Термообработка сварных изделий, металлоконструкций и сварных швов

Д.А. Чичиндаев, А.С. Степанов. / 12.12.2019

Для чего нужна термообработка сварных стыков (швов, соединений, металлоконструкций, изделий и трубопроводов)? 

Давайте сперва определим понятие термообработки применимо к сварным изделиям и сварным швам.

Термообработка сварных изделий – это совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения зон сварки (околошовных зон (ОШВ), сварных швов (СВ)) для достижения требуемых параметров и физико-механических свойств сварных швов и, как следствие, сварных изделий.

Для чего проводится термообработка:

Термообработка, как правило, проводится для повышения эксплуатационных характеристик сварных изделий. Она снимает поверхностные и внутренние напряжения в металле, образовавшиеся после сварки. 

Показатели качественной термообработки в монтажных условиях:

Сварной шов после сварки имеет, более высокие показатели твердости нежели основной металл. После проведения качественной термообработки показатели твердости сварного шва снижаются до требуемых НТД РФ величин. В монтажных условиях дефектоскописты лаборатории Неразрушающего Контроля при помощи твердомеров производят проверку показателей твердости и контроль соблюдения требуемого НТД РФ диапазона твердости сварного шва.

Основные способы проведения термообработки сварных соединений:

Термообработка после сварки проводится как в заводских условиях, так и на монтаже. В монтажных условиях термообработка сварных стыков и соединений проводится в основном по программе отжига для снятия напряжений (низкотемпера­турный отжиг или высокий отпуск) двумя способами: радиационный (нагрев производится керамическими ковриками) и индукционный (нагрев производится индуктором, обмотанным вокруг изделия). Оба способа позволяют произвести с заданными параметрами контролируемый подъем температуры до требуемой, провести выдержку температуры и последующее контролируемое охлаждение. В заводских условиях возможно еще использовать печной способ термообработки и иные программы термообработки.

Диапазоны использования радиационного и индукционного методов

Согласно требованиям РТМ-1С, действующим в тепловой энергетике (при выполнении термообработки в других отраслях следует руководствоваться соответствующей Нормативной Документацией) для термообработки трубопроводов со стенками до 50 мм возможно использование как радиационного метода так и индукционного. Для стенок 50 мм и выше – рекомендовано использование индуктивного способа.

Компания ООО «ТЭК-Консалтинг» специализируется на проведении термообработки сварных стыков различного диаметра и толщин стенок.

Основные этапы взаимодействия ООО «ТЭК-Консалтинг» с Заказчиком по запросу на проведение операций предварительного подогрева и термообработки:

·      Выяснение технических требований Заказчика, заполнение опросного листа, который вы можете скачать по ссылке:
СКАЧАТЬ ОПРОСНЫЙ ЛИСТ на ПРОВЕДЕНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

·      Расчет и передача технико-коммерческого предложения в требуемые Заказчиком сроки

·      Оперативное согласование и подписание договора с Заказчиком

·      При необходимости и по требованию Заказчика – разработка технологии термообработки

·      Срочная доукомплектация необходимыми расходными материалами под конкретный проект

·      Выезд с оборудованием и аттестованным персоналом Исполнителя на площадку Заказчика

·      Исполнение Договора – проведение термообработки сварных стыков в сменном режиме 24/7

·      Проведение контроля показателей твердости твердомерами до термообработки и после, протоколирование показателей, ведение журналов термообработки, температура термообработки фиксируется аттестованными регистраторами автоматически с записью на диаграммную ленту

·      Подготовка сдаточной документации по требованиям Заказчика, передача Заказчику

 

ООО «ТЭК-Консалтинг» — строительно-монтажная компания с длительным опытом работ на рынке энергетики в России. Обладая собственным парком оборудования и аттестованными специалистами – операторами термистами, мы в кратчайшие сроки проведем термообработку сварных стыков различного объема и диаметра.

Термообработка сварных швов: технология и методы проведения

В процессе сооружения конструкций из металла выполняют различные процессы. Так, термообработка сварных швов проводится в процессе работы с металлами и их сплавами. Это позволяет изменить их свойства и структуру. Для термоооброботки сварных соединений используют определенный инструмент, в зависимости от выбранного метода. Зачищенный металл поддается обработке.

Основные способы обработки сварных швов

Зачистка сварных швов после сварки проводится тремя методами:

• Термическая обработка. С помощью этого метода устраняют остаточное напряжение в металле, которое возникает в результате проведения сварки. Термическая обработка сварного шва проводится по местной и общей технологии. В первом случае речь идет о нагреве с дальнейшим охлаждением только сварного соединения. Что же касается общей термообработки, то здесь выполняется прогрев непосредственно всей детали. Этот метод зачастую используют для небольших конструкций.
• Механическая обработка. Суть данного метода заключается в устранении с соединения и прилегающих участков остатков шлаков. Также в процессе обработки производится проверка стыка на прочность. Так, классическим вариантом является зачистка сварных швов с помощью определенных инструментов или постукивание шва. К проверке соединения относятся очень внимательно, так как от этого будет зависеть срок эксплуатации конструкции. Если в результате постукивания возникли трещины, то конструкция отбраковывается, так как прочность соединения нарушено. Что касается остатков шлака, если не выполнить его удаление, то в дальнейшем это приведет к возникновению коррозии участка. Для этого проводится шлифовка сварных швов.
• Химическая обработка. При таком методе выполняется нанесение на соединение защитного покрытия. Это позволяет предотвратить коррозию металла в процессе эксплуатации конструкции. Самым доступным вариантом является использование грунтовочного лакокрасочного вещества.

При выборе метода обработки сварных швов стоит учесть множество факторов. Прежде всего, это касается рациональности способа в том или ином случае. Большое значение имеет и цель использования конструкции. К некоторым изделиям и соединительным швам предъявляются повышенные требования по прочности и надежности.

Термообработка

Зачастую термообработку сварных стыков используют в процессе сооружения трубопроводных магистралей.

Для их создания применяют трубы, которые имеют большой внутренний диаметр и значительную толщину стенок. Это обеспечит прочность и надежность системы в процессе эксплуатации. Но, это создает новую проблему – тяжело провести качественное стыкование труб, которые имеют такие геометрические характеристики.

В процессе сварки происходит нагрев небольшого участка изделия. В результате это приводит к возникновению ряда физических процессов, которые неблагоприятно сказываются на эксплуатации конструкции.

Сама же термообработка сварных соединений проводится в несколько этапов:

• Пдготовка изделий к сварке. От того, насколько качественно будет выполнена эта работа, зависит прочность соединения.
• Термообработка места соединения изделий при сваривании.
• Обработка швов после сварки.

Термическая обработка нужна для того, чтобы улучшить сварные свойства металлических конструкций. Но, прежде всего, изделия и швы поддают отжигу и высокому отпуску.

Зачем нужна?

Сварка производится под воздействием электрической дуги, а также присадочного материала с электрода. При этом температура составляет 1500-5000⁰С. В результате такого нагрева на толстом металле возникают различные негативные явления, которые стоит рассмотреть более тщательно:

• В месте соединения сварного и присадочного материала возникает большой перегрев. В результате повышается кристаллизация металла, который имеет крупную структуру. Это значительно понижает его пластичность. Также в процессе нагрева происходит выгорание марганца и кремния. Участок металлического изделия стает жестким и теряет свои первозданные технические характеристики.
• Вблизи шва находится зона закалки, она также испытывает нагрев. Конечно, на нее действует меньшая температура, чем в среде непосредственного соединения присадочного и основного материала. В результате этого в металле происходит закалывание определенных элементов. Участок теряет свою первоначальную пластичность и становится более твердым. Также изменяются показатели материала по ударной вязкости.
• Зона разупрочнения расположена на удаленном расстоянии от места непосредственной сварки металлических изделий. Она поддается воздействию умеренной температуры, которую излучает электронная дуга. Благодаря непродолжительности этого процесса материал сохраняет свою пластичность. Но, что касается прочности, то она несколько понижается.

В результате проведения сварки металла на металл действует остаточное напряжение, которое может привести к деформации. Это может вызвать некоторые сложности при монтаже объемных конструкций. Особенно это касается мест, где будут устанавливаться новые узлы.

Опасность остаточного напряжения заключается в том, что в дальнейшем оно может вызвать образование трещин. В особенности это касается места сварки. Это недопустимо, так как в дальнейшем это приведет к разрушению соединения.

Ситуация ухудшается, когда в процессе эксплуатации конструкции на место сварки действуют высокие температуры. Это приводит к снижению стойкости металла к коррозийным процессам и цикличной прочности. Это касается и способности металла противостоять хрупкости, которая возникает под действием низких температур.

Особенности проведения

Термическая обработка сварных соединений проводится под высокой температурой, значение которой составляет от 700 до 1000⁰С. Благодаря этому можно устранить последствия неравномерного нагрева, которое проводилось во время дуговой сварки. Особенно это касается металлических изделий, которые имеют значительную толщину. В результате обработки шву придают структуру, схожую с остальным материалом.

Термообработка сварных соединений проводится в три этапа:

1. Выполняется нагрев участка возле соединения. Для этого используется специальное оборудование, о котором мы поговорим позже.
2. Участок или все изделие выдерживается под определенной температурой на протяжении определенного времени.
3. На завершающем этапе выполняется планомерное охлаждение материала до нормальной температуры.

Благодаря такому процессу можно устранить остаточные явления после дуговой сварки, выровнять структуру металла, а также снять напряжение, которое часто является причиной его деформации. Процесс выполняется различными способами. Технология его проведения зависит от толщины и типа материала. Обработка проводится не всегда, но есть случаи, когда она просто необходима.

На видео: как происходит процесс термообработки.

Достоинства и недостатки

Обработка стыка термическим методом обладает определенными достоинствами и недостатками. Среди преимуществ можно выделить:

• В результате процесса сварные стыки приобретают новые свойства. В результате этого детали станут более пригодными для эксплуатации в определенных условиях. В особенности это касается защиты металла от коррозии.
• Обработка позволяет устранить некоторые негативные моменты, которые возникли в результате проведения сварных работ.
• Термическая обработка снимает остаточное напряжение, которое возникает в процессе сварки.

Конечно, чтобы достичь такого результата, необходимо правильно подойти к обработке. В особенности это касается соблюдения некоторых правил. Что же касается недостатков данного метода обработки, то среди них выделяют:

• Процесс должен выполнять опытный специалист. Это связано с тем, что обработка путем нагрева необратима. А это значит, что устранить допущенные ошибки при этом практически невозможно.
• Для проведения обработки может понадобиться специальное оборудование, для работы с которым нужны определенные навыки. Особенно когда проводится защита сварных швов трубопроводов.
• Процедура должна проводиться в точности с предъявляемыми требованиями.
• В каждом случае подбираются свои параметры обработки.

Если придерживаться определенных правил, то в процессе зачистки стыка не возникнет никаких проблем.

Что подвергают обработке?

Термообработка часто применяется при сооружении трубопроводов различного назначения. В первую очередь это касается труб, которые имеют диаметр более 10 см и толщину стенок 1 см и больше. Процесс выполняется с помощью индукционного нагрева током, частота которого составляет 50 Гц.

Термическая обработка труб довольно проста. Для этого применяют муфельные печи и специальные электронагревательные проволоки, которые имеют достаточную гибкость. Если же изделие имеет толщину не больше 2,5 см, то для обработки используют газопламенный нагрев. Здесь главное равномерно распределить температуру в области соединительного шва.

Термическая обработка проводится не только на кольцевых швах, но и на соединениях, которые имеют другую форму.

При обработке сварных швов стоит учесть толщину и особенности металла. Так, например, если трубопровод изготовляется из стальных труб, толщина стенок которых составляет 45 мм, то процесс необходимо провести сразу после сварки. При этом охлаждение материала не должно достигать 300⁰С. Это касается и изделия толщиной 25 мм.

Если нет возможности выполнить обработку, то шов защищают теплоизоляционным материалом. При первой же возможности выполняют зачистку. Процесс должен быть проведен в течение 3 суток со дня выполнения сварки.

Параметры проведения процесса

Особенности термообработки напрямую зависят от вида и толщины стали. Так, в случае с хромомолибденовой сталью и ее сплавами процесс проводится индукционным или радиационным методами.

Итак, в зависимости от толщины материала и используемого метода, процесс обработки займет следующее время:

Толщина металла, мм	Радиационный метод, мин	Индукционный метод, мин
20	40	25
20-25	70	40
25-30	100	40
30-35	120	60
35-45	140	70
45-60	150	90
60-80	160	110

Если проанализировать таблицу, то можно отметить, что обработка металла индукционным методом занимает меньше времени. Это объясняется особенностями проведения процесса.

Какое оборудование используется?

Термическую обработку сварных швов проводят с помощью различных средств. При выборе учитывается толщина металла и возможность использования того или иного оборудования в определенном месте. Сегодня существует три основных метода нагрева околошовного участка. Рассмотрим каждый из них.

Индукционное

На месте устанавливается специальный аппарат, который вырабатывает переменное напряжение высокой частоты. К нему подключается нагревательный элемент, в качестве которого используется гибкий провод. Его наматывают на сварочное соединение, которое предварительно окутывают теплоизоляционным асбестом. Эта технология используется для обработки горизонтальных и вертикальных швов.

Провод наматывается к изолятору вплотную. При этом между витками оставляется зазор толщиной 2,5 см. В результате, с обеих сторон шва покрывается по 25 см изделия. Когда витки будут установлены, согласно всем требованиям и нормам, аппарат включается. При этом учитывается время работы оборудования. Это напрямую зависит от толщины металла. В процессе работы аппарата через витки проходит напряжение, которое создает индукцию, а также нагрев металла.

Для выполнения обработки также широко используют специальные пояса, которые содержат определенное количество проводов. Это позволяет без особых усилий и быстро подготовить изделие к зачистке после сварки.

На видео: индукционный нагрев трубы.

Радиационное

Не меньшей популярностью пользуется радиационный способ обработки сварных швов. В качестве нагревательного элемента используются специальные нихромовые провода. Через них пропускается напряжение, что приводит к их нагреву. Здесь стоит отметить, что в процессе не берет участие индукция. Нагрев материала осуществляется с помощью раскаленной проволоки. Тэны укладываются на основу из теплоизоляционного материала.

Газопламенное

Данный метод является самым дешевым. Для термообработки сварных участков используется ацетиленовая смесь и кислород. Метод используют для обработки материалов, толщина которых составляет не более 10 см. На горелку, заполненную горючей смесью, устанавливается мундштук, который имеет крупные отверстия. Чтобы обеспечить равномерную подачу тепла к обрабатываемой поверхности, на сопло надевают асбестовую воронку. Это позволяет распределить пламя на ширину в 25 см.

При использовании данного способа стоит учесть некоторые особенности. Так, чтобы выполнить качественную термообработку околошовных участков, необходимо нагревать их одновременно. А это значит, что в процессе берут участие сразу две горелки.

Виды термической обработки

Термическое воздействие на соединение сваркой может выполняться несколькими способами. При этом учитывается цель данного процесса. Среди основных методов выделяют:

• Термический отдых. В данном случае материал подвергают нагреву до 300⁰С. Такая температура поддерживается на протяжении двух часов. В результате процесса происходит снижение водорода в сварочном шве, а также снимается остаточное напряжение. Данный метод зачастую используют к материалам, которые имеют толстые стенки, а также там, где нет возможности применить другие технологии.
• Высокий отпуск. При такой технологии изделие поддают нагреву при температуре до 700⁰С. Такая обработка длится около трех часов. Время действия тепла на материал напрямую зависит от его толщины. Этот метод позволяет снять остаточное напряжение практически на 90%. Если речь идет об обработке низколегированной стали, то в результате происходит разрушение закалочной структуры и карбиды становятся более крупными. Таким образом, можно достичь повышения пластичности и ударной вязкости. Зачастую эта технология применяется к перлитным сталям.
• Нормализация. Данный метод подразумевает одновременное нагревание материала и сварного шва до температуры в 800⁰С. При этом термическая обработка не должна превышать 40 минут. С помощью нормализации можно частично снять остаточное напряжение. Но, главным достоинством является то, что в результате обработки получается однородная и мелкозернистая структура. Это в свою очередь улучшает механические свойства шва и околошовных участков. Нормализация зачастую используется на материалах, которые имеют небольшую толщину.
• Аустенизация. Материал разогревается до температуры в 1100⁰С. Термическое воздействие продолжается на протяжении двух часов. После этого материал охлаждается на воздухе. Не рекомендуется выполнять принудительное охлаждение, так как это приведет к снижению прочности металла, а в результате к появлению трещин. Аустенизация используется на высоколегированных сталях. С ее помощью повышается пластичность материала, и снижается остаточное напряжение.
• Стабилизирующий отжиг. Метод используется для обработки материалов с наложенным швом. Он подвергается нагреву температурой в 970⁰С на протяжении трех часов. По истечению данного времени материал поддают естественному охлаждению на воздухе. С помощью стабилизирующего отжига можно предупредить возникновение межкристаллической коррозии. Зачастую технологию применяют на высоколегированных сталях. Это позволит защитить участки от коррозии.

Термическая обработка применяется на изделиях из различных металлов. С ее помощью повышают их срок эксплуатации. Чтобы правильно провести процесс, необходимо тщательно подойти к выбору рабочей температуры, способа нагрева, а также времени проведения термической обработки. С зачищенными изделиями нужно обходиться очень аккуратно, чтобы не повредить их.

Какой способ выбрать?

Выбор технологии проведения термической обработки сварных соединений напрямую зависит от физико-химических характеристик материала. Об этом свидетельствует марка стали. Особое значение специалисты рекомендуют обратить на выполнение технологических требований. В ином случае качество сварного шва значительно понижается, что в дальнейшем может привести к его полному разрушению.

При выполнении термообработки сварного соединения стоит учесть следующие параметры:

• ширина участка, который будет поддаваться обработке;
• равномерность теплового воздействия на материал, как по толщине, так и по ширине;
• длительность нагревания;
• особенности охлаждения материала после проведения термообработки.

Если учесть все эти особенности, то можно выбрать способ термообработки, который позволит повысить качество соединения. В особенности это касается его прочности.

Контроль температуры

Как уже было сказано, в процессе термообработки необходимо тщательно следить за температурой нагрева. Для достижения этой цели используют специальные средства, такие как термокарандаш и термокраска. При достижении определенной температуры они резко меняют свой цвет. В зависимости от принципа действия, такие терморегуляторы бывают химическими и плавильными.

При достижении определенной температуры, химические регуляторы температуры меняют свой цвет в результате реакции между компонентами. На точность измерения напрямую влияет время термического воздействия на материал, а также колебания давления.

Если нагрев осуществляется на протяжении 3 минут, то погрешность измерений составит не более 10⁰С. Стоит отметить, что изменение оттенка контролеров тепла возникает при критических температурах.

В карандашах и красках второго типа изменение оттенка возникает в результате плавление вещества, которое очень чувствительно к повышению температуры. В отличие от химических термоиндикаторов, эти средства меняются независимо от длительности теплового воздействия. Это позволяет более точно установить температуру нагрева. При этом погрешность составляет не более 2⁰С.

Термоиндикаторы плавления обладают многими достоинствами, среди которых стоит выделить инертность к переменной температуре, разрежению, солнечной радиации, морскому туману и другим негативным факторам окружающей среды, которые могут повлиять на точность измерений.

Термокарандаши и термокраски плавления делятся на два типа:

• Адсорбентные. Индикатор состоит из пигмента в связующем растворе и суспензии вещества, которое чувствительно к повышению температуры во время проведения нагрева материала. В результате теплового воздействия термочувствительное вещество плавится, после чего происходит его адсорбция цветовым пигментом.
• Лаки плавления. Они имеют определенную точку плавления. Вещество наносят непосредственно на обрабатываемую поверхность. Оно быстро высыхает, после чего образуется шероховатая поверхность. В результате достижения определенной температуры она станет глянцевой.

На сегодняшний день производством термоиндикаторов занимаются лакокрасочные заводы. Вместе с этим они предоставляют информацию о критических точках плавления того или иного вещества. Это позволяет значительно повысить качество термической обработки сварных швов.

Другие виды обработки

Зачистку швов осуществляют также механическим и химическим методами. Каждый из них имеет свои особенности проведения. Стоит отметить, что комбинирование этих методов позволяет значительно повысить качество обработки.

Механическая

Обработка проводится с помощью проволочной щетки. Но, такой инструмент используют в труднодоступных местах. В иных случаях для зачистки сварных швов специалисты рекомендуют использовать шлифовальное устройство или болгарку, оснащенную лепестковой насадкой или абразивным кругом.

С помощью механической зачистки можно устранить со сварного изделия заусеницы, окислы и другие новообразования, которые возникли в результате проведения сварочных работ.

Зачистка сварочных швов проводится с учетом некоторых нюансов:

• Особое внимание стоит уделить выбору шлифовального круга. Оптимальным вариантом станет изделие из цирконата алюминия. Особенность этого материала заключается в том, что он обладает высокой прочностью.
• Лепестки круга должны быть изготовлены на тканевой основе. Это связано с тем, что ткань, по сравнению с бумагой, обладает высокой прочностью. При этом стоит учесть, что такие изделия стоят сравнительно недешево.
• Для проведения работ могут понадобиться круги с разными абразивными зернами. Поэтому стоит одновременно приобрести несколько изделий.
• При проведении работ учитывается зернистость круга. Так, если нужно устранить большие окалины, то лучше использовать крупнозернистые насадки. Финишная очистка выполняется мелкозернистыми кругами.
• Зачистка сварных швов в труднодоступных местах осуществляется с помощью специальных инструментов. Борфрезы имеют различные размеры, что позволяет подобрать оптимальный вариант для того или иного участка. Они устанавливаются на шлифовальную машинку.

Химическая

Чтобы достичь максимального эффекта и защитить конструкцию от коррозии, специалисты рекомендуют сочетать механический и химический методы обработки. Для начала осуществляется очистка сварного шва машинкой или щеткой. После этого материал обрабатывают специальными коррозионно устойчивыми веществами, которые позволяют защитить его от негативных факторов окружающей среды.

Химическая обработка осуществляется методом травления и пассивации. Травление применяют до проведения механической шлифовки. Для выполнения процесса используется химический состав, который обеспечивает образование однородного покрытия, защищающее материал от коррозии. Помимо этого, эти вещества позволяют устранить последствия негативного влияния окружающей среды на материал. В особенности это касается мест, где есть скопления окислов хрома и никеля. Именно там чаще всего возникают коррозийные процессы.

Если деталь имеет небольшие размеры, то в процессе обработке она помещается в емкость, заполненную химическим составом. Время проведение в емкости определяется в соответствии с особенностями сварного изделия. В случае с большими изделиями используют местную обработку. Химический состав наносится непосредственно на обрабатываемый участок.

После травления приступают к пассивации сварного соединения. В процессе обработки на зачищенный участок металла наносится состав, который образует пленку. Такое защитное покрытие позволяет защитить изделие от коррозийных процессов.

В результате нанесения состава возникает химическая реакция, которая объясняется довольно просто. Оксиданты взаимодействуют со сталью, что приводит к освобождению свободного металла с поверхности. Это приводит к активации защитной пленки.

На завершающем этапе выполняется очистка сварных соединений от химических веществ. Для этого используется вода. При проведении процесса стоит соблюдать осторожность, так как в отходах после смывки содержатся токсичные вещества, тяжелые металлы и кислоты. Нейтрализовать кислоту можно с помощью щелочи. Оставшуюся жидкость фильтруют. Отработанная вода утилизируется в специально отведенных для этого местах. При этом учитываются законодательные акты по охране окружающей среды.

Обработка конструкций после сварки является весьма ответственным процессом. Работу должен проводить профессиональный мастер. Это обеспечит высокое качество конечного результата. При желании выполнить обработку сварных соединений можно своими руками. Для этого нужно следовать определенным правилам и советам специалистов.

Главное помнить о средствах безопасности. Это касается всех видов обработки. При термической зачистке опасность заключается в использовании высоких температур. С используемым оборудованием нужно обходиться очень осторожно. Это позволит предотвратить возникновение травм. При проведении работ стоит использовать средства индивидуальной защиты.

Зачистка сварных швов (3 видео)

Разные способы обработки (25 фото)

 

Услуги по термообработки сварных швов

Местная термообработка сварных соединений, наряду со сваркой, является одной из основных технологических процессов при монтаже и ремонте трубопроводов и сосудов давления в различных отраслях промышленности (газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, тепловой энергетике и прочее), положительно влияет на надежность сварных конструкций, повышает их работоспособность.

Три последовательных этапа процесса термообработки:  

— нагрев до определенной температуры с заданной скоростью;
— выдержка при этой температуре в течение определенного времени;
— охлаждение с заданной скоростью.

Режим термообработки сварных швов выбирается в зависимости от марки свариваемой стали. Его можно посмотреть в регламентирующих документах, таких как СТО, РД, РТМ, ОСТ в зависимости в какой области будет применяться свариваемое изделие.

В результате термической обработки снижается уровень сварочных напряжений, улучшается структура и свойства металла соединения, снижается содержание водорода.

В связи с применением новых марок сталей, увеличением диаметров и толщин стенок трубопроводов и сосудов давления , возрастает требование к качеству термической обработки. Неправильное выполнение- может стать причиной разрушения сварных соединений .

Опытные специалисты нашего предприятия, аттестованные операторы- термисты, предлагают вам свои услуги по термической обработке сварных соединений как на территории нашего предприятия, так и по месту нахождения вашего объекта. Все работы осуществляются на установках индукционного или резистивного нагрева собственного производства.

Для заказа услуги по термообработки сварных швов Вам необходимо предоставить следующую информацию:

— марка стали;
— диаметр трубы и толщина стенки;
— вид сварного шва;
— вид и режим процесса термообработки;
— количество стыков;
— предполагаемое место работы.

Обработка сварных швов после сварки: виды термообработки

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 867 Опубликовано 03.07.2018

Для того чтобы качество металла, формирующего сварной шов, соответствовало определенным требованиям по прочности, стойкости к коррозии применяют различные технологические процессы.

При этом обработка сварного шва может осуществляться как в процессе выполнения сварки, так и по ее завершению.

Виды обработки

В общем можно выделить несколько технологических приемов, по которым выполняется обработка сварных швов, при этом каждый из них преследует определенную цель:

• Термическая обработка позволяет снять остаточные напряжения в металле, возникающие при выполнении сварочных работ. Она является одним из основных методов, применяемых при работе с различными сталями и металлами (начиная от чугуна, заканчиваю нержавейкой и высоколегированными сталями).
  Специалисты выделяют два вида термической обработки сварного шва — местный (прогреву и охлаждению подвергается только сам шов) и общий (нагревается вся деталь).
• Механическая обработка сварных швов после сварки позволяет удалить оставшийся шлак и убедиться в качестве соединения. Всем приходилось видеть, как исполнитель обстукивает шов молотком или выполняет его зачистку. Оставшийся шлак может стать причиной возникновения коррозионных процессов.
• Нанесение различных защитных покрытий на сварочный шов так же помогает бороться с появлением коррозии. Простейшим способом является нанесение грунтующей краски, в качестве примера можно обратить внимание на металлоконструкции, на которых четко видно появление ржавчины в местах сварных соединений. Это говорит о том, что в этом случае не была выполнена качественная обработка шва после сварки.

Более подробно следует остановиться на термической обработке, позволяющей существенно повысить именно качество металла, формирующего сварочный шов.

Термическая обработка

Итак, вот что позволяет достичь термическая обработка сварных швов:

• Снижение остаточных напряжений, возникающих при выполнении сварочных работ.
• Улучшение структуры материала и самого шва, и околошовных зон.
• Улучшение физических и эксплуатационных свойств металла (устойчивость к коррозии, жаропрочность и многое другое).

При выполнении термической обработки выполняется нагрев сварного шва или всего изделия до определенной температуры и выдержка в таком состоянии определенный период времени. Охлаждение осуществляется тоже по определенной схеме. Чаще всего для нагрева применяется индукционное оборудование, но могут использоваться и другие технологические схемы, в том числе и комбинированные (муфельные печи, нагрев с применением газоплазменных установок, гибкие нагреватели сопротивления).

К основным видам термообработки сварных швов относят:

• Высокий отпуск — его принцип заключается в нагреве стали до 650-750 градусов (режим зависит от марки материала) и выдержке при такой температуре до 5 часов. Такая термообработка позволяет снять до 80% напряжений, повысить ударную вязкость, улучшить пластичность, снизить твердость металла.
• Для углеродистой, а также низколегированной стали применяется нормализация. Такая термообработка сварного шва заключается в нагреве до 950 градусов и выше, после чего осуществляется выдержка (нескольких минут) и охлаждении в условиях атмосферного воздуха. Данная процедура позволяет снизить размер зерна металла, формирующего сварной шов, снизить напряжения, повысить прочность соединения.
• Для выполнения закалки на аустенит (аустенизации) необходимо нагреть шов до температуры не менее 1075 градусов. В таком состоянии изделие выдерживается не менее часа, после чего осуществляется быстрое охлаждение. Данная технология применяется для аустенитовых сталей и позволяет увеличить пластичность сварного шва.
• Стабилизирующий отжиг отличается от аустенизации только температурой нагрева (970 градусов) и меньшим временем выдержки.

Выбор вида термической обработки сварного соединения должен основываться на химических и физических свойствах материала (марке стали).

При этом особое внимание необходимо уделять соблюдению температурного режима, любое отклонение от него может привести к ухудшению качества сварного шва.

Установки индукционного нагрева, ТВЧ установки, кузнечные и закалочные комплексы :: Термообработка сварных швов :: Заказ по телефону +7-499-6413840

Специалисты компании «Амбит» готовы провести на месте любой процесс термической обработки индукционными установками.

Термообработка сварного шва является довольно сложной процедурой, без которой получение ответственных соединений выполнить невозможно. Швы с дефектом часто приводят к значительным потерям.

Результатом неравномерного нагрева шва и околошовных зон при сварке часто становится неоднородность свойств на различных участках шва независимо от толщины сварочных элементов. Это влечет за собой снижение показателей прочности, устойчивости к коррозии, температурной переносимости. Остаточные напряжения могут стать причиной возникновения трещин и разрыва соединений.

Термическая обработка – это основной способ решить проблемы, появляющиеся в местах соединения, а также повысить надежность шва.

Местная термическая обработка сварных соединений используется для:

• Улучшения структуры металла шва и околошовных зон;
• Повышения и оптимизации механических и специальных свойств стали. В числе специальных: устойчивость к коррозии, жаропрочность;
• Уменьшения остаточного сварочного напряжения.
• Нормализация
• Стабилизирующий отжиг
• Нормализация с отпуском (полная или восстановительная термообработка)
• Высокий отпуск
• Термический отдых
• Предварительный подогрев
• Аустенизация.

Вы имеете индукционные установки, но вам не хватает обученного, профессионально подготовленного персонала? Специалисты из службы сервиса по термической обработке компании «Амбит» на вашей рабочей площадке и с использованием вашего оборудования проведут необходимую процедуру термообработки.

ТВЧ установки в ходе обработки деталей Блока Переключения Скважин («Аргоси Технолоджис»).

Групповая обработка стыков. Задействованная мощность от 1,5 до 15 кВт на разных стадиях процесса обработки.

Вид термической обработки — «Высокий отпуск».

Сепаратор перед термообработкой.

Термическая обработка сварных соединений — Справочник химика 21

    Термическую обработку сварных соединений проводят с целью изменения структуры металла или для снятия внутренних напряжений. Полная термическая обработка узлов трубопроводов вследствие их больших габаритных размеров затруднительна даже при индустриальном изготовлении и осуществляется редко. Наиболее часто применяют местную термическую обработку сварных соединений. [c.360]
    Дополнительная термическая обработка сварных соединений обязательна -в следующих случаях  [c.218]

    В табл. 10.20 приведены механические свойства сварных соединений труб, которые должны быть обеспечены при любом способе сварки, в табл. 10.21 — температурные условия выполнения сварки трубопроводов высокого давления и в табл. 10.22 — рекомендуемые режимы термической обработки сварных соединений трубопроводов, выполняемых различными способами сварки. [c.368]

    Трубы из углеродистых сталей с содержанием углерода менее 0,27% обладают хорошей свариваемостью и, кроме некоторых случаев (сварка толстостенных труб, сварка при низких температурах), не требуют специальной термической обработки сварных соединений. [c.283]

    При термической обработке сварных соединений должен обеспечиваться непрерывный контроль температуры стыка. Температуру контролируют термопарами в комплекте с потенциометрами, а также термощупами или термокарандашами. [c.70]

    Режимы термической обработки сварных соединений трубопроводов [c.37]

    К проведению работ по термической обработке сварных соединений допускаются термисты-операторы, прошедшие специальную подготовку, выдержавшие соответствующие испытания и имеющие удостоверение на право производства этих работ. [c.178]

    Термообработка. Термической обработке сварные соединения трубопроводов подвергают для снятия внутренних напряжений, возникающих при выполнении сварки, улучшения пластических свойств и структуры металла шва и околошовной зоны и преду- [c.249]

    ЖУРНАЛ ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИИ [c.170]

    Термическая обработка сварных соединений, облицовочный слой которых выполнен из стали ЭИ-496, производится с нагреванием до 650° С, выдержкой в течение 2 ч и охлаждением на воздухе. Сварные соединения, облицовочный слой которых выполнен из аустенитных сталей, обрабатывают при 900° С о выдержкой в течение 1 ч, затем медленно охлаждают до 650° С в течение 1 ч. Дальнейшее охлаждение на воздухе. [c.240]

    При местной термической обработке сварных соединений, осуществляемой при помощи т. в. ч., также получается различная структура по длине сварного шва с твердостью НВ 180—285. [c.56]

    Подлежащие термической обработке сварные соединения подвергают внешнему осмотру и измерениям для выявления наружных дефектов. [c.240]

    Через 3 месяца отмечено следующее металл подвергся общей коррозии на выпуклых и вогнутых поверхностях лопастей местами наблюдалось локальное изъязвление поверхности, сильная межкристаллитная коррозия обнаружена в зоне сварных швов со стороны поступления газа. В некоторых местах сварные швы разрушились насквозь. В корпусе турбины накапливался конденсат (насыщенный сернистым ангидридом), содержащий 13,9% серной кислоты. Испытания подтвердили необходимость проведения термической обработки сварных соединений. [c.146]

    Термообработка. Термической обработке сварные соединения трубопроводов подвергают для снятия внутренних напряжений, возникающих при выполнении сварки, улучшения пластических свойств и структуры металла шва и околошовной зоны и предупреждения образования трещин при эксплуатации трубопроводов. [c.267]

    Подогрев способствует перлитному превращению и является действенным средством исключения закалочных структур, Поэюму он служи в качесгве предварительной термической обработки сварных соединений (нагрев до сварки и в процессе ее). Меняя скороаь охлаждения, можно получить желаемую твердость в зоне термического влияния. [c.162]

    Присадка титана, молибдена нли азота к хромисты.м сталям повышает коррозионную стойкость этих сталей в ряде химических сред и освобождает от обязательной термической обработки сварных соединений. [c.142]

    Разрушение участка трубопровода (0168×12 мм) газа раз-газирования на Карачаганакском нефтегазоконденсатиом месторождении произошло в зоне приварки штуцера (060×14 мм). В момент, предшествовавший разрушению, трубопровод находился под давлением 3,5 МПа в отсутствие движения среды. Температура стенки трубы составляла минус 25-минус 27°С. Зарождение и докритический рост трещин происходили из-за наличия непровара на границе сплавления кольцевого шва штуцера и основного металла трубы. После достижения трещиной критической длины (40-42 мм) началось лавинообразное разрушение в обе стороны от штуцера, о чем свидетельствует наличие шевронного излома. Остановка трещин произошла на основном металле трубы в результате их многократного разветвления. Трещины в шве образовались из-за нарушения технологии подготовки изделий под сварку и возникновения остаточных сварочных напряжений. В соответствии с требованиями нормативной документации штуцер должен изготавливаться без отверстия и привариваться к трубе угловым швом с разделкой кромки. Сверление штуцера и трубы должно выполняться после его приварки с одновременным сверлением отверстия в трубе и удалением возможных непроваров в корне шва. Сварное соединение данного штуцера было выполнено с нарушением технологии изготовления и имело непровары и трещины глубиной до 3 мм. Наличие этих характерных дефектов сварных швов свидетельствовало о том, что контроль качества металла неразрушающими методами не проводился. Предусмотренная технологией местная термическая обработка сварного соединения патрубок-труба , проводимая путем нагрева металла пламенем газовой горелки, не привела к существенному снижению напряжений в сварном шве. Разрущение трубопровода газа разгазирования произошло по механизму сероводородного растрескивания в результате развития недопустимых дефектов (трещины, непровары, высокие остаточные напряжения) в сварном соединении штуцер-труба . [c.31]

    При термической обработке сварных соединений необходим непрерывный контроль температуры стыка. Температуру контролируют термопарами в комплекте с потенциометрами, а также термощупами или термокарандашами и через каждые 15 минут значения записывают в журнале термической обработки. [c.419]

    Необходимость выполнения термической обработки сварных соединений и ее режимы (скорость нагрева, температура при вьщержке, продолжительность выдержки, скорость охлаждения, охлаждающая среда и др.) должны бьпъ указаны в технических условиях, проектной или другой рабочей документации. [c.177]

    ЖУРНАЛ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИИ трубопровода  [c.168]

    При экономической нецелесообразности применения дорогостоящих высоколегированных сталей используют малоуглеродистые низколегированные стали с припуском на коррозию иногда до 6—10 мм с учетом скорости проникновения коррозии и расчетного срока эксплуатации оборудования. Однако во избежание сероводородного растрескивания эти стали должны применяться при ограниченной твердости металла — не выше HR 22. Это ограничение накладывается и на металл сварного соединения. Кроме того, все сварные соединения должны быть подвергнуты послесварочной обработке. Наиболее распространенный метод снятия остаточных сварочных напряжений — термическая обработка сварного соединения (высокий отпуск). При этом очень существенны скорости нагрева и охлаждения, которые обязательно регламентируются для каждой из марок сталей. Так, для малоуглеродистых сталей типа стали 20 режим термической обработки следующий нагрев до температуры 893—933 К выдержка после прогрева 1 ч скорость нагрева 523—573 К/ч охлаждение до 573 К совместно с печью. И только для стыков диаметром менее 114 мм, имеющих толщину стенки менее 6 мм, режим может быть упрощен увеличением скорости нагрева до 873 К/ч, сокра-щение.м времени выдержки до 0,5 ч и нерегулируемым охлаждением. [c.177]

    Допускается местная термическая обработка сварных соединений аппаратов, при проведении которой должны обеспечиваться равномерный нагрив и охлаждение по всей длине шва и прилегающих к нему зон основного металла. Ширина зоны нагрева определяется по РТМ 26-44. [c.419]

    Для термической обработки сварных соединений может применяться как общий печной нагрев, так и местный по кольцу любым методом, обеспечивающим одновременный и равномерный нагрев сварного шва и примыкающих к нему с обеих сторон участков основного металла по всему периметру. Минимальная ширина нагреваемых участков указьгеается в НТД. При отсутствии таких указаний ширина участка. [c.178]

    Ведется также разработка критериев оценки технологической трещиностойкости в поцессе термической обработки сварных соединений [125]. Поскольку возможность появления трещин как при сварке, так и при термической обработке сильно зависит от напряженного состояния детали, а значит, и от ее формы, а также от характера изменения температуры во времени, то в последний период были разработаны более универсальные методы и критерии оценки, получившие название конструкционно-технологической трещиностойкости (см. 5 настоящей главы). [c.433]

    Если для предварительного подогрева применяют устройства, используемые для местной термической обработки сварных соединений по окончании сварки, то температуру предварительного подогрева,а также режим термической обработки контролир5 К7т термопарами с самопишущими потенциометрами. В других случаях для контроля температуры предварительного подогрева можно использовать термопары с регистрирующими потенциометрами, термопары с гальванометрами, переносные контактные термопары и термокарандаши. [c.239]

    Рекомендуемые режимы термической обработки сварных соединений стальных трубопроводов, работающих при условном избыточном давлении от 10 до 100 Мн м (от 100 до 1000 кгс см ) и температуре от —50 до +510° С (по МРТУ 26т01-9—67) [c.372]

    Прп сварке труб из стали марки 1Х18П9Т (как правило) применяют проволоку Св-08Х19Н10Б диаметром 1—1,2 мм. Соединения, свариваемые этой проволокой, можно эксплуатировать как при нормальных, так и повышенных температурах в химически активной среде. Для эксплуатации при температуре выше 350° С в химически активной среде стыки должны подвергаться стабилизирующему отжигу при 850° С в течение 3 ч. Для работы в химически активных средах при невысокой температуре термическая обработка сварных соединений не требуется. [c.238]

    II (111)р и направление [1120] , 1[110]р. Возникает в процессе термической обработки (закалки, старения металлов) сплавов титана с переходными элементами, сплавов на основе циркония, гафния и сплавов урана с цирконием и ниобием, а иногда при эксплуатации этих сплавов в условиях повышенных т-р. Образуется в результате резкого охлаждения (когда происходит без-диффузионпое превращение) или изотермического распада (связанного с расслоением на участки различной концентрации легирующего элемента) метастабильной бета-фазы. Устойчива в критической области определенных электронных концентраций при т-ре ниже 400—500° С. В отличие от обычных мартенситных превращений, присущих сталям и сплавам на основе цветных металлов, образование О.-ф. не сопровождается появлением характерного рельефа на поверхности полированного образца. О.-ф. резко снижает пластичность сплавов, что часто исключает возможность их использования, значительно повышает прочность и упругие св-ва. Образование О.-ф. сопровождается отрицательным объемным эффектом. Кроме того, О.-ф. отличается положительным коэфф. электрического сопротивления. Выявляют ее в основном с помощью электронномикроскопического анализа, рентгеновского анализа, методом электросопротивления и дилатометрического анализа. Лит. Носова Г. И. Фазовые превращения в сплавах титана. М., 1968 Г р а -б и н В. Ф. Основы металловедения и термической обработки сварных соединений из титановых сплавов. К., 1975 М а к-квиллэн А. Д., Макквил-л э.н М. К. Титан. Пер. с англ. М., 1958. [c.115]

    Перерывы в процессе нагрева при термической обра-батке не допускаются. При вынужденных перерывах нагреватель и мат остаются на стыке. Время пребывания стыка при заданной температуре термической обработки следует суммировать. Параметры режима термической обработки сварных соединений записывают в специальном журнале. [c.127]

    При сдаче технологических трубопроводов на Ру до 10 МПа в эксплуатацию монтажная организация обязана представить следующую исполнительную технологическую документацию опись технической документации сертификаты на сварочные материалы заключения по проверке качества сварных Сю-единений трубопроводов физическими методами контроля и шротоколы механических иопытаний акты испытания трубапроводов на (прочность и плотность списки сварщи ков, участвовавших в сварке трубопроводов с указанием ном еров удостоверений и клейм журналы сварочных работ тольк1о для трубопроводов I и II категорий исполнительные схемы трубопроводов только для трубопроводов I, II и III категорий акты сдачи — приемки под монтаж зданий, сооружений, траншей и опорных конструкций акты проверки внутренней очистки трубопроводов журнал режимов термической обработки сварных соединений акты на предварительную растяжку (сжатие) компенсаторов акт на укладку патронов документы заводов — изготовителей на трубы, арматуру и сварочные материалы. [c.165]

    При изготовлении из высокопрочных сталей резервуаров для содержащих НгЗ нефтей и нефтепродуктов опасность представляют сварные соединения. В сварных швах сохраняются высокие напряжения, которые трудно устранить, так как термическая обработка резервуаров затруднительна. Экспозиция в газосепараторах [114, 37] показала в 2 раза больший процент разрушения напряженных образцов со сварными соединениями [114, 37]. Трещины образовывались в нагреваемых в процессе сварки околошовных зонах в них создавались участки повышенной твердости. Доля треснувших образцов увеличивалась с ростом твердости и предела текучести (см. рис. 18). Термическая обработка для устранения сварочных напряжений перед нагружением испытываемых образцов значительно уменьшала склонность к сероводородному растрескиванию. Эффективность термической обработки сварных соединений обусловлена достигаемым при этом снижением твердости околошовных участков и снятием напряжений. Высокую стойкость показали сварные образцы из стали А5ТМ А285 (0,17% С 0,52% Мп 0,018% Р 0,030% 5 0,06% 51) с наименьшим пределом текучести из всех исследованных сталей [37, 132, 137, 147]. [c.69]

    II становится хрупкой. Для восстановления этих свойств необходима последующая термическая обработка сварных соединений. Образованию карбидов хрома значительно препятствует введение в сталь титана или ниобия. Поэтому содержащие эти легирующие элементы стали типа 1Х18Н9Т и 1Х18Н11Б после сварки термообработке не подвергаются. Все сварные соединения труб из сталей типа 1Х18Н9 после сварки подвергаются термообработке (стабилизирующему обжигу) по следующему режиму нагрев до 850° и последующее охлаждение в воде. При нагревании металла до 850° образовавшиеся карбиды хрома распадаются, а быстрое охлаждение водой предотвращает их образование вновь. Необходимость термообработки стыков труб из сталей, не содержащих титан или ниобий, резко ограничивает их применение. [c.183]

---

Нормализация сварных соединений — Энциклопедия по машиностроению XXL

Термообработка сварных швов. Индукционный нагрев широко используется для термообработки (отпуска или нормализации) сварных соединений. Кольцевые сварные швы на трубах и аппаратах нагревают одновременным способом в кольцевых разъемных или неразъемных индукторах промышленной или средней частоты. Температуры зависят от марки стали и цели обработки и колеблются в пределах 600—1200 °С. Часто термообработку приходится проводить во время монтажа. При этом используются гибкие индукторы из специального кабеля с естественным или водяным охлаждением, которые накладываются на слой теплоизоляции. Выпускаются специальные стационарные и переносные установки для термообработки кольцевых швов, состоящие из источника питания, индукторов пли гибкого кабеля-индуктора, аппаратуры управления И конденсаторной батареи. Мощности установок составляют десятки, реже сотни киловатт.  [c.218]
Нормализация сварных соединений не приводит к изменению их предела усталости, изменяется только место разрушения. Это связано с тем, что нормализация повышает прочностные свойства металла, но в то же время снижает упрочнение сварного стыка, полученное при сварке вследствие значительной пластической деформации при высоких температурах.  [c.189]

Нормализация сварных соединений и зон термического влия ния осуществляется при температуре 850—900° С в зависимости от марки стали.  [c.28]

Высокий отпуск является основным видом термической обработки в монтажных условиях, он позволяет на 70—90 % снизить уровень остаточных сварочных напряжений. При высоком отпуске применяют медленную скорость охлаждения после окончания выдержки (300— 400°С/ч) до 300 °С, что достигается охлаждением сварных соединений под слоем теплоизоляции, после чего допускается охлаждение на воздухе. Основным отличием нормализации сварных соединений от этого вида термической обработки является охлаждение под слоем теплоизоляции после окончания выдержки, что гарантирует высокую пластичность металла сварных соединений. Термический отдых применяют для сварных соединений, металл которых имеет повышенную склонность к образованию трещин. Сварные соединения для этого нагревают до 250—300 °С и затем подвергают выдержке в течение нескольких часов. При термическом отдыхе в сварных соединениях уменьшается содержание водорода и несколько снижается уровень остаточных сварочных напряжений.  [c.206]

Восстановить структуру и механические свойства углеродистых сталей на указанном участке можно только последующей нормализацией сварного соединения.  [c.272]

В случае необходимости производится нормализация сварного соединения с нагревом той же горелкой  [c.365]

За истекшие годы, казалось бы, вполне устоялись наши представления о возможностях электрошлаковой сварки толстого металла. Немало было сделано в нашей стране и за рубежом, в частности в Великобритании, для устранения основного препятствия на пути этого прогрессивного способа сварки — необходимости нормализации сварного соединения. К сожалению, будучи довольно эффективными в применении к нелегированным сталям, все эти средства оказались недостаточными в случае легированных сталей, для которых неизбежное разупрочнение металла околошовной зоны требует восстановления его свойств высокотемпературной термообработкой.  [c.25]

В последние годы разработаны и находят применение более экономичные, по сравнению с полной нормализацией, приемы повышения ударной вязкости сварного соединения, выполненного электрошлаковой сваркой. К их числу относится сварка с пониженной погонной энергией и сопутствующей нормализацией металла сравнительно небольшой толщины (до 40 мм). Эта нормализация состоит в том, что на участке сварного соединения, остывшем примерно до температуры 500° С, устанавливают дополнительные нагреватели (горелки, индукторы и др.). Перемещаясь со скоростью сварки, они нагревают металл сварного соединения до телшературы нормализации. Находит также применение нормализация сварного соединения в интервале более низких температур (Лсз—АС]).  [c.486]

После электрошлаковой сварки низкоуглеродистой стали толщиной более 80—100 мм требуется высокотемпературная термическая обработка — нормализация сварного соединения.  [c.143]

Нормализация сварных соединений может обеспечить некоторое улучшение свойств вследствие перекристаллизации и измельчения зерна, поэтому термообработка рациональна при однослойной сварке под флюсом металла большой толщины, при 174  [c.174]

До —70 при любой толщине и условии нормализации сварных соединений  [c.197]

К недостаткам электрошлаковой сварки следует отнести образование крупного зерна в шве и околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения. После сварки необходима термическая обработка (отжиг или нормализация) для измельчения зерна в металле сварного соединения.  [c.202]

Для обеспечения равнопрочности сварного соединения после сварки производят полную термообработку изделия, которая заключается в закалке и последующем высоком отпуске или в нормализации.  [c.125]

Термическая обработка для снятия сварочных напряжений — отпуск 630—650° С для получения пластичного сварного соединения и выравнивания «механических свойств — закалка с отпуском для сварных соединений, выполненных ЭШС, — нормализация, а выполненных КТС — отпуск.  [c.139]

Термическая обработка путем нормализации и улучшения не позволяет повысить предел усталости сварных соединений до уровня прочности основного металла в том же состоянии термической обработки. При сварке трением в зоне сварного стыка происходит нарушение волокнистой структуры, которую имеет основной металл. Это нарушение структуры металла снижает его сопротивляемость циклическим нагрузкам. Снижение предела усталости нормализованных и улучшенных сварных соединений по сравнению с основным металлом, имеющим волокнистую структуру и аналогично термообработанным, характеризуется следующим соотношением  [c.189]

Механические свойства сварного соединения, выполненного из стали 25Л, 35Л пластинчатыми электродами из стали ЮХСНД (ГОСТ 5058—65) и прошедшего до сварки высокий отпуск, а после сварки нормализацию и высокий отпуск, значительно превышают свойства основного металла. Механические свойства различных зон сварного соединения из стали МСт.5, выполненного пластинчатыми электродами из стали ЮХСНД после сварки и термической обработки, приведены в табл. 57.  [c.523]

Для получения оптимальных механических свойств сварное соединение должно подвергаться термической обработке, устраняющей перегрев околошовной зоны и измельчение первичной структуры металла шва. Термическая обработка сварного изделия заключается в нормализации или закалке с последующим отпуском по режиму стали.  [c.524]

В настоящее время имеется достаточно технических оснований для применения системы унификации и нормализации узлов трубопроводов. С введением межотраслевых нормалей устранены допускавшиеся в трубопроводах излишние запасы прочности, установлен единый ограничительный ассортимент труб для технологических трубопроводов, унифицированы номенклатура, конструкции и нормализованы типоразмеры деталей трубопроводов, марки стали, применяемые для их изготовления, и обеспечено широкое внедрение сварных соединений тру-  [c.18]

При применении в связи с эксплуатационной необходимостью металлов с пониженной свариваемостью проектировать конструкции следует с учетом этого свойства. Для сведения к минимуму неблагоприятных изменений свойств металла сварного соединения и исключения в нем дефектов необходимо применять виды и режимы сварки, оказывающие минимальное термическое и другие воздействия на металл, и проводить технологические мероприятия (подогрев, искусственное охлаждение и др.), снижающие влияние на него сварочных воздействий. Термическая обработка после сварки (нормализация, закалка с отпуском и др.) может в значительной степени устранять неоднородность свойств в сварных заготовках. Прочность зоны сварного соединения может быть повышена механической обработкой после сварки прокаткой, проковкой и др.  [c.288]

Св-ОЗГА ГОСТ 2246—60 16ГС (ЗН) и 16ГТ(ЗЫ) двухслойной стали АН-348А или ОСЦ-45 по ГОСТ 9087—59, или им Для рабочей температуры стенки от —30 до+ 450 С. Д.ая рабочей температуры стенки от —31 до—40″С при толщине метал.ча не более 24 мм. Для рабочей температуры стенки от —31 до — 40 С и любой толщине металла при условии нормализации сварных соединений  [c.352]

Г2С(М) равноценных Для рабочей температуры стенкп от — 30 до 4- 475 С. Для рабочей температуры стенки от — 31 до — 40 С при толщине металла )ie более 24. ii.ii. Для рабочей температуры стенки от — 31 до — 70 С и любой толщине металла при условии нормализации сварных соединений  [c.352]

Г2С1(МК) Для рабочей температуры стенки от — 41 до — 70°С и любой толщине металла при условии нормализации сварных соединений  [c.353]

Сталь 20ХМФ сваривается с предварительным и сопутствующим подогревом изделий до температуры 250—300° С. После сварки изделие подвергают высокому отпуску помещают в печь при температуре не более 200° С, нагревают до 700° С со скоростью 40— 50 град/час, выдерживают при 700° С от 2 до 5 час., охлаждают до 200° С со скоростью 40—50 град час. Нормализация сварных соединений при температуре 920—940° С не рекомендуется, так как при этом наблюдается резкое разупрочнение металла шва.  [c.223]

Термической обработке (отжигу или нормализации) сварные соединения подвергают с целью снятия внутренних термических напряжений, предупреждения образования трещин, а также для восстановления нормальной структуры металла. Режимы термообработки зависят от марки свариваемой стали и обычно указыва-  [c.425]

В табл. 10-5 приведены типичные режимы сварки низколегированной стали с пониженным содержанием углерода (например 09Г2ДТ). Сварку такой стали на приведенных режимах также можно выполнять без нормализации сварных соединений.  [c.523]

Применение стыковой сварки оплавлением заставляет использовать нетехнологичные штамповки с удлиненным хвостовиком, припуск на оплавление составляет 6—7 мм на сторону. При этом наличие видманштетовой структуры в зоне перегрева требует нормализации сварного соединения, а сварочные дес рмации вынуждают применять расточку ушков после сварки. Сварка трением позволяет обходиться без последующей термообработки, припуск на осадку составляет всего 3—4 мм на сторону. Кроме того, сварка трением дает возможность сваривать детали 1, окончательно обработанные в соответствии с чертежом, с деталями 2 и выдерживать указанные выше требования чертежа.  [c.339]

Св.-ОЗГА То же То же 16ГС 09Г2С Для рабочей температуры стенки от —30 до -1-450°. Для рабочей температуры стенки от —31 до —40° прн любой толщине металла при условии нормализации сварных соединений Для рабочей температуры стеики от —30 до -Ь475°.  [c.98]

Г2С талла свыше 24 мм при отсутствии нормализации сва 1-ных соединений Для рабочей температуры стенки от —41 до —70 при отсутствии нормализации сварных соединений  [c.98]

В сварных соединениях зону перекристаллизации разделяют на два участка зону перегрева с относительно крупным зерном (Гмакс 1273 К) и зону нормализации с мелким зерном (7 тах[c.513]

Восстановительная термообработка проводилась индукционным способом со ступенчатым перемещением индуктора. Термической обработке подвергались прямые и гнутые трубы и их сварные соединения без демонтажа паропровода. И проводилось по двум режимам одинарная нормализация с отпуском и двойная нормализация с отпуском. Исследование структуры всех труб паропроводов и кратковременных и длительных свойств пробных гибов 0 273×32 мм и 0 325×38 мм после термообработки показало следующее  [c.259]

Низкоуглеродистая сталь с содержанием до 0,25%С Среднеуглеродистая сталь с содержанием 0,26 — 0,45%С Высокоуглеродистая сталь с содержанием 0.46 — 0.759Й С 120—150°С — на многослойных швах при сварке больших толшин (40 ММ) 150 — 300°С 300 — 450°С Отпуск при 640 — 670°С для снятия сварочных напряжений, выравнивания структуры и механических свойств. В некоторых случаях (Например, ЭШС) нормализация при 920—940 С с последующим отпуском. Для получения требуемых механических свойств сварного соединения при сварке среднелегированной стали применяется закалка с последующим отпуском  [c.137]

Прочность сварных соединений стали Х15Н9Ю может быть повышена до а = = ПОн-130 кПмм путем их нормализации при 950—975° С, обработки холодом при —70° С с выдержкой 2 ч или при температурах —50 или —60° С с выдержкой 4 ч и последующей рихтовкой и старением при 400 10° С с выдержкой I ч, охлаждение на воздухе.  [c.142]

Нами было исследовано влияние таких видов термической обработки, как отжиг, нормализация и улучшение на усталостную прочность соединений, выполненных сВ аркой трением из сталей 45 и 40Х. Результаты испытаний показали, что отжиг снижает усталостную прочность сварных соединений. По сравнению со сварными соединениями без термической обработки предел усталости снижается на 357о. Разрушение при испытаниях происходит по сварному стыку. Таким образом, отжиг отрицательно влияет на усталостную прочность оварных соединений из-за общего понижения прочностных свойств металла и металла зоны сварки.  [c.189]

При автоматической многослойной сварке (больше одного слоя) после наложения каждого слоя поверхность шва тщательно очищают от шлака. Для поддержания устойчивой дуги сварку производят с применением флюса. Сварку выполняют только качественными (толстообмазанными) электродами, состав электродной проволоки подбирают так, чтобы основной металл и металл сварного соединения были бы равнопрочны. В процессе сварки обечайка деформируется. Для придания ей цилиндрической формы обечайку калибруют путем обкатки в листогибочных вальцах в горячем состоянии. Последнее используется также для нормализации, в процессе которой сварные швы и околошовная зона освобождаются от сварочных напряжений. На рис. 15-5 показана электрошлаковая сварка применительно к продольному шву барабана. Для выполнения сварочных работ барабан располагают в вертикальном положении неподвижно. На кромки стыкуемой обечайки накладывают медные ползуны — кристаллизаторы, перемещаемые в процессе сварки снизу вверх, а расстояние между кромками устанавливается дистанционной планкой. В образовавшийся объем, ограниченный кромками обечайки, ползунами н дистанционной планкой, вводят электродную проволоку и возбуждают сварочную дугу под слоем флюса, который при разогреве расплавляется. Расплавленный флюс обладает электропроводностью.  [c.171]

После сварки соединение подверглось нормализации при 950° С, затем отпуску при 620° С и охлаждению со скоростью V = 50° С/ч (рис. 16, б). Предел выносливости равен 12,5 кгс/мм . Образцы испытывались со снятым усилением шва. Усталостные изломы, так же как и в сварном соединении стали 0Х12НДЛ со сталью 15Г2ВЛ, происходили по зоне сплавления металла электрода со сталью 0Х12НДЛ.  [c.35]

---

Термическая обработка сварных соединений

Хотя термическая обработка является своевременной и дорогостоящей операцией, она является обязательной во многих прикладных кодексах и стандартах.

Существует множество терминов, которые используются для описания диапазона термической обработки, которая может применяться к сварному соединению, каждый из которых имеет очень специфическое значение…

Обработка раствора

Предназначен для приема в раствор элементов и соединений, которые затем удерживаются в растворе за счет быстрого охлаждения от высокой температуры обработки раствора.Повышает коррозионную стойкость, а также может снижать прочность соединения. Может сопровождаться термообработкой при более низкой температуре для контролируемого преобразования выделений (старение или дисперсионное твердение) в некоторых сплавах.

Отжиг

Включает нагрев металла до высокой температуры, при котором происходит рекристаллизация и / или фазовое превращение, а затем его медленно охлаждают, часто в печи для термообработки. Этот процесс выполняется для размягчения металла после того, как он был закален, на примере холодной обработки, когда полный отжиг дает очень мягкую микроструктуру.Часто отмечается снижение текучести и прочности на разрыв, а в случае ферритных сталей — обычно снижение ударной вязкости.

Нормализация

Выполняется только на ферритных сталях и включает нагрев стали на 30-50 ° C выше верхней температуры превращения, а затем охлаждение на неподвижном воздухе. Этот процесс термообработки приводит к уменьшению размера зерна с улучшением прочности и ударной вязкости.

Закалка

Эта термообработка требует быстрого охлаждения от высокой температуры.Ферритная сталь должна быть нагрета до температуры выше верхней температуры превращения, а затем закаляться в воде, масле или воздушной струе. Получение очень прочного мелкозернистого мартенсита. Стали всегда подвергаются отпуску после процесса закалки и никогда не используются в закаленном состоянии.

Закалка

Выполняется при относительно низкой температуре, ниже нижней температуры превращения ферритных сталей. Этот процесс снижает твердость, снижает предел прочности и улучшает ударную вязкость и пластичность.Большинство нормализованных сталей подвергаются отпуску перед сваркой, при этом все закаленные стали используются в закаленном и отпущенном состоянии.

Отверждение от старения или осаждения

Еще одна низкотемпературная термообработка, предназначенная для получения выделений правильного размера и распределения, что увеличивает текучесть и предел прочности. Эта термообработка обычно следует за термообработкой на твердый раствор. Более продолжительное время и / или высокие температуры приводят к увеличению размера осадка, и как твердость, так и прочность снижаются.

Снятие напряжения

Как следует из названия, этот процесс предназначен для уменьшения остаточных напряжений, возникающих при усадке сварного шва. При повышении температуры металла предел текучести уменьшается, что позволяет перераспределить остаточные напряжения за счет ползучести сварного шва и основного металла. Охлаждение от температуры снятия напряжения контролируется, чтобы предотвратить возникновение вредных температурных градиентов.

Пост-нагрев

Осуществляется сразу после завершения сварки. Это низкотемпературная термообработка, при которой предварительный нагрев увеличивается на 100 ° C и поддерживается в течение примерно 3 или 4 часов.Таким образом, содействие диффузии любого водорода в сварном шве или HAZ (зона термического воздействия) из соединения снижает риск образования холодных трещин, вызванных водородом. Используется только там, где водородное холодное растрескивание является серьезной проблемой — ферритные стали, которые очень чувствительны к трещинам, очень толстые соединения и т. Д.

Термическая обработка после сварки

Существует три основных причины, по которым проводится термообработка после сварки:

1. Для достижения стабильности размеров с целью сохранения допусков во время операций механической обработки или во время перетряски
2. Для изготовления специальных металлургических конструкций с целью достижения требуемых механических свойств
3. Для снижения риска возникновения проблем в процессе эксплуатации, таких как коррозия под напряжением или хрупкое разрушение, за счет снижения остаточного напряжения в свариваемом компоненте.

Снятие напряжений — одна из основных термических обработок для достижения вышеуказанных целей.
Это дорогостоящая операция, требующая, чтобы вся или часть свариваемой детали была нагрета до высокой температуры. Это может вызвать нежелательные эффекты в некоторых сплавах.

Однако высокое остаточное напряжение, зафиксированное в сварном соединении, может вызвать деформацию, выходящую за рамки допустимых параметров, когда изделие подвергается механической обработке или вводится в эксплуатацию. Высокие остаточные напряжения в углеродистых и низколегированных сталях могут увеличить риск хрупкого разрушения, создавая движущую силу для распространения трещин.Остаточные напряжения вызовут коррозионное растрескивание под напряжением в правильной среде.

Чтобы снизить этот уровень остаточного напряжения, компонент повторно нагревают до достаточно высокой температуры. С повышением температуры предел текучести падает, позволяя возникать деформации и уменьшаться остаточному напряжению до тех пор, пока не будет достигнут приемлемый уровень. Компонент будет выдерживаться при этой температуре, известной как замачивание, в течение определенного периода времени, пока не будет достигнуто стабильное состояние, а затем снова охладиться до комнатной температуры.Остаточное напряжение, остающееся в соединении, равно пределу текучести при температуре выдержки.

Для получения дополнительной информации см. Полную статью TWI здесь или узнайте больше о применении и управлении термообработкой от TWI.

Westermans имеет на складе большое количество продуктов для термообработки и снятия напряжения, нажмите здесь, чтобы увидеть машины от AEC и Cooperheat, в качестве альтернативы, если у вас есть оборудование для термообработки, которое вам больше не требуется, мы всегда заинтересованы в покупке для наших клиентов по всему миру, отправьте подробности Питеру Вестерману здесь или по электронной почте peter @ westermans.com.

Линия термообработки сварных швов труб

Правильная нормализация сварного шва восстанавливает свойства растяжения ЗТВ.

Мировой спрос на энергию рос более или менее стабильно в течение многих лет, и конца этому не видно. По данным Международного энергетического агентства, поставки нефти увеличились с 76,76 миллиона баррелей в сутки в сентябре 2001 года до 88,7 миллиона в июле 2011 года, т.е. на 16 процентов. ¹ Аналогичным образом, количество эксплуатируемых нефтяных вышек увеличилось с 2242 в 2001 году до 3397 в 2011 году, т.е. 52 процента. ²

Резкий рост спроса на энергию, в свою очередь, стимулировал спрос на трубы с продольным швом, производимые на непрерывных сварочных линиях — трубах, используемых для транспортировки нефти и газа под высоким давлением. Такая труба должна соответствовать строгим стандартам, в том числе установленным API. Чтобы соответствовать этим стандартам, важно понимать динамику нормализации шва. Также необходимо понимать тепло процессы обработки, использующие промежуточную закалку. Это связано с тем, что металлы и толстые стенки, используемые в трубопроводе, усложняют термообработку сварных швов.Параметры процесса, такие как время нагрева, частота и конструкция змеевика, также влияют на конечный результат. Хороший способ увидеть и понять эти влияния — использовать численное моделирование.

Зачем нужно термически обрабатывать сварные швы?

При высокочастотной сварке внешняя и внутренняя стороны стенки трубы подвергаются самым высоким температурам. Это создает зону термического влияния (HAZ) с характерной формой песочных часов. Нагрев также изменяет свойства растяжения ЗТВ, снижая ее ударную вязкость (ее способность поглощать удары без разрушения).Термическая обработка сварного шва восстанавливает свойства прочности на растяжение. HAZ, возвращая их к уровням, равным уровням основного материала.

Однако современные высокопрочные низколегированные стали (HSLA) получают свою прочность отчасти из-за небольшого размера зерна — единственного механизма прочности, который положительно влияет на вязкость и . Таким образом, эти стали имеют меньший размер зерна, чем те, которые можно получить при нормализующей термообработке, поэтому для труб более высоких марок может потребоваться более сложная термообработка. процессы.

Важно понимать, что во время термической обработки шва на линии более холодная часть трубы действует как теплоотвод. Соответственно, скорость охлаждения в основном является результатом внутренней теплопроводности в трубе. Правильно выполненная термообработка сварного шва обеспечивает зону нагрева с правильными нормализующими температурами; то есть при достаточно малой разнице температур между стенками интерьер и экстерьер. Кроме того, он должен покрывать всю ЗТВ на внутренней стене.

Численный анализ 2D

Единственный способ понять, что происходит внутри стальной стены, — это использовать инструменты численного моделирования для исследования процесса отжига шва. Процесс можно представить в виде двухмерной модели поперечного сечения. Электромагнитные и тепловые вычисления должны быть коррелированы для анализа процесса. ³

Несколько факторов влияют на разницу температур между внешней и внутренней стороной стенки трубы при увеличении толщины стенки.Текущая глубина проникновения мала, пока температура остается ниже точки Кюри. Независимо от глубины проникновения, напряженность магнитного поля от индукционной катушки уменьшается с расстоянием. Поэтому удельная мощность выше снаружи. трубы, чем внутри, даже при температурах выше точки Кюри.

На рисунке 1 показано, как тепло проводится в стенке трубы на поздней стадии процесса нагрева. Труба действует как теплоотвод для нагретой зоны, а фазовое превращение происходит в разное время снаружи и внутри стены из-за разницы температур.Энергия, необходимая для преобразования, задерживает выравнивание температуры.

Потери тепла с внутренней поверхности трубы из-за излучения и конвекции способствуют разнице температур между внутренней и внешней поверхностями стенок. Это вызывает стационарную разницу температур, которую невозможно уравновесить за счет теплопроводности, и которая может стать значительной в толстостенных трубах.

Разметка линий и отслеживание швов

Результат термообработки сварных швов также зависит от расположения линии.Поскольку пространство на мельницах часто ограничено, очень важно рассчитать длину рулона и расстояние между ними, чтобы достичь оптимальных результатов. Двухмерное моделирование процесса нормализации может проверить схему, а также рассчитать охлаждающую часть процесса.

Рис. 1: На этом изотемпературном графике стрелки указывают направление теплопроводного теплового потока в стенке трубы.

Часто непрерывно сварная труба скручивается после сварки.Следовательно, сварной шов перемещается из положения «12 часов», когда он попадает в секцию нормализатора шва. Отслеживание шва требуется для удержания катушек нормализатора шва в правильном положении. Есть два типа слежения: горизонтальное и орбитальное.

Система горизонтального слежения имеет катушку с фиксированным минимальным расстоянием до положения трубы на 12 часов и перемещается только горизонтально из этого положения. Когда сварной шов перемещается из положения «12 часов», расстояние соединения между сварным швом и катушкой увеличивается, что снижает эффективность катушки.Кроме того, катушка больше не расположена симметрично относительно трубки. По горизонтали Системы слежения не подходят для больших отклонений или для толстых стенок, обычно используемых в трубопроводе.

Орбитальные системы слежения удерживают катушки в одном и том же положении относительно сварного шва, когда шов отклоняется от положения на 12 часов. Это означает, что на схему нагрева не влияет перекручивание трубки или трубки. Нагрев оптимизируется в любом положении в диапазоне слежения. Нет необходимости в увеличении размера зоны нагрева (что также требует увеличения длины охлаждения).Если все сделано правильно, Орбитальное слежение обеспечивает правильную нормализацию сварного шва независимо от его положения.

Проверка моделирования

Результаты бегущей строки показывают, что двумерное моделирование полезно при проектировании компоновки линий. Конечно, окончательные параметры процесса должны быть точно настроены на линии для достижения наилучших возможных результатов для различных размеров и марок материалов. Хорошо спроектированная линия необходима для производства труб с желаемой скоростью и качеством.

Артикул:

1. Отчет о рынке нефти , Международное энергетическое агентство, республика.iea.org
2. Мировое количество буровых установок, текущее и историческое значение , Baker Hughes Inc., www.bakerhughes.com
3. Джон Инге Аспергейм и Леф Маркегард, «Оптимизация процесса отжига швов с помощью двухмерного моделирования», статья размещена на сайте www.efd-induction.com

Джон Инге Асперхейм и Лейф Маркегард — инженеры-исследователи и инженеры-конструкторы в EFD Induction, Bøleveien 10, P.O. Box 363 Sentrum, 3701 Skien, Norway, [email protected] , jia @ no.efdgroup.net , www.efd-induction.com

Термическая обработка после сварки (PWHT)

Сварка является неотъемлемой частью эксплуатации и обслуживания активов в нефтяной (добывающей, промежуточной, перерабатывающей) и химической промышленности. Хотя он имеет множество полезных применений, процесс сварки может непреднамеренно ослабить оборудование, создавая остаточные напряжения в материале, что приведет к ухудшению свойств материала.

Чтобы гарантировать сохранение прочности материала детали после сварки, регулярно выполняется процесс, известный как Термическая обработка после сварки (PWHT) . PWHT может использоваться для снижения остаточных напряжений, как метод контроля твердости или даже для повышения прочности материала.

Если PWHT выполняется неправильно или вообще игнорируется, остаточные напряжения могут в сочетании с нагрузочными напряжениями превысить конструктивные ограничения материала. Это может привести к разрушениям сварных швов, более высокому потенциалу растрескивания и повышенной восприимчивости к хрупкому разрушению .

PWHT включает в себя множество различных типов потенциальных обработок; два наиболее распространенных типа — последующий нагрев и снятие напряжения:

• Пост-нагрев:
• Водородное растрескивание (HIC) часто возникает, когда во время сварки в материал проникает высокий уровень водорода. Нагревая материал после сварки, можно рассеять водород из зоны сварки, тем самым предотвращая HIC. Этот процесс известен как пост-нагрев и должен начинаться сразу после завершения сварки.Вместо того, чтобы дать возможность остыть, материал необходимо нагреть до определенной температуры в зависимости от типа и толщины материала. Его следует выдержать при этой температуре в течение нескольких часов в зависимости от толщины материала.
• Снятие напряжения:
• К моменту завершения сварочный процесс может вызвать большое количество остаточных напряжений в материале, что может привести к повышенному потенциалу коррозии под напряжением и растрескивания, вызванного водородом.PWHT может использоваться для снятия этих остаточных напряжений и снижения этого потенциала. Этот процесс включает нагревание материала до определенной температуры с последующим его постепенным охлаждением.

Должен ли материал подвергаться PWHT, зависит от ряда факторов, включая такие вещи, как его система легирования или подвергалась ли он ранее термообработке. Некоторые материалы действительно могут быть повреждены PWHT, в то время как другие почти всегда требуют этого.

В целом, чем выше содержание углерода в материале, тем больше вероятность того, что после проведения сварочных работ потребуется PWHT.Точно так же, чем выше содержание сплава и чем выше толщина поперечного сечения, тем больше вероятность, что материал потребует PWHT.

Список литературы

1. Фундерберк, Р. Скотт, 1998. «Ключевые концепции: термообработка после сварки». Инновации в сварке Том XV, № 2.
2. Ахмед Халил, Кришан Дж., 2002. «Термическая обработка после сварки — примеры из практики», Информационный бюллетень BARC, специальный выпуск ко Дню основателя, стр. 111-115.

Это определение неполное? Вы можете помочь, внося в него свой вклад.

Связанные темы

Инструменты тем

Поделиться темой

Внести свой вклад в определение

Мы приветствуем обновления этого определения Integripedia от сообщества Inspectioneering.Щелкните значок ссылку ниже, чтобы открыть форму, которая позволит вам внести изменения в определение и отправить их Инспекционному персоналу.

Способствовать определению

Термическая обработка сварных соединений — часть 1

Термическая обработка — это трудоемкая и дорогостоящая операция.Это может повлиять на прочность и ударную вязкость сварного соединения, его коррозионную стойкость и уровень остаточного напряжения, но также является обязательной операцией, указанной во многих прикладных нормах и стандартах. Кроме того, это важный параметр в квалификационных требованиях к процедуре сварки.

Прежде чем обсуждать диапазон термических обработок, которым может подвергаться металл, необходимо четко определить, что подразумевается под различными терминами, используемыми для описания диапазона термических обработок, которые могут применяться к сварному соединению.Такие термины часто используются неправильно, особенно неспециалистами; для металлурга они имеют очень точное значение.

Рис.1 Термическая обработка сварных соединений

Раствор

Осуществляется при высокой температуре и предназначен для приема в раствор элементов и соединений, которые затем удерживаются в растворе за счет быстрого охлаждения от температуры обработки в растворе. Это может быть сделано для уменьшения прочности соединения или повышения его коррозионной стойкости.

Для некоторых сплавов за ней может следовать термообработка при более низкой температуре для контролируемого преобразования выделений (старение или дисперсионное твердение).

Отжиг

Он заключается в нагреве металла до высокой температуры, при котором происходит рекристаллизация и / или фазовое превращение, а затем в медленном охлаждении, часто в печи для термообработки. Это часто выполняется для смягчения металла после его закалки, например, путем холодной обработки; полный отжиг, дающий самую мягкую микроструктуру.Это также приводит к снижению как текучести, так и предела прочности на разрыв, а в случае ферритных сталей, как правило, к снижению ударной вязкости.

Нормализация

Это термическая обработка, проводимая только для ферритных сталей. Он включает нагрев стали примерно на 30-50 ° C выше верхней температуры превращения (для стали с содержанием углерода 0,20% это будет около 910 ° C) и охлаждение на неподвижном воздухе. Это приводит к уменьшению размера зерна и повышению прочности и ударной вязкости.

Закалка

Это быстрое охлаждение от высокой температуры. Ферритная сталь должна быть нагрета до температуры выше верхней температуры превращения и закалена в воде, масле или воздушной струе для получения очень высокопрочного мелкозернистого мартенсита. Стали никогда не используются в закаленном состоянии, они всегда отпускаются после операции закалки.

Закалка

Термическая обработка ферритных сталей при относительно низкой температуре, ниже более низкой температуры превращения; в обычной конструкционной углеродистой стали это значение будет в диапазоне 600-650 ° C.

Снижает твердость, снижает предел прочности и улучшает пластичность и ударную вязкость. Большинство нормализованных сталей подвергаются отпуску перед сваркой, все закаленные стали используются в закаленном и отпущенном состоянии.

Отверждение от старения или осадков

Низкотемпературная термообработка, предназначенная для получения осадков правильного размера и распределения, тем самым увеличивая текучесть и предел прочности. Обычно этому предшествует термообработка на твердый раствор.Для стали температура может быть где-то между 450-740 ° C, алюминиевый сплав будет выдерживаться при температуре 100-200 ° C. Более продолжительное время и / или более высокие температуры приводят к увеличению размера осадка и снижению как твердости, так и прочности.

Снятие напряжений

Как следует из названия, это термообработка, предназначенная для снижения остаточных напряжений, возникающих при усадке сварного шва. Он основан на том факте, что с повышением температуры металла предел текучести уменьшается, что позволяет перераспределить остаточные напряжения за счет ползучести сварного шва и основного металла.Охлаждение от температуры снятия напряжения контролируется, чтобы не возникало вредных температурных градиентов.

Пост-нагрев

Низкотемпературная термообработка, проводимая сразу после завершения сварки путем увеличения предварительного нагрева примерно на 100 ° C и поддержания этой температуры в течение 3 или 4 часов. Это способствует диффузии водорода в зонах сварного шва или термического влияния из стыка и снижает риск образования холодных трещин, вызванных водородом. Он используется только для ферритных сталей, где водородное холодное растрескивание является серьезной проблемой. I.е. стали с очень высокой чувствительностью к трещинам, очень толстыми соединениями и т. д.

Термическая обработка после сварки (PWHT)

Итак, что означает термин «термообработка после сварки»? Для некоторых инженеров это довольно расплывчатый термин, который используется для описания любой термической обработки, проводимой после завершения сварки. Однако для других, особенно тех, кто работает в соответствии с нормами для сосудов высокого давления, такими как ASME VIII, он имеет очень точное значение.

Поэтому рекомендуется, когда инженер говорит о термообработке, отжиге, отпуске или снятии напряжений после сварки.

Термическая обработка после сварки может проводиться по одной или нескольким из трех основных причин:

• для достижения стабильности размеров с целью сохранения допусков во время операций механической обработки или во время встряхивания при эксплуатации
• для изготовления специальных металлургических конструкций с целью достижения требуемых механических свойств
• для снижения риска возникновения проблем в процессе эксплуатации, таких как коррозия под напряжением или хрупкое разрушение, за счет снижения остаточного напряжения в сварном элементе.

Диапазон термообработок для достижения одной или нескольких из этих трех целей в диапазоне свариваемых черных и цветных металлов и сплавов, очевидно, слишком обширен, чтобы подробно описать их в этих кратких статьях с практическими знаниями.Акцент в следующем разделе будет сделан на PWHT углеродистых и низколегированных сталей в соответствии с требованиями стандартов, хотя кратко будут упомянуты другие формы термообработки, с которыми инженер-сварщик может столкнуться в черных сплавах. Здесь задействованы два основных механизма: во-первых, снятие напряжения и, во-вторых, микроструктурные модификации или отпуск.

Местная термообработка сварных швов труб среднего диаметра током высокой частоты

1.

Хага, Х., Аоки, К., Сато, Т., Механизмы образования дефектов сварных швов при высокочастотной контактной сварке сопротивлением, J. Weld. , 1981, т. 60, нет. 6. С. 104–109.

Google ученый

2.

Такатоши О., Юкинори И. и Сатоши И., Технология высокой надежности зоны сварки высокочастотной электросварной линии труб, JFE Tech. Отчетность .2015. 20. С. 12–132.

Google ученый

3.

Shin, M.H., Han, J.M., Lee, Y.S., and Kang, H.W., Исследование механизмов образования дефектов в ERW для стали API , Proc. 10-й Int. Pipeline Conference IPC – 2014, 29 сентября — 3 октября 2014 г., Калгари, Канада, 2014 г.

Google ученый

4.

Головин Г.Ф. А., Зимин Н.В., Технология термической обработки металлов с применением индукционного нагрева, . Л .: Машиностроение, 1990.

Google ученый

5.

Ян, П., Гюнгер, О.Е., Тибо, П., Либехерр, М., и Бхадешия, HKDH, Решение проблемы ударной вязкости стальных труб, полученных с помощью высокочастотной индукционной сварки и термообработки, J. Mater. Sci. Англ. А , 2011, т. 528, ном. 29–30, стр. 8492–8499.

Артикул Google ученый

6.

Ткачук М.А., Багмет О.А. Определение оптимальной температуры нагрева при локальной термообработке сварного шва трубы токами высокой частоты.Лаборатория. Диаг. Матер. , 2015, т. 81, нет. 5. С. 39–43.

Google ученый

7.

Прохоров Н.Н., Галиченко Е.Н., Медведев А.П. и др. Патент РФ 2096485, Бюлл. Изобрет. , 1997, нет. 15.

8.

Ламухин А.М. Ю., Дубинин И.В. Запуск литейно-прокатного комплекса и освоение производства высококачественного проката для электросварных труб // Металлург .2010.54, нет. 1. С. 19–27.

Артикул Google ученый

9.

Кислица В.В., Ламухин А.М., Исаев О.Б. и др. Литейно-прокатный комплекс: новые технологии производства трубных валков, Черн. Металл. .2013. 4. С. 50–56.

Google ученый

10.

Энгель Л. и Клингеле Х., Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen von Metallschäden , Leipzig: Hanser, 1982.

Google ученый

11.

Лин А.Ф., Механика и механизмы разрушения: Введение , Materials Park, OH: ASTM Int., 2005.

Google ученый

Термическая обработка прямошовных высокочастотных сварных труб после сварки

Ключевые слова: Термическая обработка высокочастотных прямошовных сварных труб после сварки

После сварки труб с прямым швом высокой частоты после сварки термическая обработка представляет собой новую технологию устранения остаточных напряжений.Перед сваркой материал предварительно нагревается до температуры последующей термообработки, а сварной шов постоянно нагревается в процессе сварки для поддержания этой температуры. После завершения сварки его нагревают теплоизоляционной ватой для медленного охлаждения. Этот метод позволяет эффективно снизить остаточное напряжение сварки, повысить устойчивость металла к коррозии под напряжением.

Неразрушающий контроль сварного шва трубопровода в проекте водоснабжения представляет собой большую стальную трубу, особенно стальную трубу толщиной t = 30 мм, используемую в качестве моста для труб, необходимо выдерживать давление воды, но также выдерживают вес стальной трубы и изгибающий момент воды, поэтому требования к качеству сварки особенно высоки.Для стальной трубы большого диаметра толщиной t = 30 мм продольный шов и кольцевые соединения относятся к классу сварных швов, требующих 100% рентгеновского контроля и 100% ультразвукового контроля; и толщиной t = 24 мм заглубленная стальная труба, продольный шов — это класс сварки, 20% — рентгеновский контроль пленки и 50% — ультразвуковой контроль.

После сварки термическая обработка может эффективно снизить остаточное напряжение сварки, и чем выше температура термообработки, тем лучше эффект устранения остаточного напряжения.Термическая обработка стальных труб большого диаметра также может эффективно улучшить коррозионную стойкость стальных труб большого диаметра. Чем выше температура после термообработки, тем заметнее улучшение стойкости к коррозии под напряжением. Метод диффузии Технология покрытия карбидом металла — это заготовка, помещенная в специальную среду, роль диффузии на поверхности заготовки для образования слоя карбида металла от микрон до десятков микрон. Стальная труба большого диаметра в заглубленной антикоррозийной трубе и труба антикоррозийная, используются сетка из оцинкованной стали, прочность на сжатие при распылении составляет не менее 30 Н / мм2 футеровки из цементного раствора.

ВПВ сварная поверхность трубы прямым швом закалка термической обработки

Закалка и отпускная термообработка поверхности труб, сваренных прямым швом ВПВ, обычно осуществляется индукционным или пламенным нагревом. Основными техническими параметрами являются твердость поверхности, локальная твердость и эффективная глубина упрочненного слоя. Испытание на твердость может быть выполнено с помощью твердомера по Виккерсу или твердомера по Роквеллу или поверхностного твердомера по Роквеллу. Выбор испытательного усилия (шкалы) зависит от эффективной глубины закаленного слоя и твердости поверхности трубы, сваренной прямым швом.Здесь задействованы три твердомера. Твердомер

по Виккерсу — важное средство для проверки твердости поверхности термически обработанных труб с прямым швом. Он может испытывать поверхностный упрочненный слой толщиной 0,05 мм с испытательным усилием 0,5-100 кг. Он обладает высочайшей точностью и может различать поверхность термообработанной заготовки. Небольшая разница в твердости. Кроме того, эффективная глубина закаленного слоя также измеряется твердомером по Виккерсу. Следовательно, необходимо оборудовать установку для поверхностной термообработки или большое количество труб с прямым швом с поверхностной термообработкой с помощью твердомера по Виккерсу.

Измеритель твердости поверхности по Роквеллу также очень хорошо подходит для проверки твердости заготовок с поверхностной закалкой. Твердомер по Роквеллу имеет три шкалы на выбор. Могут быть испытаны различные трубы, сваренные прямым швом с поверхностной закалкой, с эффективной глубиной закалки более 0,1 мм. Хотя точность твердомера по Роквеллу не так высока, как у твердомера по Виккерсу, он смог удовлетворить требования как средство управления качеством и проверки установки для термообработки.Кроме того, он обладает такими преимуществами, как простота в эксплуатации, удобство использования, низкая цена, быстрое измерение и прямое считывание значений твердости и т. Д. С использованием поверхностного твердомера по Роквеллу для проведения быстрого и неразрушающего контроля деталей. партии труб Hunan, сваренных прямым швом, с термообработкой поверхности. Это важно для предприятий по обработке прямошовных труб и механических производств.

Если поверхностный термообработанный упрочненный слой толстый, можно также использовать твердомер по Роквеллу.Когда толщина термообработанного упрочненного слоя составляет от 0,4 до 0,8 мм, можно использовать шкалу HRA, а когда толщина закаленного слоя превышает 0,8 мм, можно использовать шкалу HRC.

Значения твердости по Виккерсу, Роквеллу и поверхности по Роквеллу можно легко преобразовать друг в друга и преобразовать в стандартные значения твердости, значения твердости по чертежу или требуемые пользователем. Соответствующие таблицы преобразования приведены в международном стандарте ISO, американском стандарте ASTM и китайском стандарте GB / T.

Если местная твердость детали высока, то можно проводить местную закалочную термообработку с помощью индукционного нагрева. Такая сварная труба с прямым швом обычно маркируется на чертеже с указанием положения местной закалочной термообработки и местного значения твердости. Испытание на твердость сварной трубы с прямым швом должно проводиться в специально отведенном месте. Твердомер может использовать твердомер по Роквеллу для проверки значения твердости HRC.