Способ изготовления крупногабаритных конструкций из разнородных сталей

йской Федерации товарным знакам омитет Рос тентам 3 ОБРЕТ(7 ) Центральный Иауч 1 ю-исследовательский институт конструкционных материалов(56) Авторское свидетельство СССР Х585927, кл. В 23 К 9/02, 1975.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ(57) Использование: для изготовления корпусов реакторов атомных энергетическихустановок водовод я ного типа (ВВЭР), встационарном и транспортном энергомашиностроении для изготовления корпусов реакторов атомных энергетических установок(51) б В 23 К 31/00//В 23 К 103:18 вых и газовых трубин, надводных кораблей и других изделий народного хозяйства, Сущность изобретения: заготовку штатной обечайки. из стали, требующей для получения нормативного уровня вязкости и прочности проведения более высокой 00 температуры отпуска, соединяют с вспомогательны кольцом из свариваемой стали сварочными матсриалами, рекомендуемыми для сварки стали с повышенной температу- (юМ рой отпуска. После отпуска при температурс ниже основного отпуска заготовок из этой стали иа 20 - 30 С производят отрезку вспомогательного кольца и делают разделку сварного шва, оставляя иа торце штатной обечайкй наплавленный металл толщиной 8 - 12 мм. Далее производят сварку данной заготовки со стороны на- )фф правленного металла с заготовкой из металла с более низкой регламентированной температурой отпуска и производят отпуск в соответствии с требованиями технологии для приваривасмой заготовки. 2 ил., 1 табл.Изобретение относится к способу изготовления крупногабаритных изделий, преимущественно цилиндрической формы, в том числе для изготовления корпусов реакторов атомных энергетических установок водоводяного типа (ВВЭР) и может применяться в стационарном и транспортном энергомашиностроении для изготовления корпусов реакторов атомных энергетических установок (АЭУ) ледоколов сухогрузов, роторов паровых и газовых турбин, надводных кораблей и других иэделиях народного хозяйства, где требуется применение нераэъемных соединений иэ сталей различной отпускоустойчивости, т.е. у которых требуемый уровень свойств достигается при различной температуре отпуска,Целью изобретения является разработка технологии создания неразъемного соединения крупногабаритных конструкций из разнородных сталей с различной температурой регламентированного основного и послесварочного отпуска, при котором обеспечивается высокий уровень вязкости и пластичности металла околошовной эоны сварного соединения при сохранении заданного уровня прочностных свойств основного металла заготовок, увеличение расчетного ресурса.Поставленная цель достигается тем, что заготовка штатной обечайки из стали, требуюшей для получения нормативного уровня вязкости и прочности проведения более высокой температуры отпуска, соединяется с вспомогательным кольцом из свариваемой стали, состав которой не ограничен условиями химического состава или механических свойств. Лучше всего применять малолегированную низкоуглеродистую сталь типа 10 Г; 15 Г; 20 Г; 10; 15; 20; 22 К и им аналогичных, но можно применять сталь химического состава, аналогичного основной детали, Соединение осуществляется с помощью сварки ниэкоуглеродистыми материалами, рекомендуемыми для сварки стали с повышенной отпускоустойчивостью в данном случае - сталь 15 Х 2 МФА). Далее производится отпуск этого сваренного полуфабриката при температуре на 20 - ЗО С ниже температуры отпуска основного металла заготовки штатной обечайки (т.е. при 670 - 680 С). Падения прочности основного металла при этом не происходит, температура отпуска достаточна для получения высокого уровня пластичности и вязкости околошовной зоны со стороны металла штатной обечайки,На фиг.1 дана схема корпуса реактора: 1 - обечайки патрубковой эоны; 2 - активная эона; 3 - линия разъема; 4 - сварные швы; на фиг,2 - схема выполнения сварного шваобечаек иэ разнородных сталей; 5 - обечайка активной зоны; 6 - технологическая обечайка (кольцо); 7 - линия отрезки,5 Далее производят отрезку вспомогательного кольца (см.фиг,2) и механическуюобработку наплавленного металла под разделку для последующего соединения соштатной обечайкой из другой марки стали.10 Толщину наплавленного металла оставляютна торце штатной обечайки в пределах 8-12мм от линии сплавления (эта толщина должна соответствовать 1,2 - 1,5 величины эонытермовлияния), Далее производится соеди 15 нение с помощью сварки встык обечайки,имеющей направленный металл на торце,со штатной обечайкой из металла с болеенизкой регламентированной температуройотпуска.20 После соединения двух штатных обечаек производят отпуск этого блока или узлапри температуре соответствующей температуре отпуска стали с меньшей регламентированной температурой отпуска.25 Повторение нагрева до температуры послесварочного отпуска равной температуреосновного отпуска привариваемой заготовки с меньшей отпускоустойчивостью присумме времени основного отпуска и послесЗО варочного не более 45-50 ч не приводит кснижению свойств ниже нормативных, Припервом основном отпуске обеспечиваетсязапас условного предела текучести, необходимый для проведения послесварочного от 35 пуска. При суммировании основного ипослесварочного отпуска по предлагаемойсхеме термообработки сохраняется заданный условный предел текучести.При этом режиме отпуска сохраняется40 уровень прочности метала обечаек двух составов. достигается высокая пластичность ивязкость металла околошовных зон на обеих обечайках, Требуемый уровень свойствнепосредственно металла соединений обес 45 печивается соответствующим подборомсварочных материалов и способа сварки,По заявляемому способу изготовленияизделий было выполнено соединение заготовок обечаек из стали марок 15 Х 2 МФА и50 15 Х 2 НМФА, материал вспомогательногокольца также состоял из стали 12 Х 2 МФА(можно было бы и из другой марки стали),Соединение обечайки из стали15 Х 2 МФА с вспомогательным кольцом про 55 изводилось автоматической сваркой подслоем флюса проволокой марки Св 10 ХМФТУ, После сварки проведен огпускблока обечайки с кольцом при температуре680 С. затем была произведена отрезкавспомо. ательного кольца (в соответствии сагО металла и кэрэ Обечайа зоны ггрисгни Свонсгепагргбо сг 15 ХТНМФАТо СПШЗТ К ) ыг. /Да/ 1 Мегал гнал Ге ОВХТНЫТАУГЧ 1 Тэл "С20Да/ы350 Гатт 20 ХСЧ Т Тэо "С 350 Да/мэ 1 ОШЗ сч,т, с и/м гагэХСЧ 20кда/и Ббв 1 52 55 45-49По элдвлде ыоыу спосо бу После основТсчггегглгурл опуса лэр Г52 55 45 49 2-4 ива и огпу. ккрм при о изве гермообра. богки загого о 45 вака и ог.пуск 1 а 700 С Теыператт/о Т, 90 21720 -2035 После саар кн деалей из 2марок-15 гали С огпу сем 660"С фиг.2) и механическая обработка торца обечайки с наг 2 авленным металлом промежуточного шва для последующего соединения со второй обечайкой,Соединение обечайки из стали 15 Х 2 МФА с наплавленным металлом на кромке и обечайки из стали 15 Х 2 ЕМФА производилось автоматической сваркой под слоем флюса проволокой марки Св 08 ХГНМТА. После сварки был проведен отпуск конструкции при температуре 650 С продолжительностью - 15 ч. Данные по механическим свойствам основного металла, металла шва и околошовной зоны после различных стадий отпуска по заявляемому способу и известному приведены в таблице,Рассмотрение результатов испытаний, помещенных в таблице, показывает, что по заявляемому способу достигается более высокий уровень прочностных свойств металла обечайки патрубковой зоны и металла шва (на 20 - 22) при высоки,". значениях пластичности и вязкости металла шва и основного металла,Ь противном случае (т,е. при применении известной технологии) недопустимо снижаются прочностные характеристики металла обечаек зоны патрубков. Для компенсации этого падения прочности необходимо увеличивать толщину этих деталей на Зоны иселедованн Обечайка агиеной эоны сг 15 Х 2 МФА К Д 100 - 120 мм, В свою очередь это приведет к значительному увеличению веса, ухудшению условий термической проработки при закалке и дополнительному снижению 5 свойств при термической обработке, удорожанию корпуса реактора. усложнению или отсутствитс возможности транспортировки в связи с существующими ограничениями на весогабаритные характеристики, При 10 расчете на работоспособность по условиюаварийного охлаждения корпус реактора.выполненный по известному способу, может не удовлетворять требованию по сопротивлению хрупкому разрушению.15 Использование предлагаемого способасоединения крупногабаритных заготовок при изготовлении корпуса атомного реактора по сравнению с существующими способами имеет следующие преимущества;20 увеличивается гарантированный расчетныйсрок эксплуатации корпуса реактора, а следовательно и целого блока АЭС в 2 раза (с 30 до 60 лет); повышается безопасность и надежность работы корпуса и АЭС в целом;25 снижаются весогабаритные характеристикикорпуса атомного реактора: значительно уменьшаются затраты на ремонтные работы, связанные с заменой основного оборудования при окончании срока эксплуатации 30 по старым нормативам.1823326 Фиг Составитель Г. ТютченковаТехред М,Моргентал Обручар ррек Редактор Г. Мельникова о писное з 152 Тираж П д НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ, включающий сборку стыкуемых заготовок с использованием п роста вки, сварку плавящимся электродом и термообработку, отличающийся тем, что, с целью увеличения расчетного ресурса и сохранения заданного уровня прочностных свойств заготовок, изготовленных из разнородных сталей, требующих различных режимов отпуска после сварки и воэможности изготовления иэ них сварной конструкции регламентированной прочности, к заготовке иэ стали с более высокой температурой отпуска приваривают проставку в виде вспомогательного кольца из свариваемой стали, имеющей температуру отпуска на 20 - 30 С ниже температуры регламентированного основного отпуска заготовки стали, затем отрезку вспомогательного кольца и формирование в металле вспомогательного шва разделки под сварку с заготовкой иэ стали с более низкой температурой 10 отпуска, при этом остаток толщинывспомогательного шва составляет от линии сплавления 1.2 - 1,5 величины зоны термического влияния при режиме 15сварки основных деталей, после чего осуществляют сварку заготовок и отпуск при температуре не выше температуры регламентируемого основного отпуска заготовки из стали с более низкой температурой отпуска.