Состав термитной смеси

(57) И си, и экзот сварн кладо нане соде окали риал смес лины 4 - 7 м качес ологическии и ф.П. Медякин,н, Н.В.Волошин,в, С,В.Сериков,и А,С.Аберковтво СССР00, 18.10.88. ной формы типа "экзо-енил", которые но монтировать на трубопроводе.К недостаткам укаэанных смесей на си-ликоновых каучуках можно отнести то, что они имеют высокую теплоту образования (1500 ккал/кг), вследствие чего составы на их основе имеют низкую калорийность. ЭтОт факт, в свою очередь, приводит к тому, что для снятия остаточного напряжения сварного шва трубопровода потребуется значительное количество экзотермического материала,Известна термитная экзотермическая смесь для термообработки сварных кольцевых швов трубопроводов, включающая (мас,0/), 19,4 алюминиевого порошка, 8,6 фенольной смолы, 34 крагного оксида железа; 1,7 криолита и 36,3 измельченного огнеупорного кирпича, После приготовления указанная смесь наносится на поверхность гибкого подкладочного материала и форму- ется под давлением в зкзотермический заряд, имеющий серию канавок У-образной формы. Полученный гибкий экзотермический мат, состоящий из гибкого подкладочного материала и твердого заряда, удобен в можГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельсМ 1575458, кл. В 23 К 23/ Изобретение относится к области пиротехники, касается термической обработки сварных кольцевых швов трубопроводов и может найти применение для термообработки сварных соединений различных металлических конструкций. а также для подогрева их перед сваркой.Состав термитной смеси при своем действии должен обеспечивать надежное снятие остаточных послесварочных напряжений кольцевых сварных швов трубопроводов не менее, чем на 70-80 Я от исходного, формоваться в изделия, которые можно удобно монтировать на криволинейной поверхности (трубопроводов), обеспе-. чивая при этом плотное прилегание заряда к поверхности термообрабатываемого участка, образовывать при своем сгорании твердые нерастекающиеся шлаки, надежно воспламеняться от штатных средств воспламенения и др.Известен состав термитной смеси на основе силиконового каучука (заявка М 4494554, кл. В 23 К 23/00 от 18.10.88). Из данной термитной смеси можно готовить гибкие экзотермические устройства ленточОСТАВ тЕРМИТНОИ СМЕСИ спользование: состав термитной смерименяемой для изготовления гибкого ермического мата для термообработки ых соединений. Мат состоит из подчного материала и термитной смеси, сенной на подкладочный материал и ржащей порошок магния, железную ну и связующее. Подкладочный мате- выполнен из стеклоткани. Термитная содержит 43 - 70 ма;,ь железной ока 26 - 50 мас, порошка магния и ас,ф бутадиеннитрильного каучука в тве связующего, 1 табл, 1776522эксплуатации и достаточно просто монтируется на поверхности трубопровода, Использование гибкого экзотермического мата длятермообработки кольцевых сварных швовтрубопроводов позволяет снять уровень остаточных,апряжений на 70 - 80% от исходного,К недостаткам известного состава можно отнести то, что он, во-первых, трудновоспламеняется (температура воспламенения более 1300 С), во-вторых, имеет низкуюкалорийность(ниже 0,5 ккал/г), что потребует значительного расхода экзотермическогозаряда для снятия остаточных напряженийдо требуемого уровня, в-третьих, изготовление гибких экзотермических матов на егооснове весьма сложно в технологическомплане,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является промышленновыпускаемый термитный состав, включающий 760 железной окалины, 24; порошкообразного магния и 14% св. 100"/; лакаНЦ(см. например, ГОСТ 18493 - 79). Изданного состава можно изготовить гибкиеэкзотермические маты (технология описанав пат. США М 3751308, 1971), Указанный состав имеет высокую калорийность(0,6 ккал/г)и температуру горения (2100 С) и позволяетэффективно проводить термообработкукольцевых сварных соединений трубопроводов.К недостаткам указанного состава можно отнести то, что он имеет высокую температуру воспламенения (более 1200 С), невысокую скорость горения (1,8 мм/с), чтоскажется.на времени проведения процессатермообработки, повышенную плотность(1,6 - 2,0 г/см ): при строго определенных гез..ометрических размерах гибких экзотермических матов для снятия остаточногонапряжения потребуется повышенный расход термосмеси, Снижение плотности твердого экзотермического заряда,нанесенного на гибкую подкладку, менее1,6 г/см исключает возможность изготовзления экзотермического мата, так как он(экзотермический заряд) будет иметь крайне низкие физико-механические характеристики,Целью изобретения является снижениевремени термообработки, расхода экзотермического заряда и сохранения уровня снятия остаточных сварочных напряжений прииспользовании заряда в виде гибкого матас основой из стеклоткани.Поставленная цель достигается тем, чтосостав термитной смеси, содержащий магниевый порошок, железную окалину и свя 10 зующее при использовании заряда в виде гибкого мата с основой из стеклоткани, содержит в качестве связующего бутадиеннитрильный каучук при избранном соотношении входящих в состав компонентов,Из состава термитной смеси готовили гибкие экзотермические маты следующим образом. Предварительно приготовленнаятермитная смесь; содержащая легколетучийрастворитель каучука, заливалась в противень определенной формы и геометрических размеров, поверхность которого покрыта гибким подкладочным материалом, с последующей ее сушкой.По указанной технологии были изготовлены гибкие экзотермические маты, пред 20 25 30 35 40 45 50 55 ставляющие собой плоские пластинки размером 1500 х 200 х 10 мм и состоящие из экзотермического заряда, нанесенного на гибкий подкладочный материал,В качестве основного окислителя в составе термитной смеси применяли железную окалину (ОСТ 84-234 - 87). Магниевый порошок марки МПФ - 1 (ГОСТ 6001-79) является основным горючим. В качестве связующего использовали бутадиеннитрильный каучук марки СКН - 40 Т (ГОСТ 7738-79). Бутадиеннитрильный каучук получают эмульсионной полимеризацией бутадиен,3 и акрилонитрила, Применяемый для изготовления зарядов каучук марки СКН - 40 Т содержит 400 акрилонитрила, является жестким каучуком (жесткость 6 - 12 Н), имеет плотность 0,986 г/см (при 25 С), мол.м. 200000 - 300000 у,е, Каучук растворяется в кетонах, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах.В качестве гибкого подкладочного материала использовали стеклоткань марки Т (ГОСТ 19770-73), Определение эффективности действия, выполненного в виде гибкого мата с основой из ствклоткани, состава термитной смеси проводили в процессе термообработки кольцевых сварных стыков, сваренных из труб 57 х 10 мм по технологической инструкции В СН-83, Для этих целей экзотермический мат накладывался в несколько слоев в зависимости от требуемой массы на сварное соединение, Полученную сборку закрывали слоем высокотемпературной изоляции (каолиновая вата) и фиксировали на трубе в нескольких местах при помощи проволоки. Воспламенение экзотермического заряда осуществляли при помощи термитных спичек, После окончания нагрева остатки сгоревшей смеси удаляли со сварного соединения путем зачистки,1776522 Характеристики составов и термообработанных сварных кольцевых швов определялись по разработанным и утвержденным в промышленности методикам. Результаты испытаний заявляемого технического решения представлены в таблице. Здесь же приведены данные по эффективности состава-прототипа (ГОСТ 18493 - 79), Иэ состава-прототипа готовили тибкие экзотермические заряды размером 1500 х 200 х 10 мм по технологии, описанной в пат. США % 3751308. 1971, В качестве гибкого подкладочного материала использовали стекло- ткань марки Т. Технология приготовления экзотермических матов предусматривала получение Ч-образных канавок требуемых размеров.Из приведенных в таблице данных видно, что как в случае использования для термообработки предлагаемого состава (варианты 1, 2, 3, 4), так и состава-прототипа, удалось при равенстве габаритных размеров изготовленных из них матов снизить остаточное напряжение на 75-80 от исходного значения. Исключение составляет вариант 1, использование которого для термообработки кольцевых швов позволяет Результаты сравнительных испытаний Прототип по ГОСТ 18493-79 52 40 8 50 43 7 38 56 6 26 70 4247614% св.100% 25 73 2 Содержание компонентов в составе,мас оМагниевый порошок Железная окалина Бутадиеннитрильный каучук Лак НЦ - 551 1. Длительность цикла термообработки, ч 2, Расход экзотермического заряда, кг 3. Температура самовоспламенения, С 4. Количество термитных спичек, необходимых для воспламенения,шт,5, Уровень снятия остаточных напряжений 6, Скорость горения заряда, мм/с 7. Плотность заряда,г/см зснизить величину остаточного нап ряжениялишь на 68%. Использование состава(вар.1 - 5) для термообработки трубопроводов позволило в сравнении с прототипом5 сократить расход состава в 1,3-1,7 раза иснизить время термообработки (вар,1 - 4) в1,1 - 3,2 раза. Другим преимуществом предлагаемого изобретения является то, что всравнении с прототипом термитные смеси10 лучше воспламеняются,Формула изобретенияСостав термитной смеси преимущественно для термообработки сварных соединений, содержащий магниевый порошок,15 железную окалину и связующее, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью снижениявремени термообработки, расхода экзотермического заряда и сохранения уровня снятия остаточных сварочных напряжений при20 использовании заряда в виде гибкого матас основой из стеклоткани, состав содержитв качестве связующего бутадиеннитрильный каучук, при следующем соотношениикомпонентов, мас.%;25 Железная окалина 43-70Магниевый порошок 26-50Бутадиеннитрильный каучук 4-7 8 а ианты экзоте мических за я ов