Способ термической обработки сварных соединений из аустенитно-перлитных биметаллов

(9), ( ) 1)5 С 21 О 9/50 Е ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Корольков П.М. Термическая обработкакорпусного оборудования на монтаже ТЭСи АЭС. Экспресс-информация. Энергетика иэлектрификация, Сер, "Сварочные работы вэнергетическом строительстве", ЦНТИЭиЭ.В ып. 3, М., 1987, с, 21 - 22.(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИСВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ АУСТЕНИТНО-ПЕРЛИТНЫХ БИМЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к термическойобработке сварных соединений из аустенитно-перлитных биметаллов и может быть использовано в различных отрасляхнародного хозяйства, в частности в тяжелом Изобретение относится к термической обработке сварных соединений из аустенитно-перлитных биметаллов и может быть использользовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в тяжелом и энергетическом машиностроении, химической промышленности и особенно в атомной энергетике для обработки сварных соединений трубопроводов и оборудования АЭС.Цельюние зксплуасоединенипо всей тол изобретения является повышетационной надежности сварныхи путем снижения напряженийщине сварного соединения. и энергетическом машиностроении, химической промышленности, и особенно в атомной энергетике для обработки сварных соединений трубопроводов и оборудования АЭС, Цель - повышение эксплуатационной надежности путем снижения напряжений по всей толщине сварного соединения, Способ термообработки включает нагрев сварного соединения до 620-660 С, выдержку и охлаждение до комнатной температуры в две стадии: сохраняя перлитный металл при 620-600 С, охлаждают аустенитный металл до температуры, меньшей температуры 620-660 С в а,/ап раз, после чего осуществляют одновременное охлаждение, причем скорость охлаждения аустенитного металла меньше скорости охлаждения перлитного металла в а/ап раз, гдеа иап -соответственно температурные коэффициенты расширения аустенитного и перлитного металлов. 1 ил 1 табл,Сущность способа заключается в том, что после выдержки при температуре высокого отпуска охлаждают аустенитный металл сначала до нижнего предела опасного диапазона температур со скоростью 110 - 130 град/ч и затем со штатной скоростью до температуры, меньшей температуры высокого отпуска перлитного металла в а/а раз, при сохранении перлитного металла при температуре высокого отпуска, что позволяет создать по всей толщине биметалла до последующего одновременного охлаждения перлитного и аустенитного металлов такое распределение температур, чтобы длялюбых слоев биметалла выполнялось равенство температурных деформаций:о 1 Т =а+1 Т +1, (1)а 1,+ 1 - температурные коэффициентырасширения в 1-м и (+1)-й слоях;Т 1, Тн 1 - температуры слоев металла,При этом температурные деформацииаустенитного металла протекают достаточно свободно, так как прочность перлитногометалла при температуре высокого отпускапонижена,Осуществление одновременного ох-лаждения до комнатной температуры аустенитного и перлитного металлов соскоростью охлаждения первого, меньшейскорости охлаждения второго в ав/ап раз,обеспечивает равенство температурных деформаций слоев по асей толщине биметалла;а ЛТ =а+ЬТ +1, (2)где ЬТьЬ Т+ - изменения температурыслоев биметалла.На чертеже приведена схема расположения слоев биметалла, для которых выполняется условие равенства температурныхдеформаций. Применительно к сварнымстыковым соединениям биметаллическихтруб - это поверхности концентрически расположенных относительно продольной осицилиндров радиусом йц+1 причемЙвнутрЙ 1ВвненнП р и м е р . Термическая обработкакольцевых сварных соединений натурныхобразцов трубопроводов Ду 850 энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР. Образцыпредставляют собой трубы из аустенитноперлитного биметалла с наружным диамером 990 мм, толщиной стенки 70 мм.Перлитный металл - сталь 1 ОНГ 2 МФА толщиной 64 мм (снаружи трубы), аустенитныйметалл - сталь ЭИтолщиной 6 мм (внутри трубы). Корневые слои разделки подсварку в перлитном металле выполняют аргонодуговой сваркой проволокой Св -08 Г 2 С, Заполнение разделки в перлитномметалле проводят электродами ПТ-ЗО, а ваустенитном металле - электродами 3 И 0-8,Согласно изобретению проводят нагрев сварного соединения до 550 - 570 С со скоростью 80-100 град/ч, и затем до температуры высокого отпуска перлитного металла 620-660 С со скоростью 110 - 130 град/ч, Выдерживают сварное соединение при 620-660 С в течение 7 ч для релаксации напряжений в стали 1 ОГН 2 МФА и затем проводят охлаждение (подстуживание) только аустенитного металла (сталь ЭИ) со скоростью 110-130 град/ч до 550-750 С и далее со скоростью 40 - 50 град/ч до 407420 С, меньшей температуры высокого отпуска перлитного металла в сЬ/ап раз:(ап = 12 10 6 1/град).10 После этого проводят одновременноеохлаждение до комнатной температурыаустенитного и перлитного металлов, причем первый охлаждают со скоростью 3555 град/ч в ав/ап раз меньшей, чем второй,15 скорость охлаждения которого составляет50-80 град/ч,Термическую обработку осуществляютс использованием известных устройств,Для нагрева применяют индукционный на 20 греватель, который располагают снаружитрубы. Охлаждение аустенитного металлаосуществляют при помощи вентилятора, установленного у одного из торцов трубы; регулирование .скорости охлаждения25 проводят изменением расхода воздуха, Дляконтроля параметров термообработки используют обычные контрольные приборы,В таблице приведены экспериментальные данные, показывающие в сравне 30 нии с известным способом снижениеостаточных напряжений при проведениитермической обработки согласно предлагаемому способу.Проведение термической обработки по35 предлагаемому способу позволяет значительно снизить остаточные напряжения всравнении с известным, Напряжения на внешней поверхности перлитного металла (сталь10 ГН 2 МФА) составляют соответственно 10,8 и40 12 кгс/мм 2, в слоях, примыкающих к аустенитному металлу, 19 и 38 кгс/мм 2, в аустенитномметалле (сталь ЭИ) 18 и 36 кгс/мм 2, Приэтом проведение нагрева и охлаждения в диапазоне температур (550-570) - (620-660)0 С соскоростью 110 - 130 град/ч позволяет предотвратить разрушения в аустенитном металле.Снижение остаточных напряжений всварных соединениях из аустенитно-перлитных биметаллов, а также предотвраще 50 ние разрушения аустенитного металлаповышают эксплуатационную надежностьсоединений, также практически исключается коррозионное растрескивание на поверхности аустенитного металла.55 Формула изобретенияСпособ термической обработки сварных соединений из аустенитно-перлитныхбиметаллов включающий нагрев до температуры высокого отпуска перлитного металла 620-660 С с разными скоростями,температуры, меньшей температуры высокого отпуска перлитного металла в а,/ап раз, после чего охлаждение ведут, одновременно обоих металлов, причем аустенитный металл охлаждают со скоростью в а/ап раэ меньшей, чем перлитный, где аЪ и ап соответственно, температурные коэффициенты расширения аустенитного и перлитного металлов. выдержку и охлаждение с разнымискоростями до комнатной температуры, о т л и-ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияэксплуатационной надежности путем снижения напряжений по всей толщине сварного 5соединения, нагрев от 550-570 С ведут соскоростью 110-130 град/ч, а охлаждают сначала аустенитный металл со скоростью 110 -130 град/ч до 550-570 С и затем - до Результаты металл ографических исследований У овень нап яжения, кгс/мм Вариант на внешней поверхности перлитного металла в аустенитном металлев слоях, примыкающих к аустенитному металлу е агаемый спосо Разрушений нет 18 А =110 град/ч; В =сз/йп10,8 19 Разрушений нет 18 10,8 Разрушения ваустенитном металле по границам зерен вместах выделения карбидов Надрывы на границе перлит- аустенит 19 18 10,8 Разрушений нет 28,8 30,4 10,8 То же 27 10,8 28,5 30,4 27 10,8 28 30 10,8 Известный способ12 38 36 П р и меча н и е. А - скорость нагрева и охлаждения вдиапазоне 550-570 620 - 60В - соотношение между температурами охлаждения аустенитного и перлитного металлов настадии одновременного охлаждения (температура подстуживания аустенитного металла Т,С - соотношение между скоростями охлаждения аустенитного и перлитного металлов настадии одновременного охлаждения,1650734 ектор В. Гирняк аказ 1585 Тираж 401 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,ул,Гагарина, 101 оизво Зд 2 О бИ,ю/юи Составитель Т, Бердышевседактор Н, Гунько Техред М,Моргентал Зд О л/иД