стереотипное. - Издательский центр «Академия», 2002. - 400 с.). В лабораторных условиях это одно из самых эффективных и доступных решений для удаления водорода. Недостатком способа является его узкая направленность, т.к. требуется применение сложного дорогостоящего устройства - вакууматора.
Наиболее близким к предлагаемому решению по использованию и достигаемому результату является способ разводороживания труб магистральных газопроводов, использующих ионизирующее излучение (Способ и устройство разводороживания стенок магистральных газопроводов, RU 2402755, Лапшин Б.М., Мамонтов А.П.). В данном способе перемещают облучающее устройство (радиоактивный кобальт, закрепленный на тележке) по всей длине внутри трубопровода, непрерывно облучают ионизирующим излучением стенки трубопровода, возбуждают водородную атмосферу в стенках трубы, стимулируют выход водорода из стенок трубы и обеспечивают возможности разводороживания материала стенок магистральных газопроводов за счет облучения ионизирующим излучением.
Недостаток прототипа заключается в том, что излучатель находится внутри трубы, так что вышедший водород попадает как наружу, так и вовнутрь трубы. Водород, попавший внутрь трубы, вновь поглощается материалом стенок, что снижает эффективность способа.
Задача - удаление водорода и устранение охрупчивания сварных швов газопровода за счет облучения их пучком электронов.
Для решения поставленной задачи при изготовлении сварного шва непрерывно измеряют его температуру, при достижении 200-240ºС в одной из точек шва над ней устанавливают выпускное устройство ускорителя электронов и облучают сварной шов электронами. При облучении одновременно контролируют температуру сварного шва. При уменьшении температуры шва до 60-80ºС перемещают ускоритель электронов вдоль шва, повторяя процесс измерения температуры и облучения шва электронами.
На фиг. 1 приведена схема разводороживания сварного шва 1 стенок трубы, облучаемого электронным пучком ускорителя 4. Термопара 2 и датчик измерения температуры 3 служат для измерения температуры сварного шва 1.
На фиг. 2 показана зависимость количества вышедшего водорода из стали 12Х18Н10Т от температуры сварного шва: I - при его облучении пучком электронов током 20 мА, II - без облучения.
На фиг. 3 показана зависимость содержания водорода в стали 12Х18Н10Т от температуры сварного шва при его облучении пучком электронов (ток 20 мА).
В процессе сварки магистральных труб измеряют температуру сварного шва 1 на стыке свариваемых труб термопарой 2 с датчиком измерения температуры 3. При достижении температуры шва 200-240ºС на шов ставят выпускное устройство ускорителя электронов 4 с энергией 100 кэВ и током пучка 20 мА (фиг. 1). Включают ускоритель электронов 4 и облучают сварной шов 1, одновременно измеряя его температуру в течение времени, пока температура шва не уменьшится до 60-80ºС. Ускоритель электронов 4 передвигают, обеспечивая его радиальное перемещение над швом трубы.
Известно, что при охлаждении стали до 100-150º сокращается время выхода водорода из стали и степень разводороживания металла, т.к. диффузия при 100-150º идет с большей скоростью, чем при комнатной температуре 20-30º. Однако простой нагрев и охлаждение не приводят к полному разводороживанию шва трубопровода (см. фиг. 2). При этом надо учесть, что при температуре шва 900ºС образуются ловушки, в которые интенсивно натекает водород. Он попадает в металл из воздуха, содержащего пары воды, из влаги покрытия электродов, из ржавчины, находящейся на поверхности металла изделия и электродов. При высокой температуре влага превращается в пар и диссоциирует на водород и кислород. Водород содержится в электродных покрытиях и в самом металле при изготовлении на заводе. В результате наводороживания появляются трещины по всему шву газопровода. Облучение наводороженной трубопроводной стали приводит к существенному улучшению состояния поверхности в результате интенсивной диффузии и выхода водорода из металла. Облучение проводится при токах 20 мА и энергии 100 кэВ. При меньшем токе не достигается достаточной степени выхода водорода из стенок газопровода.
Нагрев с одновременным воздействием электронного пучка сопровождается сдвигом положения максимума, выходящего из стали потока водорода в низкотемпературную область, например, для стали марки 12Х18Н10Т такая температура равна 60-80ºС (фиг. 2, кривая 1). Высокая температура шва позволяет избегать применения дополнительных устройств для разогрева образца и сокращать время разводороживания сварного шва.
Разводороживание сварного шва осуществляют по следующему алгоритму: на сварной шов 1 по окончании процесса сварки листов стали устанавливают термопару 2 с датчиком измерения температуры 3 сварного шва 1 в процессе его остывания. При достижении в измеряемой точке сварного шва 1 температуры 200-240ºС в этом месте шва устанавливают выпускное устройство ускорителя электронов 4, включают его, облучают сварной шов 1 электронами. Одновременно контролируют температуру сварного шва 1. При уменьшении температуры сварного шва 1 до 60-70ºС перемещают термопару 2 датчиком измерения температуры 3 в другую точку, последовательно повторяя измерение температуры сварного шва 1 и облучение сварного шва ускорителем 4 вдоль сварного шва до тех пор, пока не будет пройден весь шов магистрального газопровода.
Конкретный пример разводороживания сварного шва
Для сварки двух листов стали марки 12Х18Н10Т используют электроды УОНИ 13/45, с диаметром стержня 4 мм. Эти электроды дают наименьший разброс содержания водорода в наплавленном металле от 5.25 до 5.74 см3/100 г. Наплавку производят электродом УОНИ 13/55, диаметр стержня 4 мм, Iсв=150 A, Uсв=24 В. Прокалку электрода осуществляют в соответствии с режимом, указанным на упаковке. После окончания сварки на сварной шов 1 помещают термопару 2 поверхностного измерителя температуры 3 Testo 905-Т2 и измеряют температуру шва термопарой 2 измерителя температуры 3 Testo 905-Т2. И при достижении температуры шва 220ºС, термопару перемещают вдоль шва в следующую точку, а на место, где находилась термопара, помещают облучатель ускорителя электронов 4 марки 6ЭЛВ-мини, позволяющий облучать материал электронами в атмосфере. Энергия пучка электронов составляет 100 кэВ, ток пучка равен 20 мА. Облучают сварной шов 1 электронным пучком ускорителя электронов 4 до тех пор, пока температура сварного шва не снизится до 60-80ºС. Затем перемещают ускоритель электронов 4 в следующую точку сварного шва 1. Процесс повторяют по всей длине сварного шва свариваемых труб.
В ходе проведения испытаний фиксируют содержание водорода в сварном шве газопровода методом термоЭДС по калибровочному графику зависимости содержания водорода в металле сварного шва от величины термоЭДС или расплавляя в камере прибора анализатора водорода LECO вырезанный образец сварного шва, фиг. 3.
Claims (1)
- Способ разводороживания сварных швов магистральных газопроводов, включающий обработку сварных швов трубопровода ионизирующим излучением для выхода водорода из шва трубы, отличающийся тем, что в процессе выполнения сварного шва непрерывно измеряют его температуру и при достижении в одной из точек шва температуры 200-240°С над ней устанавливают выпускное устройство ускорителя электронов и облучают сварной шов электронами, одновременно контролируют температуру шва, а при снижении температуры шва до 60-80°С перемещают ускоритель электронов вдоль сварного шва к другим его точкам с повторением процесса измерения температуры и облучения сварного шва.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131418/02A RU2580582C2 (ru) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Способ разводороживания сварных швов магистральных газопроводов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131418/02A RU2580582C2 (ru) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Способ разводороживания сварных швов магистральных газопроводов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014131418A RU2014131418A (ru) | 2016-02-20 |
RU2580582C2 true RU2580582C2 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=55313399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014131418/02A RU2580582C2 (ru) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Способ разводороживания сварных швов магистральных газопроводов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580582C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809151C1 (ru) * | 2022-11-29 | 2023-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Способ разводороживания стальных изделий |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4475963A (en) * | 1981-02-05 | 1984-10-09 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for postweld heat treatment |
RU2402755C2 (ru) * | 2008-11-28 | 2010-10-27 | Борис Михайлович Лапшин | Способ и устройство разводороживания стенок магистральных газопроводов |
US20100330388A1 (en) * | 2006-11-30 | 2010-12-30 | Takuya Hara | Welded steel pipe for high strength line pipe superior in low temperature toughness and method of production of the same |
RU2467830C1 (ru) * | 2011-09-05 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ производства заготовок из быстрозакристаллизованных алюминиевых сплавов |
-
2014
- 2014-07-29 RU RU2014131418/02A patent/RU2580582C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4475963A (en) * | 1981-02-05 | 1984-10-09 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for postweld heat treatment |
US20100330388A1 (en) * | 2006-11-30 | 2010-12-30 | Takuya Hara | Welded steel pipe for high strength line pipe superior in low temperature toughness and method of production of the same |
RU2402755C2 (ru) * | 2008-11-28 | 2010-10-27 | Борис Михайлович Лапшин | Способ и устройство разводороживания стенок магистральных газопроводов |
RU2467830C1 (ru) * | 2011-09-05 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ производства заготовок из быстрозакристаллизованных алюминиевых сплавов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809151C1 (ru) * | 2022-11-29 | 2023-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Способ разводороживания стальных изделий |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014131418A (ru) | 2016-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Adamiec | High temperature corrosion of power boiler components cladded with nickel alloys | |
JP2006263814A5 (ru) | ||
RU2580582C2 (ru) | Способ разводороживания сварных швов магистральных газопроводов | |
CN104131154B (zh) | 一种基于激光和脉冲磁的焊管焊接残余应力消除方法 | |
Ilyaschenko et al. | Investigating the influence of the power supply type upon the weld joints properties and health characteristics of the manual arc welding | |
RU2657676C1 (ru) | Способ разводороживания сварных швов толстостенных труб магистральных газопроводов | |
Kannengiesser et al. | Diffusible hydrogen content depending on welding and cooling parameters | |
CN107525908A (zh) | 热水器内胆用冷轧搪瓷钢抗鳞爆性能检测方法 | |
US10934603B2 (en) | Inline laser-based system and method for thermal treatment of continuous products | |
US20180010855A1 (en) | Inline Resistive Heating System and Method for Thermal Treatment of Continuous Conductive Products | |
Wang et al. | Hot Deformation Behaviors of S31042 Austenitic Heat-Resistant Steel | |
Zhu et al. | Online welding quality monitoring for large-size electrical contact high frequency induction brazing | |
Roy et al. | Study the influence of heat input on the shape factors and HAZ width during submerged arc welding | |
RU2604744C2 (ru) | Экспресс-способ выбора наплавочных материалов и режимов наплавки роликов установки непрерывной разливки стали | |
CN104198251A (zh) | 一种用于有机质样品低温快速灰化的试管组件 | |
US10588183B2 (en) | Inline plasma-based system and method for thermal treatment of continuous products | |
JP2010223948A (ja) | 金属体中の水素の局所分析方法 | |
JPS61270339A (ja) | 耐溝食性に優れた溶接管の製造方法 | |
CN105445334B (zh) | 一种热导分析仪的热导池修复方法 | |
Zhang et al. | Effect of welding method on weld defects of ADB610 steel | |
Tyurin et al. | Hydrogen Removal from Welded Joints by Electron Irradiation | |
Xu et al. | Corrosion behaviour study of heat-resistant steel under oxidation and reduction atmosphere | |
SU581637A1 (ru) | Способ обработки сварных соединений | |
JP2023081730A (ja) | 熱劣化再現装置および熱劣化再現試験方法 | |
JP6128523B2 (ja) | 水溶性セレンの化学発光分析方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170730 |