Способ определения содержания диффузионного водорода в металлических изделиях

(59 С 01 И 7 16 ГОСУРАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ ИОТНРЫТИИ(56) 1, Электроды покрытые. Методопределения содержания диффузионноподвижного водорода в наплавленномметалле. ГОСТ 23338-78,2. ТаЕайаз 111 Е 1 юа 1 К, Ргечепг,1 оп ог ййе Тгапзчегзе сгасКз 1 пНеачу Яес 1 оп Вцг.1 Ме 1 йп 1 епгз ог 2Сг - 1 Мо Ягее 1 й 11 гощ 11 1.ои ТещрегаСцге Роэгие 1 Й Неай Тгеагвепг (йерогС 1).- "Тгапзасг,1 опз ог Ье )аралИе 161 щ 5 ос 1 егу", 1979, ч. 10, Р 1,(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИФФУЗИОННОГО ВОДОРОДА В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ, заключающийся вотделении пробы путем механическойобрабоТки изделия и количественномизмерении диффузионного водорода,о т л и ч а ю щ и й с я тем что,с целью повышения точности и экспрессности определения, отбор пробы осуществляют путем сбора в герметичныйпробоприемник стружки, образующейсяпри механической обработке изделия,при этом время измерения на каждойфиксируемой глубине изделия выбираютравным времени полного выделения водорода из собранной стружки,Изобретение относится к машино-.строению, преимущественна к сваркеи другим видспМ обработки металлов,при которых происходит объемное насыщение иэделий диффузионным водороДОМ о 5При сварке конструкций, особенноиз легированных сталей большой толщины, имеет место значительное насьщенке металла шва и околошавной зоныдиффузионным водородом из атмосферы 10сварочной дуги. Для разработки оптимальной технологии сварки, ограничивающей количество диффузионного водорода в сварном шве нюсе допустимого,. Необходима определение его количества в;Оаэличньх зонах шва,Известен спо(:об определения средПЕО СОДЕР 1 с 11 ИЯ ДИФФУЗ ИОН НО."О ВОДОРОЬ Н МСТЯ.ЛЕ СэсРНОГО 1.па ПРОДУф. мс:.".31 ваюЩ;й каплавкУ мат алла элек 0трсда 1:а пластину, помещение обраэтс В ВНКУУМ 1 Ю УСТНКОВКУ, ВЫДЕРЖКУв ней об-:азца в течение о сут. и измерение колчсства в:;.делившегося водо 25Ода(о данный способ не позволяетапре.",еллт, распределение диффузианНОО ВОДОРОЦа В РсЗЛИЧ 11 ЫХ 3 011 аХ СВЗР-.;: ГО 1 В:Л,Дс П,ЯПапбалее близким и изобретению явля= ся с;О(об,определения содержания " .о Фузио.ного водорода в металличес 3Е.и .,.Час.ТНОС., Б ВаРНсх ОВа, 3 аК.Ючса.С:ИЛЛая В МСХа 1 ИЧЕС Кой С -, Р,эКЕ ОХ.аждЕгна О Да ОТРИЦа ГЕЛЬл;:ых .;-емпера"ур (-50" С, сваркот"О из;,к:.лля сразу после ОкОЙчаня сваркипризматические образцы пробы раз 14 еас"1 б 13 .сОО1О(ледующем его Ота,1грезе, помещении в вакуумную устанав:(у и измерении количества водорода 21.И 13 вестп: - 111 способ не ОблаДает БлсОкай локальной точность;о н Определений.О; ества .в адорода, ."рудоемак и ма.;-и-,;о;лзводттелел па сгед 11 ощлм причиа 1. Чтобь избежать больших потерьводорода прл ,;.еханическай раэрезкеизделия е о предварительна эаморажи -вают до температуры ниже -50 С, когда подвижность водорода становитсянезначи еньной и Он практически не .в,Оляется в атмосферу. Однако пал 1 остьо избежать паГерь ьадарада приэтом не удается, Последний теряетсявследствие чего уменьшается точностьесга ос 3 еду 1 ощго иэмерениЯ Призта чем меньше размеры вырезаемого-.Образца-пробы, тем бол.ше относитель,ные потери водорода. Поэтому вырезают Образцы-пробы объемом 7800 щ, 60Полное выделение водорода 1:э образцов-прс б представляо 11 их приэматическ:е объемы плотнога цельного металла,и л ком;атной температуре заканчивав,ся череэ 5 сът,Цель изобретения - повышение точности и экспрессности определения содержания диффузионного водорода.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения содержания диффузионного водорода в металлических иэделиях, заключающемуся в отделении пробы путем механической обработки изделия и количественном измерении диффузионноговодОрода, отбор пробы осуществляютпутем сбора в герметичный прабоприемник стружки, образующейся при механической обработке изделия, при этомвремя измерения на каждой фиксируемой глубине изделия выбирают равнымвремени полного выделения воцорадаиэ собранной стружки,Повышение точности достигаетсяблагодаря тому, что операция отделения пробу механической обработкойсовмещена с ее сбором в пробоприемник, а следовательно, отсутствуютпотери водорода при механическойобработке, Кроме того, минимальныйразмер пробы не ограничивается возможными потерями при ее отделении,а выбирается в соответствии с чувствительностью прибора для измерения количества выделяющегося водорода. При применении отечественногохроматографа ЛХ 1-8 МД, имеющего точность + 0,001 см, минимальный объемпробы составляет 150 мм,Качественное изменение состоянияпробы.Примененле пробы измельченногометалла в виде стружки вместо образца цельного плотного металла позволяет во много раз сократить время оп-ределения количества водорода в заданной зоне изделия, Это обусловленатем, что выделение водорода из стружки происходит с очень большой скоростью. Практически полное выделениедиФФузионного водорода из пробы общим объемом 150 мм в виде стружкичастицы которой имеют объем около1,5 ы, происходит за 10 мин,причем выделение водорода и Определение его количества начинаются сразупри механическом отделении пробы. Совмещение операций отделения гробы, отбора ее в прабоприемник и определение количества выделившегося во- дорода за короткий период времени исклочает необходимость замораживания из,целия, содержащего диффузионный водород, Поскольку применяется проба в виде стружки, легко извлекаемая иэ заданной зоны изделия, отсутствуют какие-либо "холостые" проходы режущего инструмента, необходимые для извлечения пробы в виде образца цельного платного металла. Все эта снижает трудоемкость определения количества диффузионного водорода приприменении предлагаемого способа по сравнению с известным.При определении диффузионного ьодорода в сварных швах по предлагаемому способу исследовался стыковой многослойный сварной шов после окончания сварки и через некоторый пери- од после сварки.П р и м е р 1. Стальные пластины толщиной 22 мм сваривают ручной дуговой сваркой покрытыми электродами 0 марки 48-Н-П металл шва СВГН 2 МТ) встык шестью слоями в Х-образную разделку. Слои укладывают поочередно в верхнюю и нижнюю части разделки. После охлаждения сварного шва до 15 комнатной температуры на нем закрепляют устройство, реализующее предлагаемый способ определения распределения водорода по высоте шва.На чертеже показана схема устрой О ства.устройство крепится на образцы 1 и состоит из корпуса 2, через отверстие которого вводится сверло 3. В корпусе имеется полость с запирайщей жидкостью (дистиллированная вода) 4, Для предотвращения вытекания жидкости иэ корпуса 2 служит прокладка 5 и сальниковое уплотнение б. Во-, дород, выделившийся из стружки, собирается в полости над запирающей жидкостью 4. Газоноситель продувают через трубку 7. Захватывая водород, гаэоноситель через трубку 8 поступает на хроматограф.Сверление шва выполняют последовательно на глубину 5, 10, 15 и 20 мм и берут четыре пробыв.различных зонах шва по высоте его центральной оси приведены в таблице.1Таблица 2г Количество диффузионного.водорода, см //100 г Расстояние отвнешней поверхностишва до измеряемойзоны шва, мм 0,950 1,155 1,425 0,785 10 15 20 Суммарное время измерений составляет 45 мин.В результате проведенных экспериментов установлены оптимальные режимы сверления: диаметр сверла из быстрорежущей стали (РбМ 5) 6-7 мм, частота вращения сверла 600 об/мин подача 0,1 мм/об.Использование предлагаемого способа определения распределения диффузионного водорода в изделиях, насыщенных водородом, преимущественно в сварных швах, обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества:возможность определения содержания водорода в различных зонах сварного шва непосредственно на свапном изделии беэ полной его разрезки с последующей подваркой образовавшегося отверстия, а не на образце-свидетеле как принято в известном способе;корректировку режима сварки в процессе изготовления иэделия с целью снижения содержания водорода в шве ниже допустимого (а не задолго .до начала изготовления изделия как позволяет известный способ, что может привести к различию данных пробы и действительным содер:канием водорода в швах вследствие различия климатических условий сварки - абсолютной влажности, давления, температуры окружающего воздуха)увеличение точности определения содержания водорода в шве и, следовательно, уменьшение допуска на 40 45 Таблица 1 Количество диффузионного водорода,см/100 г.Расстояние от внешней поверхности шва до измеряемой.зоны шва, мм 1,75 1,35 2,45 10 60 15 20 2,85 В табл.1 показаны результаты распределения диффузионного водорода в различных зонах шва по высоте его в центральной части после окончания сварки. Суммарное время измерений составляет 45 мин.П р и м е р2. Исследовался стыковой многослойный сварной шов через 8 ч после окончания сварки. Условия сварки и способ определения распределения водорода аналогичны примеру 1,В табл.2 приведены результаты распределения диффузионного водорода по высоте в центральной части шва. через 8 ч после сварки.1073 б 19 Составитель, С. Веловодче нкоРЕдактор М.Петрова ТехредЛ.Микеш Корректор В.ВутягаФ Заказ 316/40 . Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Росударственного комитета СССРпо делам изобретений,и открытий113035, Москва, Ж, Раушскай наб., д.4/5ееЮнееюювееЮае т ефилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 регулнрование параметров режима сварки, что, в конечном счете, приводитк пэвьааению надежности швов и снижение затрат электроэнергии на сваркуи подогрев изделия; сокращение кости операции дорода в швах,но, уменьшение Явремени, трудоемопределения воа следовательее стоимос