SU737482A1

SU737482A1 - Способ термической обработки сварного соединени

Info

Publication number: SU737482A1
Application number: SU772442067A
Authority: SU
Inventors: Израиль Аркадьевич Шульман; Аркадий Иванович Федосов; Лев Исаевич Островский
Original assignee: Научно-производственное объединение по технологии машиностроения
Priority date: 1977-01-12
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1980-05-30

Description

Изобретение относитс к области.зональной термической обработки и .касаетс способа термической обработки сварных соединений крупногабаритных сосудов с трубопроводами. Известен способ термической обработки сварного соединени , по которому дл снижени уровн остаточных напр жений в процессе выдержки и охлаждени поддерживают различную температуру в сварном соединении и в зоне концентрации напр жени за счет использовани раз ПЙЧНЩ адюмотермйЧ@дкщ и §ji§Qf§piyiRr. чеокщ дмеееЙ гер щйк ПРИ опредщшйщ fiMn SfypQR не §првдш енн@8 бкер@Tfel© , , Иепопьаоаание известного способе дл отпуска сварных швов соединени труб с полым сосудом приводит к тому, что возникающие терКлические напр жени в прилегающей к сварному соединению- зоне сосуда достигают значительной величины. Известен также способ локального отпуска сварных швов например цилиндрической оболочки, предусматривающий проведение локального Отпуска в зависимости от температурного пол в зоне нагрева, определ емого по функциональной зависимости от координат точек- в зоне сварного шва 2 , Осуществл отпуск сварного соединени трубопровода с крупногабаритным сосудом по данному способу по вл етс возможность получать более качественные результаты за счет создани определенного температурного пол в обрабатываемой SQHt. ОйНакд при &TOM происхбдит Одновремшййй шгр§э flQ BHQQKQS температурь врвпегаюшщ к еваршму ееедшенда учйот ков сосуда, в в поспеднем по сечению стенки вЬаникают значительные термические напр жени . Кроме того, остаточные напр жени в зоне сварного соединени также выше допустимых. Известный способ локального отпуска не исключает в сварном соединении и зоне сосуда шйвлени высоких остаточных

напр жений, следовательно, не предотвращает от опасности по влени трещин и Не гарантирует эксплуатационную стойкост иэдели в целом.

Целью изобретени вл етс снижение уровн термических напр жений в зоне их концентрации и сн ти напр жений в сварном соединении.

Дл достижени поставленной цели при термической обработке (отпуске) одновременно с нагревом и вьщержкой сварного соединени осуществл ют подстуживание прилегающей к нему зоны KOfaieHTpannH напр жений, а на стадии охлаждени сварного соединени с момента перехода металла последнего в упругое состо ние, т.е. при температуре начала существеннбго возрастани предела текучести, прекращают подстуживание зоны концентрации напр жений и осуществл ют нагрев этой зоны до температуры сварного соединени после чего провод т совместное охлаждение сварного соединени и зоны концентрации напр жений.

Такой способ термической обработки позвол ет неблагопри тное вли ние технологических временных напр жений свести до . минимума.

, Сущность предлагаемого способа свод тс к тому, что в ходе оп зации термической обработки (нагрев, выдержка) осуществл ют подстужив.ание прилегающего к зоне сварного шва участка концентраиии напр Кений сосуда,и процесс охлаждени зоны сварного соединени провод т с одновременным подогревом (начина с температуры существенного возрастани предела текучести дл этой стали) прилегающей зоны сосуда с противоположной стороны от поверхности охлаждени . Нагрев по сечению зоны несущего сосуда провод т со стороны патрубка до температуры , котора установилась в сварном соединении, после чего провод т одновременное совместное охлаждение всего уэла в соответствии с режимом отпуска.

На фиг„ 1 и 2 представлены схемы осуществлени способа.

Предложенный способ опробован на

.сосуде давлени (энергетическом реакторе ), к коротким патрубкам которого приваривались трубопроводы диаметром (внутренний) 850 мм (см. фиг, 1).

Зона сварного соединени нагревалась индукционным способом при помоши индуктора , намотанного на трубопровод и коническую поверхность патрубка. Зона

нагрева со швом закрывалась изнутри теплоизол ционными перегородками.

Охлаждение с внутренней стороны сосуда (зоЬа А) осуществл лось при помощи осевого вентил тора (участок показан стрелками).

При нагреве зоны сварного соединени () до температуры высокого отпуска 620-660 С происходит одновременный прогрев прилегающего участка сосуда (зона А) до высокой температуры. Вследствие температурного воздействи в стенке сосуда возникают высокие термические напр жени ,, которые не исключают опасности по влени очагов хрупкого разрушени .

Дл . ослаблени вредного вли ни температуры одновременно провод т подстуживание участка сосуда (зоны входного отверсти в патрубок) напрабленным потоком воздуха от специального вентил тора. Мощность потока и расход воздуха определ ютс из-расчета, чтобы в подстужи- ваемой зоне температура не поднималась выше 15О-250°С, т.е. температура должна быть ниже рабочей дл этой марки стали (300-35О°С).

Подстуживание зоны А проводитс в течение нагрева и вьщержки (при температуре отпуска) сварного соединени .

Отпуск сварного соединени илюстрируетс на фиг„ 2, где показано теlUiOBoe состо ние узла: график изменени температуры по времени в зоне сварного соединени (1 ) ив зоне сосуда на участке входа в патрубок ( 1 ). Как следует из графика подстуживание входа в патрубок со стороны сосуда прекращают на ста дии охлаждени зоны сварного соединени X в момент, когда в сварном соединении температура, снижа сь, достигает значени , при котором начинает существенно возрастать предел текучести (дл котельных сталей 400-550 С), т.е. с Момента начала перехода, металла в упругое состо ние. В этот же момент начинаегс нагревг зоны А со стороны патрубка так, чтобы температ фа на этом участке достигла значени температуры.в в зоне шва (Л ). После того как температуры в указанных зонах выравниваютс , осуществл етс одновременное совгместнре охлаждение в соответствии с режимом отпуска сварного соединени .

Проведённый замер остаточных напр жений показал, что при термической обработке по предложа1ному способу не возникают остаточные напр жени в стенке сосуда на участке входа в патрубок , и снижаетс на ЗО-40% уровень остаточных напр жений в зоне шва по сравнению с известными способами термической обработки, В процессе нагрева в результате возникновени реактивных сил по периметру отверсти сосуда образуютс соответствующие пиковые напр женна в этой зон.е, т.е. на участке перехода толстостенной оболочки в патрубок, на н&котором рассто нии в сторону от патру(ка . На стадии охлаждени зоны сварного соединени происходит разгрузка несущей оболочки по сечению отверсти . При этом технологические напр жени (термические ) уменьшаютс или исчезают с устранением вызвавшей их причины. Однако в результате неравномерных линейных или объемных изменений нарушаютс услови равновеси и от внешнего воздействи (при нагреве напр женное состо ние сохран етс после операции отпус в виде остаточных напр жений). Предлагаемый способ термической об- работки предусматривает как устранение причины, вызвавшей технологических напр жений в остаточные, перераспределение этих технологических напр жений . Это. происходит за счет того, что подстуживание участков, которое проводитс в процессе нагрева и вьздерж KHj прекращают на ст;адии остывани зоны Б шва (при температуре существенного возрастани предела текучести) и перюход т к нагреву участка А до темпе Scecyia

Т9плоизо/1 чианные

ntpeiepodfufut.f 7

Claims

Ш: 26 ратуры, установившейс ь зоне сварного шва, затем осуществл ют дальнейшее охлаждение узла в целом, Только при осуществлении такого рода термической обработки подобных сварных узлов обеспечиваетс минимальный уровень остаточных напр жений и в конечном итоге повышаетс несуща способ- ность издели в цепом. Формула изобретени Способ термической обработки сварного соединени , включающий его нагрев, вьщержку и охлаждение, отличающийс тем, что, с цепью снижени остаточных .напр жений, одновременно с нагревом и выдержкой сварного соединени осуществл ют подстуживание прилагающей к нему зоны концентрации напр ажений , а на стадии охлаж)5ени сварного соединени с момента перехода металла в упругое состо ние прекращают подстуживание зоны концентрации напр жений и начинают нагрев этой зоны до температуры сварного соединени , после чего провод т .совместное охлаждение сварного соединени и зоны концентрации напр жений. . Источники информаци.и, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии № 923014, кл. 72 А, 1963.
2.Авторс.кое свидетельство СССР № 346361, кл. С 21 О 1/39, 1972.