Главная → Статьи

Влияние термической обработки на качество сварных соединений

Для устранения отрицательных свойств, приобретенных сварным соединением в процессе сварки, применяют термическую обработку. Проведение термической обработки зависит от условий работы сварного соединения, толщины и степени легирования свариваемого металла, типа конструкции и ряда других факторов, определяющих работоспособность сварных соединений. Термическая обработка— это одно из радикальных средств повышения работоспособности, а следовательно, эксплуатационной надежности технологических трубопроводов и оборудования. Как показывает практика, уровень остаточных сварочных напряжений может снизиться в результате термической обработки на 70—90%.

Термическая обработка сварных соединений является ответственной технологической операцией, поэтому своевременность ее проведения и соблюдение установленных для данного сварного соединения режимов термической обработки определяют эксплуатационную надежность всего изделия. Доказано, что в отдельных случаях неправильно выполненная термическая обработка была причиной разрушения сварных соединений в процессе эксплуатации.

Перед термической обработкой необходимо удалить шлак с поверхности сварного шва, устранить дефекты шва, снять внешнюю нагрузку на трубопровод в месте термической обработки (на расстоянии 1 —1,5 м от стыка устанавливают дополнительные опоры), концы трубопроводов закрыть временными заглушками, отделить нагреваемые участки технологических аппаратов теплоизоляционными перегородками. Сварное соединение подвергают термической обработке после заполнения всей разделки шва.

Процесс термической обработки включает нагрев сварного соединения до определенной температуры, выдержку при этой температуре от нескольких минут до нескольких часов и последующее охлаждение.

В условиях строительно-монтажной площадки применяют следующие виды термической обработки: высокий отпуск, нормализацию и аустенизацию.

Высокий отпуск. Сварное соединение нагревают до определенной температуры (например, из углеродистой и низколегированной стали до 600—750°С), выдерживают при этой температуре в течение одного или нескольких часов и медленно охлаждают. При этом снижается уровень остаточных сварочных напряжений и повышается пластичность металла сварного соединения.

Нормализация. Этот вид обработки способствует получению однородной мелкозернистой структуры металла и улучшению механических свойств металла сварного соединения, а также снижению уровня остаточных сварочных напряжений. При нормализации сварное соединение нагревают выше критической точки (например, для углеродистой и низколегированной стали до 900— 950 °С), выдерживают при этой температуре в течение нескольких минут и дают остыть на спокойном воздухе.

Аустенизация (закалка на аустенит). Аустенизация способствует получению структуры однородного аустени-та, улучшению свойств стали и снижению уровня остаточных сварочных напряжений. Она заключается в нагреве сварного соединения до 1075—1125 °С, выдержке около 1 ч и последующем охлаждении в масле или воде.

Влияние температуры и скорости нагрева на качество термической обработки. Для предотвращения появления значительных термических напряжений нагрев до 550 °С следует проводить с небольшой скоростью (ниже 50 °С/с); в интервале температур 550—1100 °С скорость нагрева должна быть высокой (более 200 °С/с), что предотвратит появление трещин в околошовной зоне.

Нельзя получить однородную аустенитную структуру металла, если термическую обработку выполняют при температуре, ниже предусмотренной технологическим процессом. Превышение заданных температур может вызвать рост зерна в металле шва и околошовной зоне, что повышает возможность образования трещин в металле.

Контроль температуры термической обработки.

Температуру термической обработки контролируют термокарандашами и термокрасками- Термокарандаши и термокраски резко меняют свой цвет при достижении определенной температуры. По принципу действия они делятся на химические и плавления. К химическим относятся вещества, изменяющие цвет при достижении определенной температуры в результате химического взаимодействия компонентов. На точность измерения температуры термокрасками, выпускаемыми Рижским лакокрасочным заводом, влияют время теплового воздействия, повышенное и пониженное давления. При тепловом воздействии в течение 2,5 мин температура определяется с погрешностью не более ±5…10°С. Температура, при которой краска или карандаш меняют свой цвет, называется критической. В табл. 18 приведены данные термокарандашей, выпускаемых Рижским лакокрасочным заводом.

У термоиндикаторов плавления в основе эффекта изменения цвета лежит плавление термочувствительного вещества. У них в отличие от индикаторов химического действия критическая температура не зависит от продолжительности теплового воздействия. Погрешность определения температуры составляет не более ±1…2°С. На критическую температуру термоиндикаторов плавления не влияют влага, морской туман, солнечная радиация, гамма-облучение, переменная температура, разрежение, высокая температура.

Термоиндикаторы плавления бывают двух основных видов — адсорбентные и лаки плавления. Адсорбентные индикаторы состоят из суспензии термочувствительного вещества с определенной точкой плавления и пигмента в связующем растворителе. Цвет изменяется после плавления термочувствительного вещества и адсорбции его Цветным пигментом. Лаки плавления — это материалы с определенной точкой плавления, суспензированные в инертном растворителе. Лак, нанесенный на изделие, мгновенно высыхает, образуя шероховатую поверхность. При нагревании до критической температуы поверхность становится глянцевой.

Термоиндикаторы плавления адсорбентного типа выпускает Рижский лакокрасочный завод. В номенклатуру входит около 30 марок индикаторов (ТП-36,…,ТП-254), предназначенных для применения в интервале температур 36—254 °С.

Ваш отзыв