SU1650734A1 - Способ термической обработки сварных соединений из аустенитно-перлитных биметаллов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термической обработке сварных соединений из аустенит- но-перлитных биметаллов и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства, в частности в т желом и энергетическом машиностроении, химической промышленности, и особенно в атомной энергетике дл  обработки сварных соединений трубопроводов и оборудовани  АЭС. Цель - повышение эксплуатационной надежности путем снижени  напр жений по всей толщине сварного соединени . Способ термообработки включает нагрев сварного соединени  до 620-660°С, выдержку и охлаждение до комнатной температуры в две стадии: сохран   перлитный металл при 620-600°С, охлаждают аустенитный металл до температуры, меньшей температуры 620-660°С в Оа/Оп раз, после чего осуществл ют одновременное охлаждение, причем скорость охлаждени  аустенитного металла меньше скорости охлаждени  перлитного металла в Оа/Оп раз, где Оа и Oh - соответственно температурные коэффициенты расширени  аустенитного и перлитного металлов. 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к термической обработке сварных соединений из аустенит- но-перлитных биметаллов и может быть ис- пользользовано в различных отрасл х народного хоз йства, в частности в т желом и энергетическом машиностроении, химической промышленности и особенно в атомной энергетике дл  обработки сварных соединений трубопроводов и оборудовани  АЭС.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной надежности сварных соединений путем снижени  напр жений по всей толщине сварного соединени .

Сущность способа заключаетс  в том, что после выдержки при температуре высокого отпуска охлаждают аустенитный металл сначала до нижнего предела опасного диапазона температур со скоростью 110- 130 град/ч и затем со штатной скоростью до температуры, меньшей температуры высокого отпуска перлитного металла в Ов/Оп раз, при сохранении перлитного металла при температуре высокого отпуска, что позвол ет создать по всей толщине биметалла до последующего одновременного охлаждени  перлитного и аустенитного металлов такое распределение температур, чтобы дл 

О

ел о

ч|

ы

любых слоев биметалла выполн лось равенство температурных деформаций:

-Ti + i ,(1)

«1,1 + 1 - температурные коэффициенты расширени  в i-м и (1+1)-й сло х;

Ti, Тн-1 - температуры слоев металла.

При этом температурные деформации аустенитного металла протекают достаточно свободно, так как прочность перлитного металла при температуре высокого отпуска понижена.

Осуществление одновременного охлаждени  до комнатной температуры аусте- нитного и перлитного металлов со скоростью охлаждени  первого, меньшей скорости охлаждени  второго в Ga/On раз, обеспечивает равенство температурных деформаций слоев по всей толщине биметалла;

ад ATi «ai + i ATi-f 1 ,(2)

где ATi.A Тн-1 - изменени  температуры слоев биметалла.

На чертеже приведена схема расположени  слоев биметалла, дл  которых выполн етс  условие равенства температурн ых деформаций. Применительно к сварным стыковым соединени м биметаллических труб - это поверхности концентрически расположенных относительно продольной оси цилиндров радиусом RI.I-Hj, причем

Явнутр Rj РенешнПример . Термическа  обработка кольцевых сварных соединений натурных образцов трубопроводов Ду 850 энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-1000. Образцы представл ют собой трубы из аустенитно- перлитного биметалла с наружным диаме- ром 990 мм, толщиной стенки 70 мм. Перлитный металл - сталь 10НГ2МФА толщиной 64 мм (снаружи трубы), аустенитный металл - сталь ЭИ-898 толщиной б мм (внутри трубы). Корневые слои разделки под сварку в перлитном металле выполн ют ар- гонодуговой сваркой проволокой Св - 08Г2С. Заполнение разделки е перлитном металле провод т электродами ПТ-30, а в аустенитном металле - электродами ЗИО-8.

Согласно изобретению провод т нагрев сварного соединени  до 550-570°С со скоростью 80-100 град/ч, и затем до температуры высокого отпуска перлитного металла 620 660°С со скоростью 110-130 град/ч. Выдерживают сварное соединение при 620-660°С в течение 7 ч дл  релаксации напр жений в стали 10ГН2МФА и затем провод т охлаждение (подстуживание) только аустенитного металла (сталь ЭИ-898) со скоростью 110-130 град/ч до 550-750°С

и далее со скоростью 40-50 град/ч до 407- 420°С, меньшей температуры высокого отпуска перлитного металла в Оа/Оп раз: (620 - 66) «а/Оп (620 - 660) х

ю . in -6

12 10 18 -10

-6

407 - 420 (°С).

( -Ю Ч/град); (Оп 12 10 61/град).

После этого провод т одновременное охлаждение до комнатной температуры аустенитного и перлитного металлов, причем первый охлаждают со скоростью 35- 55 град/ч в Оа/Оп раз меньшей, чем второй,

5 скорость охлаждени  которого составл ет 50-80 град/ч.

Термическую обработку осуществл ют с использованием известных устройств. Дл  нагрева примен ют индукционный на0 греватель, который располагают снаружи трубы. Охлаждение аустенитного металла осуществл ют при помощи вентил тора, установленного у одного из торцов трубы; регулирование скорости охлаждени 

5 провод т изменением расхода воздуха, Дл  контрол  параметров термообработки используют обычные контрольные приборы.

В таблице приведены экспериментальные данные, показывающие в сравне0 ним с известным способом снижение остаточных напр жений при проведении термической обработки согласно предлагаемому способу.

Проведение термической обработки по

5 предлагаемому способу позвол ет значительно снизить остаточные напр жени  в сравнении с известным. Напр жени  на внешней поверхности перлитного металла (сталь 10ГН2МФА) составл ют соответственно 10,8 и

0 12 кгс/мм2, в сло х, примыкающих к аустенит- ному металлу, 19 и 38 кгс/мм2, в аустенитном металле (сталь ЭИ-898) 18 и 36 кгс/мм2. При этом проведение нагрева и охлаждени  в диапазоне температур (550-570) - (620-660)°С со

5 скоростью 110-130 град/ч позвол ет предотвратить разрушени  в аустенитном металле. Снижение остаточных напр жений в сварных соединени х из аустенитно-пер- литных биметаллов, а также предотвраще0 ние разрушени  аустенитного металла повышают эксплуатационную надежность соединений, также практически исключаетс  коррозионное растрескивание на поверхности аустенитного металла.

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Способ термической обработки сварных соединений из аустенитно-перлитных биметаллов включающий нагрев до температуры высокого отпуска перлитного металла 620-660°С с разными скорост ми,

   выдержку и охлаждение с разными скорост ми до комнатной температуры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности путем снижени  напр жений по всей толщине сварного соединени , нагрев от 550-570°С ведут со скоростью 110-130 град/ч, а охлаждают сначала аустенитный металл со скоростью 110- 130 град/ч до 550-570°С и затем - до

   температуры, меньшей температуры высокого отпуска перлитного металла в Ов/Оп раз, после чего охлаждение ведут одновременно обоих металлов, причем аустенитный металл охлаждают со скоростью в Cfe/On раз меньшей , чем перлитный, где Ов и Оп соответственно , температурные коэффициенты расширени  аустенитного и перлитного металлов.

   Примечание. А- скорость нагрева и охлаждени  в диапазоне (550-570J-(620-660)UC7 В - соотношение между температурами охлаждени  аустенитного и перлитного металлов на стадии одновременного охлаждени  (температура подстуживани  аустенитного металла Та, С - соотношение между скорост ми охлаждени  аустенитного и перлитного металлов на стадии одновременного охлаждени .

   а

   iiftw

   -JL-J„«sJ l

   -го го

   4о го о -20 го о -го 20 о -го

   8,,кг/ нг

   8