Способ термической обработки стальных изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Приорите ооцорвтвоааВ ковятвт Йввота Мкянвтров 666 Р яо .донна яэооротоняйя открытяЯ(43) Опубликовано 250478 6 воллетень Эй (45) Лата опубликования описания 29.03 21785.79(72) /1 вторы изобретен и Малашонок, А.В.Ротштейн, А.Л.Готшалк и Е.Ф.Мирющенк роектно-технологический институт Энергомонтажпроект Ц Заявите 54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к термической обработке черных металлов, в частности к термической обработке сварных стыков трубопроводов из нержавеющих сталей.Для изготовления трубопроводов атомных электростанций, работающих с жидкометаллическим теплоносителем, так называемых натриепрозодов, применяют специальные коррозионностойкие стали, например стали марок Х 18 Н 9, Х 16011 МЗ, которые могут противостоять воздействию жидкого ьц.талла, обычно натрия, имеющего высокую температуру. Фья предупреждения локальных разрушений око- лошовной зоны сварные соединения таких трубопроводов термически обрабаты,вают по режиму аустенизации. При про,ведении термообработки необходимо обеспечить защиту рабочей (внутренней) поверхности труб от окисления, Это вызвано тем, что прн эксплуатации трубопроводов с высокотемпературным жидкометаллическим теплоносителем имеет место явление коррозионного переноса массф некоторых химических элементов материала трубы, Установлено, что при увеличении содержания"кислородав поверхностном слое интенсивность фпереноса масс 1 резко увеличивается,Известны способы термической обработки труб из нержавеющих сталей, включающие нагрев, выдержку и охлаждениепри давлении 10 " - 10 Э мм рт.ст. 11.Известен также способ проведениятермической обработки в атмосфере защитного газа после десятикратного промывания печи защитным газом 2).Наиболее близкМм к изобретению яв ляется способ термической обработки,включающий нагрев детали при давлениидо 0,01 мм рт. ст., выдержку при 7001200 фС в присутствии вещества, снижающего нагарообраэование, и охлаждение тя в среде, препятствующей окислению 31,Однако обеспечить термическую обработку сварных соедийений трубопроводов из нержавеющих сталей известнымиспособами невозможно, так как при Я 9 высоких температурах термообработки порежиму аустенизации (900-1100 фС) стенки трубы не выдерживают нагрузки, воэникающей при создании значительного(до 0,01 мм.рт. ст.) разрежения внут- Я ри трубы. Кроме того, иэ-эа большойдлины натриепровода, превышающей 100 мсложной его конфигурации (разнообразные изгибы и петли ) и переменного сечения (диаметры трубы составляют от ЗО 219 до 820 мм) получить разрежение ниМатериал трубы - сталь Х 18 Н 9. Нагревсварного стыка до 250 фС ведут с одновременным снижением давления в полости трубы до 1 мм рт.ст. далее при нагреве до 500 фС поддерживают такое разрежение.,По достижении температуры500 фС трубу Заполняют аргоном маркиА ( ГОСТ 10157-73,) и продолжаютнагревать до 1070 фС. Выдержку при 1070 Ьв течение 1 ч и охлаждение ведут всреде аргона.,Цля получения сравнительных данныхна таких же точно образцах проводяттермическую обработку следующими спософамиг предварительноевакуумированиедо давления 1 мм рт.ст. и термообработ,ка в среде аргона марки Аф; предварительное вакуумирование до давления0,1 мм рт 1 ст. и термообработка в среде аргона марки фАу предварительнаяпятикратная смена объемов аргона марки Аф при расходе 75 л/мин и термообработка в среде аргона,Бо всех случаях режимы нагрева, выдержки и охлаждения аналогичнц указанным выше.После проведения термической обработки определяют содержание кислорода вповерхностном слое металла образцов.Одновременно учитывают общее времяпроведения процесса. Полученные данные приведены в таблице.Из данных таблицы видно, что термооб"работка по предложенному способу .нетолько способствует уменьшению содержания ки.-лорода в окисленном слое,но и 1. позволяет получить меньшее содержание кислорода в поверхностномслое.металла, чем прн термообработке поизвестным способамТаким образом, предложенный способтермической. обработки сварных стыковтрубОпроводов из нержавеющих сталейпоэволяет получить практически неокисленную внутреннюю поверхность трубо"провода, снизить трудозатраты, уменьшить расход защитного газа и сократитьпродолжительность процесса. же 1 мм рт.ст. практически невозможно, По этим же причинам десятикратное прочывание полости трубопровода защитным газом не обеспечивает необходИмой чистоты из-за наличия застойных участков 5Цель изобретения - уменьшитьокис-. ление внутренней поверхности и сократить длительность процесса.Для этого сварной стык нагревают до,температуры аустенизации, при этом Ю нагрев до 230-250 С ведут при одновременном снижении давления в полости трубопровода до 1,0-0,8 мм рт.ст., т.е. до практически достижимого минимальнога давления. Нагрев стыка до ц 470-500 С проводят при поддержании в йолости трубопровода этого давленйя, -после чего заполняют трубопровод защитным газом, имеющим окислительный потенциал йе ниже 0,08-0,1 мм рт.ст, р Затем проводят нагрев до температуры термообработки по режиму аустениза цни, т,е. до 900-1100 фС, выдерживают при этой температуре в течение заданного периода времени и,е 1 слаждают трубу.25Нагрев нержавеющей стали до 230- 250 фС в атмосфере воздуха не вызывает окисления поверхностного слоя металла и в то же время позволяет сократить продолжительность процесса за счет 30 совмещения операций нагрева и откачки воздуха. Дальнейший нагрев до 470-500 С при динамически устойчивом вакууме способствует дегазации адсорбированных на поверхности трубы газов и удалению 35 их из эоны термообработки. В качестве защитного газа может быть использован аргон марки А", содержание кислорода в котором по ГОСТУ 10157-73 сос; тавляет не более 0,003, что эквивалентно разрежению от 0,1 до.0,08 мм рт.ст. Другими словами, окислительный потенциал аргона марки А соответствует разрежению 0,08-0,1 мм рт.ст.П р и м е р. Проводят термическую 45обработку трубы диаметром 820 мм, длиной 5 м, сваренной иэ двух отрезков.603682 0,011 0,010 Исходный материал, не прошедший термообраб 0,015 0,012 0,013 "О, 017 0,014 едлагаемы Термообработка в средеаргона с предварительным вакуумированием до0,1 мм рт.ст 105 0,018 0,018 Термообработка всреде аргона с предварительным вакуумированием до 1 мм рт.ст. 0,064 0,060 Термообработка в аргона с предвари пятикратной смено аргона при расход едельнойобъемов .75 л/мнн 1,63 Формула изобретения 230-250 фС снижают давление в полости,35 трубопровода до 1,0-0,8 мм рт.ст., нагСпособ термической обработки сталь" рев до 470-500 еС ведут при поддержанииных изделий, преимущественно сварных указанного давления, после чего заполсоединений трубопроводов из иержавею- няют полость защитным газом и провощих .сталей, включающий нагрев до тем- . дят нагрев до температуры аустенизации.пературы аустенизации с одновременным 40 Источники информации, принятые вов,.куумированием, выдержку и охлаждение внимание при экспертизе:в защитном газе, о т л И ч а ю щ.и й. Авторское свидетельство СССРс я тем, что с целью уменьшения окис- М 428023, кл. С 21 Э 1/74, 1972,ления внутренней поверхности и сокра-2, журнал ф ; Ьае-Матте юегщномГ"щения продолжительности процесса, свар1973, Вй 22, 9 10, с.385-388,ной стык. нагревают до температуры аус. Патент Японии В 6409, 10 А 710-1,тенизации, при этом при нагреве до 1970,Составитель Т.шевченкоТехред А.Алатырев Корректор Е,Пап едактор Т.фаде Заказ 2009 ЦНИИП24 Тираж 716Государственного комитетапо делам изобретений и3035, Москва, Ж, Раушск ПодписноеСовета Министров СССРткрытий,я наб., д.4/5 филиал ППП фПатент , г.ужгород,ул.Проектная,