Термические условия при сварке

А. Термический аффект сварки в конструкциях сопровождается образованием остаточных напряжений и деформаций. Сварочные напряжения возникают вследствие структурных и фазовых превращений и термопластической усадки шва. Сопровождающие условия локальный нагрев и охлаждение в присутствии реакций связи, в частности, благодаря закреплениям свариваемых элементов. Вопросы о роли сварочных напряжений и деформаций, о мероприятиях по их снижению до сих пор остаются недостаточно исследованными. Сварочные напряжения не оказывают отрицательного действия на качество сварки конструкций в условиях эксплуатации при рациональном проектировании и надлежаще технологии изготовления, а также применения [c.205]

Применение указанного режима подогрева в условиях сварки не предупреждает образование мартенсита в целях приближения к исходной структуре стали до сварки последующая термическая обработка (отжиг или отпуск) является обязательной независимо от применяемых присадочных материалов. Использование более [c.351]

На основании этого при рассмотрении распределения температур на участке /-2—Ьу можно считать трубки I и II как бесконечно длинные, имеющие постоянные температуры Ь и /ц. Если положение и термические условия в установке остаются неизменными, кроме рабочего участка 2—то все остальное, а именно длины нерабочих участков, осевые потоки вдоль трубок, переток тепла в месте соединения труб / и // (место сварки) и другие не будут изменяться. [c.90]

Уменьшение внутренних растягивающих напряжений. При анализе причин возникновения КР отмечалось, что необходимым условием для развития процесса КР является действие растягивающих напряжений. По, своему происхождению эти напряжения могут быть различными внешними (активными), проявляющимися в результате приложенной нагрузки или давления и т. п. термическими (из-за наличия градиента температур в металле) или внутренними (остаточными), которые возникают в результате различных технологических операций при изготовлении деталей (термической обработки, сварки, деформаций и т. д.). Вследствие неизбежной неравномерности распределения напряжений различного рода по поверхности металла, в отдельных местах ее создаются наиболее опасные участки с высокими растягивающими напряжениями. Доказано, что даже в отсутствие активных внешних нагрузок на таких участках может быстро развиваться КР. [c.74]

Тем не менее в сталях невысокой прочности, несклонных к закалке при термических циклах сварки, для угловых швов, выполняемых сварочными материалами, обеспечивающими примерно тот же уровень прочности, что и у основного металла или ниже, не находящихся в хрупком состоянии вследствие пониженной температуры, прочность металла шва целесообразно характеризовать прочностью на срез вдоль шва Хфр. Для указанных условий прочность металла шва на срез сохраняется примерно постоянной при изменении катетов швов к и глубины провара, характеризуемого коэффициентом р. Умножая Тфр на расчетное наименьшее сечение шва рк, получаем значение прочности единицы длины шва [c.267]

По всей вероятности, толщина стенки сосуда имеет важное значение в том смысле, что при данных условиях испытания вязкость разрушения материала будет уменьшаться при увеличении толщины образца (плоская деформация). Таким, образом, для этого метода расчета требуются данные испытания образцов, изготовленных из металла листа, шва, зоны термического влияния сварки натурной толщины или достаточной для того, чтобы воспроизвести условия разрушения при плоской деформации. Этот расчет предусматривает возможность применения принципов линейной механики разрушения. [c.177]

Таким образом, на основе анализа статистических данных можно сделать заключение о том, что наиболее вероятными местами разрушения сосудов будут сварные швы и зоны термического влияния сварки. Расслоение листа и технологические трещины дают ту же вероятность повреждаемости сосудов, что и усталость, и коррозия материала. Свыше половины всех разрушений сосудов обусловлены отклонениями фактических условий работы от расчетных. [c.425]

Не вызывает сомнения, что при ремонте, очистке, модернизации или переделке существующих сосудов необходимо исключить условия, способствующие возникновению новых дефектов, или применение материалов, не соответствующих их назначению. К сожалению, иногда работы, выполненные в силу производственной необходимости, не удовлетворяют современным требованиям проведения ремонта сосудов класса I. Так, например, произошел взрыв трубопровода диаметром 760 мм, изготовленного из высокопрочной стали, который работал при давлении 65 кгс/см и температуре 13° С [19]. Взрыв произошел на длине около 20 м, через неделю после окончания ремонтных работ по устранению течи. Трещина возникла в зоне, смежной со швом приварки к трубопроводу ремонтной накладки диаметром 300 мм и толщиной 13 мм, и затем быстро распространилась в двух направлениях. Это разрушение можно объяснить образованием трещин в зоне термического влияния сварки в листовой стали, содержащей 0,3% С, вследствие недостаточного ее прогрева при сварке и применения электродов с рутиловым покрытием. [c.443]

Термическая обработка служит для снятия внутренних напряжений в сварных швах и изменения их кристаллической структуры, которая сильно влияет на химическую стойкость металла сварного шва. Вид и режим термической обработки сварных швов назначаются в каждом отдельном случае в зависимости от материала и условий сварки и рабочей среды в аппарате. [c.162]

ТЕРМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРИ СВАРКЕ [c.221]

Температурный цикл в значительной мере зависит от технологических условий сварки и толщины основного материала (формы изделия), а управление этим циклом в некоторых случаях ограничивается необходимостью получения оптимальных свойств наплавленного металла. Любое вмешательство в температурный цикл требует знания отдельных параметров, влияющих в процессе сварки на размеры зоны, подвергающейся термическому воздействию, а также [c.221]

Из записей термического цикла сварки стабилизированных титаном образцов стали типа 18 Сг-10 N1 установлено, что для появления склонности к ножевой коррозии достаточно пребывания металла при температуре выше 1200°С всего около 4 с (скорость охлаждения около 100°С/с). Отметим, что при этих же условиях нагрева и охлаждения металла околошовной зоны не наблюдалось сколько-нибудь заметного образования карбидов хрома в количествах, достаточных для развития локальной коррозии у нестабилизированных сталей. [c.122]

Если такая чувствительность не обнаружена при ускоренных испытаниях, тогда можно считать, что отрицательный эффект термического влияния сварки в соответствии с этими испытаниями не проявится в реальных условиях эксплуатации. В том случае, если сварные образцы оказались чувствительны к этой пробе, а при обычных испытаниях получен положительный результат, все равно остается опасность проявления в некоторых условиях отрицательного эффекта термического влияния сварки, для предотвращения которого необходимо или принимать соответствующие меры предосторожности, или заменять материалы на более стойкие. Учитывая, что влияние такого рода может проявляться не сразу, а во времени, необходимо вести строгий контроль таких образцов, чтобы вовремя обнаружить первые признаки межкристаллитной коррозии. При оценке высокочувствительных к межкристаллитной коррозии (МКК) образцов следует помнить, что такая коррозия является результатом низкого качества сварки. Нельзя делать вы- [c.540]

СВАРКА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СТЫКОВ ТРУБОПРОВОДОВ В МОНТАЖНЫХ УСЛОВИЯХ [c.353]

Следует помнить, что хромоникелевые стали склонны к межкристаллитной коррозии, которая зависит от состава стали, условий термической обработки, режимов сварки, характера коррозионной среды и проявляется в температурном интервале 450— 50 С. Особенно опасно проявление межкристаллитной корро- [c.203]

При взаимодействии металла с сухими газами (воздухом, газообразными продуктами горения топлива и др.) при высоких температурах происходит газовая химическая коррозия. Этот вид коррозии возможен и при низких температурах, если при этом на поверхности металла не конденсируется жидкость, проводящая электрический ток. Газовой коррозии подвергаются детали газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, арматура печей подогрева нефти и другие изделия, работающие при повышенных температурах в среде сухих газов. При проведении многочисленных технологических процессов обработки металлов в условиях высоких температур (нагрев перед ковкой, прокаткой, штамповкой, при термической обработке - закалка, отжиг, сварка) на металлургических и трубопрокатных заводах также возможна газовая коррозия. При взаимодействии металла с кислородом воздуха или содержащимся в других газах происходит его окисление с образованием окисных продуктов коррозии. В отдельных случаях, например при воздействии на металл паров серы или ее соединений, на поверхности металла могут образоваться сернистые соединения. [c.17]

Склонность нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии зависит главным образом от состава стали, условий термической обработки, режимов сварки и характера коррозионной среды и проявляется при нагреве в температурном интервале 450—850° С. При этом большое значение имеет время выдержки в указанном интервале температур (рис. 41). [c.71]

Отрицательным свойством высокохромистых ферритных сталей является повышенная склонность к хладноломкости, которая усугубляется склонностью к росту зерна при воздействии термического цикла сварки и склонностью к межкристаллитной коррозии. Ответственными за это являются углерод и азот. Максимальное содержание углерода и азота должно быть на уровне 0,010—0,015 %. Такие сплавы, получившие название суиерферритов, могли бы широко использоваться для изготовления большой номенклатуры изделий, работающих в сильноагрессивных условиях. [c.69]

В первой части разработки технологического процесса содержатся подробные сведения о качестве и порядке изготовления аппарата в соответствии с техническими условиями класс аппарата, мйрки материалов по ГОСТ, способы заготовительных операций, условия сварки, требования к сварным швам, режимы термической обработки, методы межопераци-онного и окончательного контроля, условия испытания готового изделия. [c.131]

Тем не менее, при определенных ограничениях режимов сварки, возможно обеспечивать равнопрочность сварного соединения и основного металла, несмотря на наличие в них мягких прослоек. Основным способом повышения работоспособности таких сварных соединений являются уменьшение относительной толщины мягких прослоек путем регулирования термических циклов сварки (уменьшение погонной энергии и сопзпгствующее охлаждение наложение дополнительных швов в зоне термического влияния при малых погонных энергиях сварка на медных подкладках и др.). Заметим, что иногда механическая неоднородность может создаваться преднамеренно, например, с целью повышения технологической прочности предлагается производить мягкими или композиционными швами. При использовании этого технологического приема необходимо учитывать характер нагружения и температурные условия. При ударных нагрузках и отрицательных температурах возникает опасность хрупкого разрушения мягких прослоек и, в особенности, тонких. В мягких прослойках при нагружении реализуется объемное напряженное состояние, жесткость которого зависит от их толщины. Чем тоньше прослойка, тем более вероятно ее хрупкое разрушение. [c.278]

Один из основных путей получения минимальной массы — это использование материалов с высокой удельной прочностью. Следует подчеркнуть, что существует общая закономерность, состоящая в том, что чем выше удельная прочность металла, тем сложнее обеспечить условия сварки и термической обработки, позволяющие полностью использовагь преимущества высокой удельной прочности. [c.12]

Линейная механика разрушения. Наиболее эффективно проблема хрупкого разрушения решается с помощью линейшй механики разрушения. Анализ напряженного состояния в зоне острой трещины упругого материала в сочетании с критическим коэффициентом интенсивности напряжений при плоской деформации (/С/с) позволяет найти условия, при которых трещина будет быстро распространяться [54]. Определив вязкость разрушен1йя, устанавливав допустимые величины дефекта и остроту надреза, которые при заданном напряжении не будут распространяться. При этом для каждой части конструкции необходимо исполь ю-вать соответствующую ей вязкость разрушения, так как метал" . листа, шва и зоны термического влияния сварки имеет разную , вязкость при разрушении. Этот метод применяется при выборе высокопрочных материалов (а , = 150 кгс/мм ) дорогостоящих конструкций или когда разрушение конструкции приводит к катастрофическим последствиям. [c.162]

Рис. 5.10. Схематическая диаграмма влияния условий сварки на образование трещин и вязкость металла в зоне термического влияния сварки углеродистомарганцевых сталей (со скоростью охлаждения Уд при 300° С)

Термический цикл сварки, оказывая теплофизическое воздействие на металл, формирует его физико-механическое состояние, определяет неоднородность металла в зонах сварного соединения различие структуры, химического состава, напряженного состояния. Повышенная неоднородность сварных соединений при одновременном воздействии коррозионной среды, а также остаточных и эксплуатационных напряжений служит причиной зарождения очагов коррозионно-механического разрушения. Физико-механическое состояние определяет различие в коррозионном и электрохимическом поведении зон сварного соединения, которое может быть оценено значениями электродных потенциалов локально в каждой зоне. Проведенные исследования позволили установить, что в большинстве случаев шов является более отрицательным (менее благородным), чем основной металл, а это значит, что в трубопроводе в образовавшемся коррозионном гальваническом элементе шов — основной металл именно шов будет подвергаться анодному растворению. Так происходит, например, у сварных соединений, выполненных электродами с фтористокальциевым покрытием. Однако, как показали эксперименты, при некоторых условиях возможно изменение значения неоднородности, а также изменение полярности зон сварного соединения. [c.31]

Работоспособность сварных соединений определяется не только свойствами отдельных зон с различным физико-механическим состоянием, а также их размерами и соотношением механических характеристик. При сварке термоупрочненных сталей в зоне термического влияния возникают участки (мягкие прослойки) с пониженными прочностными характеристиками в сравнении с основным металлом. Тем не менее при определенных ограничениях режимов сварки возможно обеспечивать рав-нопрочность сварного соединения и основного металла, несмотря на наличие в них мягких прослоек. Основными способами повышения работоспособности таких сварных соединений являются уменьшение относительной толщины мягких прослоек путем регулирования термических циклов сварки (уменьшение погонной энергии и сопутствующее охлаждение наложение дополнительных швов в зоне термического влияния при малых погонных энергиях сварка на медных подкладках и др.). Заметим, что иногда механическая неоднородность может создаваться преднамеренно, например, с целью повышения технологической прочности предлагается производить мягкими или композиционными швами. При использовании этого технологического приема необходимо учитывать характер нагружения и температурные условия. При ударных нагрузках и отрицательных температурах возникает опасность хрупкого разрушения мягких прослоек и, в особенности, тонких. В мягких прослойках при нагружении реализуется объемное напряженное состояние, жесткость которого зависит от их толщины. Чем тоньше прослойка, тем более вероятно ее хрупкое разрушение. [c.7]

С целью изучения влияния температуры и концентрации щелочи и степени распространенности щелочного растрескивания стали на нефтезаводах было обследовано около 600 аппаратов из углеродистых и низколегированных (типа 16ГС и 09Г2С) сталей, эксплуатируемых в щелочных средах [38]. Растрескиванию подвергались различные виды аппаратуры колонны, хранилища, отстойники, сепараторы, теплообменники, ребойлеры, смесители и т. д., в технологической среде которых (по температурным условиям и давлению) может присутствовать вода. Последнее очень важно, так как современные представления связывают механизм всякого коррозионного растрескивания, в том числе и щелочного растрескивания стали, с электрохимическим воздействием среды на напряженный металл [39]. Давление в обследованных аппаратах не оказывало заметного влияния разрушения наблюдались в аппаратах с давлением от 1 до 25 атм и более. Срок службы этих аппаратов до возникновения трещин варьировался от 6 месяцев до 15 лет. В подавляющем большинстве случаев образование трещин отмечалось или в самом сварном шве или в околошовной зоне, претерпевшей термическое влияние сварки. Таким образом, растрескивание в значительной мере обусловлено внутренними напряжениями в металле, возникающими в результате сварки. [c.84]

При разработке методики лабораторных экспериментов по установлению эффектов наводороживания важнейшим требовани-СхМ является достаточно близкая имитация производственных условий, н которых находилось оборудование, подвергнувшееся водородному поражению. К этим условиям относятся не только рабочие срелы, температуры и давления, виды и величины внутренних напряжений в металле, но и условия изготовления (материал, деформация, термическая обработка, сварка и др.) аппарата. В частности при имитации наводороживания при коррозии недопустимо использование электролиза наложенным током (для ускорения испытаний) без предварительного экспериментального доказательства хорошей корреляции результатов обоих процессов. [c.25]

У довпетворительная сварка возможна при строго ограниченных условиях сварки и термической обработки [c.24]

Неудачной является лишь конструкция клапанов насоса НПН-10. Особенно плохо работают они на перекачивающих горячий крекинг-остаток (прн 405—415 " С) насосах установок термического крекинга. В седле такого клапана обычно через 700— 800 ч работы происходит излом по сварке ребер направляющего шпинделя. Примерно около 1200 —1400 ч составляет срок слулсбы в этих условиях п )у кины клапана. [c.217]

Специальные требования предъявляются к качеству материала в зависимости от условий работы сосуда (в частности, О " давления, температуры, агрессивности среды) к методам механической и термической обработки металла и особенно сиарки дефектоскопии, механическим и металлографическим исследованиям нормам оценки качества изготовления и спо-сс бам устранения дефектов, выявленных при испытаниях. Так, например, к сварке допускаются сварщики, прошедшие спе- [c.300]

При достаточно большой разности толщин стенок свариваемых труб и грубной решетки значительно лучшие условия достигаются методом сварки, показанным на рнс. 2.4. Соединительные патрубки можно получать ковкой (см. рис. 2.4, в) или приваривать к трубной решетке (см. рис. 2.4, г). Последние два способа требуют существенных затрат, но они обеспечивают наибольшую прочность соединения труба — коллектор. Такое соединение рекомендуется осуществлять в тех случаях, когда трубы подвергаются нагрузкам, вибрациям или термическим напряжениям, что может привести к возникновению концентрации напряжений в сварном шве. На рис. 2.5 представлен сильно увеличенный фотоснимок, иллюстрирующий концентрацию напряжений сварного [c.27]

При керамической сварке тепловую энергию получают при сгорании в струе кислорода металлических порошков, например, алюминия, кремния и др. Торкрет-массу, содержащую такой топливный компонент и огнеупорный материал, например, динасовый мертель, подают в среде кислорода на нагретую до 800—1000 С (не менее) кладку. Большое количество тепла, выделяющегося при сгорании металлов в кислороде, расходуется на расплавление огнеупорных компонентов торкрет-массы. Условие высокой температуры кладки обуславливается необходимостью инициирования и поддержания горения. Метод ремонта с помошью экзотермических торкрет-масс состоит в нанесении на горячую кладку печи водной суспензии или сухих порошков, включающих термическую смесь, то есть алюминий или кремний и оксиды металлов, например, железа, кобальта, никеля, марганца, огнеупорный порошок. Нагреваясь от кладки, алюминий (кремний) вступает в <симическую реакцию с твердыми оксидами. Выделяющаяся при этом тепловая энергия расходуется на расплавление материала и формирование на дефектах защитной огнеупорной наплавки. Способ не нуждается в использовании традиционных энергоносителей — топливного газа или кислорода, так как процесс теплогенерации происходит в твердой фазе. Есть способы, комбинирующие факельное торкретирование и экзотермические добавки. [c.203]

В этой связи к конструированию и изготовлению оборудования в условиях опасности коррозионного растрескивания предъявляются особые требования [291, 243]. Все они сводятся к тому, чтобы максимально снизить уровень номинальной и локальной напряженности материала, остаточные напряжения в сварных соединениях, концентрацию водорода в них и др. Это обеспечивается созданием плавных сопряжений различных конструктивных элементов, отверстий для выхода сероводорода в них, применением рациональной технологии сварки, термической обработки и др. Кроме того, регламентируются более жесткие требования к контролю качества, в частности, продольные и кольцевые сварные швы подлежат 100%-ному УЗД контролю до и после проведения термической обработки. РТМ 26-02-63-83 регламентирует также проведение коррозионно-механических испытаний круглых образцов в насыщенном растворе НгЗ (pH около 4) при напряжении 0,8 в течение 480ч. За критерий оценки качества стали принимается относительное удлинение, которое после та- [c.14]

Образцы с мягкими швами изготовлялись из термически упрочненной стали 17ГС. Режимы сварки электродами УОНИ 13-55 подбирались так, чтобы толщина разупроч-ненных участков была меньше критической (см. глава 4). Это условие обеспечивалось ограничением погонной [c.378]