Способ термической обработки сварных соединений

Союз Советских Социапистических Республик(51)М. Кл. С г 1 и 9/50 с присоединением заявки Мф -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30. 06. 80(71) Заявитель Всесоюзный проектно-конструкторский технологическийинститут атомного машиностроения и котлостроения(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Изобретение относится к способам термической обработки сварных соеди нений и может использоваться в любой отрасли машиностроения, например в атомном машиностроении и котлостроении, где необходима местная термообработка сварных соединений крупногабаритных изделий.Известен способ термообработки сварного соединения, по которому наружная поверхность нагревается до 720-750 С с помощью индуктора, а внутренняя - до 500-600 С с помощью нагревательных приборов 11.Одйако таким способом осуществлять 15 местную термообработку крупногабаритных изделий очень дорого и трудоемко, так ясак, во-первых, нагревательные ,элементы часто перегорают, а во-вторых ввести нагревательные элементы 20 во внутрь котельного барабана составляет определенную трудностьИзвестен способ термической обработки сварных швов, по которому снижение перепада температур по толщине изделий достигается теплоиэоляцией внутренней поверхности свариваемых деталей с помощью теплоиэолирующих панелей 2. Недостаток этого способа заключается в том, что панели требуют специальной оснастки и сложных устройствдля удержания их на внутренней поверхности иэделия с определенньм диаметром,Известен также способ обработкисварных швов вертикальных сосудов,заключающийся в том, что нагрев итеплоизоляцию осуществляют посредством нагревательных и теплоизоляционных панелей, которые соединены иукреплены на плавающей опоре для одновременного и синхронного перемещения. Недостатком этого способа является сложность процесса внутренней теплоизоляции, его трудоемкость, так как требует специальных устройств для осуществления термообработки в виде нагревательных и теплоизоляционных панелей, соединенных и укрепленных на плавающей опоре, и механизма для их синхронного перемещения. Кроме того, такой способ теплоизоляции непригоден для местной термообработки сварных швов горизонтальных крупногабаритных иэделий.Цель изобретения - упрощение процесса внутренней теплоизоляции.Это достигается тем, что по предлагаемому способу термической обработки сварных соединений, включающему местный индукционный нагрев и теплоизоляцию внутренней поверхности, последнюю осуществляют методом облива гранулами диаметром 3 - 5 мм из ферромагнитного и теплоизоляционного материалов, которые удерживают на внутренней. поверхности изделий посредством электромагнитного поля индун тора.На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Изделие-барабан 1, сварной шов 2 которого необходимо подвергнуть термообработке, установлено на опорах 3. На сварной шов и прилегающую часть металла наложена асботкань 4, поверх которой намотан гибкий водоохлаждае - мый кабель - индуктор 5. При этом на барабане 1 имеется монтажный лаз 6. в который с помощью гибкого пневмопровода 7 в зону нагрева подают гранулированный теплоизоляционный материал 8, используя метод облива.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Барабан 1 устанавливают на опоры 3, затем вокруг сварного шва наматывают асботкань 4, а потом водоохлаждаемый кабель - индуктор 5, две секции которого запитываются от двух трансформаторов, Подают на кабель напряжение, нагревают барабан до 620 ОС со скоростью 50 С/ч и выдерживают при этой температуре 3 ч,Одновременно с началом выдержки через монтажный лаз 6 с помощью гибкого пневмопровода 7 в зону нагрева подают гранулированный теплоизоляционный материал 8, используя метод облива.Гранулы, попадая в переменное магнитное поле, образованное при подаче на кабель напряжения, на внутренней поверхности барабана удерживаются равномерным слоем до окончания термообработки.Гранулы диаметром 3-5 мм представляют собой смесь теплоизоляцион.ного материала, например каолина и ферромагнитного порошка, или имеющих ферромагнитную сердцевину с нанесенным на ее поверхность теплоизоляционных материалом. Ферромагнитный материИл должен иметь точку Кюри преовышающую 800 С, так как температура отпуска в зависимости от марки стали колеблется от 620 до 750 С. Ферромагнитные гранулы удерживаются на поверхности в виде равномерного слоя эа счет электромагнитного поля индуктора 5.В результате осуществляется тепло- изоляция внутренней поверхности барабана, что снижает градиент температуры по сечению изделия до 30 С.Затем выключают подачу тока наиндуктор, после чего исчезает электромагнитное поле, при этом теплоизоляционные гранулы ссыпаются в нижнюючасть барабана и с помощью того жепневмопровода 7 их откачивают из барабана для последующего использования.Предлагаемый способ был проверенпри высокотемпературном отпуске сварного шва барабана длиной 15 м, диаметром 3000 мм, толщиной стенки100 мм из стали 22 К. Барабан установили на опоры и обмо-.али сварочный 15шов и прилегающую часть металла длиной по 500 мм по обе стороны от шваасботканью АТ, а на нее намоталигибкий водоохлаждаемый кабель в двесекции по 17 витков, с зазором междусекциями 150 мм. Затем индуктор под ключали к двум трасформаторам мощностью по 320 ква.Ток индуктора - 600 А, напряжение - 130 В, частота - 50 Гц. Нагревали сварной шов до 620 ОС со.скород 5 стью 50 С/ч и выдерживали при этойтемпературе 3 ч. Одновременно с началом выдержки через монтажный лаз взону нагрева подавали гранулированный теплоизоляционный материал методом облива. Гранулы получали из ферромагнитного порошка и каолина, взятых в весовом соотношении 1:1 и подвергнутых обжигу при 1200 С. Грану 3лы, попадая в переменное электромагнитное поле с внутренней стороны барабана, удерживались на его поверхности равномерным слоем. По окончании выдержки отключали индуктор,действие электромагнитного поля прекращалось, поэтому теплоизоляционные 40 гранулы ссыпались в нижнюю частьбарабана, после чего их с помощьюпневмотранспорта откачали из барабана.Таким способом можно осуществлятьместную термообработку сварных кольцевых швов крупногабаритных изделийс толщиной стенки более 80 мм, изделий широкого диапазона диаметров инеограниченной длины.Предлагаемый способ термическойобработки связных соединений позволяет по сравнению с существующими способами упростить процесс внутреннейтеплоизоляции за счет удержания теплоизсляционного слоя электромагнитнымполем индуктора при термообработкекрупногабаритных изделий типа барабанов котлов, корпусов реакторов ит д,Кроме того, этот способ позволяет механизировать процесс нанесения и удаления теплоизоляционных гранул посредством пневмотранспорта и дает возможность многократного использования гранул, что позволяет742475 Формула изобретения тель М.Пе пунов Корректор С, Щома Состав Техред актор Л. Лашкова Тираж 60 е одпи Заказ 3410/27 дарственного комитета С изобретений и открытий Ж, Раушская наб.,ЦНИИПИ Госу по делам 113035, Москва/5 Патент, г. Ужгород, улПроектная, 4 Филиал снизить себестоимость процесса термообработки и его трудоемкость. 5Способ термической обработки сварных соединений крупногабаритных изделий, например барабанов, включающий местный индукционный нагрев с одновременной изоляцией внутренней поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса внутренней теплоизоляции,термоизоляцию осуществляют методомоблива гранулами фракции 3-5 мм иэферромагнитного и теплоизоляционногоматериалов, которые удерживают наповерхности иэделий посредством электромагнитного поля индуктора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 1305444, кл, С 21 О 9/50, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 373286, кл . С 21 Э 9/50, 1974.