Спосіб локальної термомеханічної обробки зварних з`єднань труб

Спосіб локальної термомеханічної обробки зварних з'єднань труб, що включає нагрівання зварного з'єднання, деформування шва до товщини основного металу труби з наступним його термічним зміцненням, який відрізняється тим, що нагрівання зварного з'єднання здійснюють теплом зварювання, а наступне його термічне зміцнення проводять після підстужування деформованого шва й ізотермічної витримки в інтервалі температур Аr1-(30÷100°С) протягом часу, що запобігає розпаду переохолодженого аустеніту. (19) (21) u200711580 (22) 19.10.2007 (24) 25.03.2008 (46) 25.03.2008, Бюл.№ 6, 2008 рік (72) ШТИХНО АЛЛА ПЕТРІВН А, U A, АЛІМОВ ВАЛЕРІЙ ІВАН ОВИЧ, UA, АФАН АСЬЄВА МАРІЯ ВІКТОРІВН А, U A, АБРАМОВА ОЛЕНА АН АТОЛІВНА, U A (73) ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) 3 31010 додаткове нагрівання шва перед деформацією, зберегти отримане дрібніше деформоване зерно і за рахунок цього стабілізувати в'язкі властивості зварного з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі локальної термомеханічної обробки зварних з'єднань труб, що включає нагрівання зварного з'єднання, деформування шва до товщини основного металу труби з наступним його термічним зміцненням, згідно корисної моделі нагрівання зварного з'єднання здійснюють теплом зварювання, а наступне його термічне зміцнення проводять після підстужування деформованого шва й ізотермічної витримки в інтервалі температур Аr 1-(30÷100°С) протягом часу, що запобігає розпад переохолодженого аустеніту. Дякуючи новим ознакам досягається: - утилізація тепла зварювання, скасування додаткового нагрівання; - прискорене охолоджування при термічному зміцненні до температури ізотермічної витримки і після неї зберігає дрібне зерно, одержане деформацією; - ізотермічна витримка вирівнює температуру, що зменшує рівень напруг; ізотермічна витримка з переохолодженням вище температури (Аr 1-30°С) приводить до збільшення зерна; ізотермічна витримка з переохолодженням нижче температури (Ar1-100°С) приводить до утворення несприятливих змішаних стр уктур переважно верхнього бейніту; - стабілізуються значення ударної в'язкості. Спосіб локальної термомеханічної обробки зварних з'єднань труб здійснюють таким чином. Відрізки труб або мірні труби зварюють встик електродуговим способом. Потім зварний шов деформують, до товщини основного металу тр уби підстужують до температури [Аr1-(30÷100°С)], здійснюють ізотермічну витримку протягом часу, запобігаючи розпад переохолодженого аустеніту, і прискорено охолоджують. Приклад. Зразки труб з товщиною стінки 4мм та хімічним складом згідно таблиці 1 зварювали встик, потім безпосередньо піддавали дробній деформації (ЛТО) на пароповітряному молоті типу М-200 з вагою падаючих частин 2000Н з відносною ступінню обтиску e=57, 67, 75, 52% для заготівок зі сталей Ст.2сп, 10, Ст.3сп, 20 відповідно. Далі здійснювали ізотермічну витримку при температурі 650-670°С (Аr1=710°С); після цього охолодження здійснювали на повітрі. Після проведення режиму ЛТО заготовки піддавали рентгенівській дефектоскопії для виявлення наявності або відсутності дефектів. Далі проводили механічні випробування всіх зразків на розрив і ударну в'язкість, а також вимірювали номер зерна (таблиці 2 і 3). За результатами випробувань міцністних і в'язких властивостей видно, що у середньому для зварних з'єднань труб з низьколегованих сталей після ЛТО в'язкі властивості (розтягнення, звуження) за пропонованим способом покращуються у 1,15 рази, ударна в'язкість зростає у 1,3 рази, а міцністні характеристики 4 залишаються приблизно на тому ж рівні, що й у найближчому аналогу. Це свідчить про підвищення комплексу їх властивостей. Після обробки ЛТО спостерігається рівномірність розподілу мікротвердості по всьому перетину зразків. Її розбіг склав у середньому 170Н/мм 2 у порівнянні 450Н/мм 2 у стані до обробки, що свідчить про стабілізацію комплексу міцністних властивостей. Мікроструктурні дослідження показали, що структура по всьому перетину зразків стала більш однорідною, а зерна рівновісними, тобто була досягнута рівномірність структури з основним металом. Номер зерна по перетину складав 9-10 у порівнянні з найближчим аналогом (4-11). Позитивні зміни у структурі, стабілізація в'язких властивостей, значне підвищення міцністних характеристик і корозійної стійкості приводять до покращення якості труб, зменшення ризику утворення тріщин, поводок, жолоблень труб і, як наслідок, підвищення терміну їх експлуатації. Умов не позначення Марка сталі Осн.Ме А Частина зразка Ст.2сп Осн.Ме Ст.10 Осн.Ме B Ст.3сп Осн.Ме Г Ст.20 0,10 0,50 0,10 0 0,17 0,39 0,17 0 УОHI13/55 Е46 Шов 0,10 0,50 0,10 0 0,15 0,40 0,12 0 УОHI 13/55 Е42 Шов 0,09 0,45 0,12 0 0,13 0,45 0,17 0 УОHI 13/55 Е42 Шов Хімічний склад о С Мn Si 0,11 0,40 0,02 0 УОHI 13/55 Е40 Шов Б Електрод 0,10 0,70 0,36 0 Умов не позначення зразка Марка сталі основ ного металу Стан в ипробування А Ст.2сп Після ЛТО Б Ст.10 Після ЛТО В Ст.3сп Після ЛТО Г Ст.20 Після ЛТО Найближчий аналог Ст.20 Без ЛТО Умов не позначення зразка Марка сталі Стан основ ного в ипробування металу sB , Н/м 367 - 3 373 398 - 4 401 406 - 4 412 439 - 4 442 442 - 4 446 Номер зерна Зона Зона Зо стов бчастих сплав лення перег кристалів 5 А Б В Г Найближчий аналог 31010 6 Ст.2сп Ст.10 Ст.3сп Ст.20 Після ЛТО Після ЛТО Після ЛТО Після ЛТО 10 9 9 10 10 9 9 9-10 9-10 9-10 9 9 9-10 9-10 9 9 9 9 8-9 9-10 max 9-10 9-10 8-9 9-10 Ст.20 Без ЛТО 5-6 8-9 9-10 10-11 9-10 5-11