Способ изготовления сварных конструкций

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ 11 1) 698314 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительно Вт, свид-Ву 51) М. Кл.зС 21 Р 9,/5 Заявлено 10.10,77 (21) 2531039/22-02 присоединением заявкиГасударственный комитет 23) Приоритет СССР о делам изобретений(088.8) 2. Бюллетень2 Опубликован крытин ликования описания 23.0 б.8 Дат, Касаткин, Н.Ю. И Московский орде фтехимической и а Трудовог зовой пром 71) Заявител СТРУКЦИЙ ОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ Изобретение относится к области маши ностроения, в частности к изготовлению сварных сосудов высокого давления дл газовой и нефтехимической промышленно сти,Известен способ изготовления сварных конструкций, включающий нормализацию стального листового проката на металлургическом заводе, его вальцовку в обечайки, сварку продольных стыков обечаек, горячую калибровку, сварку кольцевых стыков, нормализацию кольцевых швов и отпуск готовой сварной конструкции в целях снятия сварочных напряжений 1. Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет реализовать возможности конкретного состава стали для повышения прочностных характеристик стали и ее ударной вязкости за счет упрочняющей термической обработки (закалка с последующим отпуском), Так, например, для широко применяемой в нефтяном машиностроении стали типа 09 Г 2 С повышение показателей механических свойств после термического упрочнения по сравнению с нормализацией составит около 60% по пределу текучести, 25% по пределу прочности, а ударная вязкость при температуре 40 С возрастает в 4 раза.Целью изобретения является повышение А, Н. Хакимов, Т. В. Яшунская, М. С. Скудицкий Красного Знамени институтшленности имени И. М. Губкина прочностных свойств и ударной вязкости сварных сосудов высокого давления.Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе изготовления сварных 5 конструкций, включающем вальцовку обечаек, сварку продольных стыков, горячую калибровку, сварку кольцевых стыков и отпуск, после горячей калибровки обечаек пх подвергают нагреву до температуры 10 закалки, производят закалку, а сваркукольцевых стыков производят с регулируемым охлаждением.Технологический процесс изготовлениясварного сосуда высокого давления из низ колегированных конструкционных сталейосуществляется следующим образом.Из горячекатаного листового металлавальцуются обечайки и производится сварка продольного стыка. В связи с тем, что в 20 последующем обечайка будет термическиобработана, можно применять высокопроизводительные способы сварки (например, электрошлаковая, автоматическая на повышенных погонных энергиях), не опасаясь, 25 что это вызовет неблагоприятное изменение свойств сварного соединения, Для проведения следующей по технологическому процессу операции калибровки обечайку нагревают, причем температура нагрева ЗО зависит от конкретной марки стали и ее69834 дуги, для чего предназначено, например, сопутствующее водо-воздушное охлаждение, позволяет обеспечить высокую производительность, 11 оследпей операцией тсх нологического процесса является отпускготовой конструкции, который снижает сварочные напряжения до регламентируемых значений н обеспечивает необходимый уровень свойств сварной аппаратуры по 10 показателям прочности, пластичности исопротивлению хрупкому разрушению, В таблице на примере применяемой для газо- нефтехимического машиностроения стали тина 10 Г 2 ФР (толщиной 40 мм) приведены 15 режимы основных операций, выполняемыхпрп изготовлении сварной аппаратуры,Наименование операции технологического процессаРежим операции ВальцовкаСварка продольного стыка Температура нагрева 950 С.Электрошлаковая сварка д,о= 130 ккал/см . Количество проходов 1,Температура нагрева 950" С . ЗакалкаКалибровка Температура конца калибровки 700" С.Температура нагрева 950 С, выдержка15 - 2 мин/мм.Охлаждение в воде. Сварка кольцевого стыка Электрошлаковая с регулированием термического цикла д/ц= 130 ккал/см.Количество проходов 3. Температура нагрева 680 - 700" С, выдержка 3 - 4 мин/мм. Отпуск Предлагаемый способ изготовления сварных конструкций опробован при изготовлении образца пылеуловителя из стали 09 Г 2 С размером 1600(50 мм и рассчитанно го на давление Р=55 атм. Химический состав и механические свойства стали 09 Г 2 С в исходном состоянии после нормализации были следующие: С = 0,08%; Мп = 1,48%; Я 1 = 0,69% 5 = 0,023%Р = 0,028% 25 Сг = 007% % = 006% Сц = 01% о, = 49 кг/мм, о, = 32,5 кг/мм, ов = 33%; а 4 ос 12,5 кгм/см 2.Сталь в исходном состоянии не отвечает по уровню ударной вязкости требованиям отраслевого стандарта технологического процесса. Обечайки непосредственно после калибровки помещались в печь для нагрева под закалку. Температура нагрева соответствовала 930 - 950 С и скорость нагрева около 200 С/ч, Выдержка обечайки в печи 1,5 - 2 ч. Охлаждение обечаек производилась в баке с проточной водой после операции сварки кольцевых стыков по ре:кимам с применением регулирования терми ческих циклов. Сварка была проведена в 5 проходов при 1 = 1150 А; У = 48 В; Р= 12 м/час и расходе воды= 15 л/час и давлении воздуха =- 2 атм. Готовый ап 3толщины. После калибровки металл имеет еще достаточно высокую температуру, что позволяет сэкономить энергозатраты при выполнении следующей операции закалки. Нагрев под закалку может производиться либо в методических печах, либо с использованием генератора токов высокой или промышленных частот, либо с использованием источников газовых теплоносителсй с последующим охлаждением водой. Сварку кольцевого стыка для исключения воздействия сварочного тепла на структуру закаленного металла производят с регулированием термического цикла. Причем регулирование параметров термического цикла сварки независимо от тепловой мощности парат подвергали отпуску при температуре 650 С для снятия сварочных напряжений и получения требуемых свойств.Термическая обработка стали 09 Г 2 С позволила благоприятно повлиять на весь комплекс механических свойств, Предел прочности и текучести достигает соответственно значений 55 и 42 кг/мм, относительное удлинение 29%, а ударная вязкость при температуре 40 С составила 18,5 кгм/мм 2. Формула изобретения Способ изготовления сварных конструкций, преимущественно сосудов высокого давления, включающий вальцовку обечаек, сварку продольных стыков, горячую калибровку, сварку кольцевых стыков и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств и ударнои вязкости, после горячей калибровки обечаек их нагревают до температуры закалки, закаливают, а сварку кольцевых стыков производят с регулируемым охлаждением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР432215, кл, С 21 Р 9/08. 1974,