Способ термической обработки сварных труб

1к ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ и 1,7 О 3584 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Веударвтввнный коомитвт СССР аа дедам изобретений н открытийДата опубликования описанкя 20,12,79(72) Авторри изобретения Л. Г. Поздняков, К, Ф, Стародубов, И, И. Пичурин. и В. А. Атаманенко Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКСЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ ТРУБ Изобретение относится к области термической обработки электросварных труббольшого диаметра,Известен способ термической обработки электросварных изделий, например,сварных труб, включающий локальный на 5грев сварного соединения, с целью первичной перекристаллизации.И 1.Указанный способ не позволяет получйть высокие механические свойства из 1 оделия,и гарантировать его качество вследствие образования высокйх остаточныхнапряжений и дефектов в виде трещин, образующихся при ускоренном охлаждениисварною соединенияот температур перекристаллизации в результате образования мартенситобейнитных структур.Наиболее близким по техническому решению является способ термической обработки сварных иэделий, например труб,включающий локальный нагрев сварногошва до температуры аустенитизации, ускоренное охлаждение сварного шва доХ 50-200 С, ускоренный нагрев и ускоренное охлаждение и отпуск всего изделия 21.Укаэанный способ термической обработки сварных труб обладает недостатком, который состоит в том, что при ускоренном локальном охлаждении сварного шва до 150-200 фС от температуры аустенитизации в сварном соединении возникают остаточные напряжения большой величины, которые приводят к появлению закалочных трещин в результате образования в сварном соединении структур типа мартенсита и нижнего бейнита, Указанные структуры образуются при ускоренном охлаждении сварного соео динения до температур 150-200 С, лежащих ниже точки Мн начала мартенситного превращения, Точка Мн для низколегированных сталей типа 17 Г 1 С и 17 Г 2 СФ, применяемых для изготовления электросварных труб, лежит при температуре 380-400 С, При последующей термообработке труб укаэанные трещины не ликвидируются, в результате чегощеф .3 7механические свойства и конструктивнаяадежность труб понижаются, Крометбгов результате образования высоких ло -кальных напряжений в сварном соединении, происходит поводка труб и потерягеометрических размеров, качество трубпри этом снижается.Целью настоящего изобретения является повышение ударной вязкости сварного соединения и конструктивной надежности труб.Согласно изобретению поставленнаяцель достигается тем, что охлаждениесварного шва производят ускоренно дотемпературы Мн + (10 - 30 С), послечего охлаждение до комнатной температуры проводят на воздухе.Ускоренйое охлаждение сварного соединения от температуры аустенитиэации до температуры выше точки Мн + (10 -о30 С), как это предусматривается поновому способу, исключает образованиеструктур мартенсита или бейнита, чтопредотвращает образование закалочныхтрещйн в сварном соединении труб, ПриэТом перекристаллизация переохлажденного до температуры выше точки Мн нао10-30 С аустенита идет с образованиеммелкозернистой структуры фазовой перекристаллизации (резко увеличиваетсячисло центров кристаллизации), в результате чего. зерно измельчается, ударнаявязкость, хладостойкость и конструкционная надежность труб повышается,Выбранная величина интервала (10 о30 С) является практически достаточной для контроля ее в условиях производства и исключает переохлаждениеаустенита ниже точки Мн при выполнении предложенных режимов в заводскихусловиях, а колебания в указанном интервале температур практически не ока" зывают влияния на уровень механических свойств сварного соединения.Последующее медленное охлаждениеот температуры Мн + (10-30 С) навоздухе приводит к снятию остаточныхнапряжений в сварном соединении, чтотакже способствует улучшению качества иэделий, Кроме тогс, укаэанный режим замедленного охлаждения свар" ноЖ соединения способствует прохождению более полной перекристаллизации,так как при ускоренном охлаждении ипри образовании, например, бейнитныхструктур, распад аустенита полностьюне заканчивается и в структуре обнару 035844 живается остаточный аустенит. При охлаЖдении на воздухе от температур нао10-30 С выше Мн распад аустенитапроисходит более полно,Описываемый способ, например, применительно к сварным трубам большогодиаметра из стали 16 ГБР, 16 ГФР,17 Г 1 С и 17 Г 2 СФ и др. сталей, включаетускоренный нагрев зоны сварного соеди 11 нения до 900-1000 С,ускоренное охлаж 0дение шва и прилегающей зоны водянымдушем до температуры Мн + (10-30 С)с последующим охлаждением на воздухедо цеховой температуры, нагрев всей15 трубы до температуры аустени "изации,закалку и отпуск трубы при температуре600-720 С,П р и м е р. Проводили термическуюобработку газопроводных труб диаметром20 1020 Х 9 мм из низколегированной стали17 Г 2 Сф химического состава 0,17% углерода, 1,38% марганца, 0,50% кремния,0,21% серы, 0,019% фосфора, 0,1% хрома, 0 09% никеля, 0,045% ванадия,25 остальное - железо, Критические точкистали 17 Г 2 Сф Ас 850 С, Ас = 720 СМн - 380 С.Трубы проходили следующую обработку: индуктором ускоренно нагревали сварЗ 0 ной шов и прилегающую зону до температуры аустенитизации 950 С (Ас +о,+ 100 С), после чего сварной шов охлаждали водяным душем при темдератуоре воды 15 С до температуры 400 СоЗ 5 (Мн + 20 С), затем охлаждение до комнатной температуры проводили на воздухе после чего нагревали всю трубу впроходной секционной печи скоростногонагрева до температуры 920 С (Ас 5+400+ 70 С), закаливали водой в радиальнощелевом спрейере при 15 С и производиОли отпуск всей трубы при температуре700 С.Для получения сравнительных данных45проводили термическую обработку однотипных труб, изготовленных из этой жестали по известному способу; нагревалисварной шов до температуры 950 С, охлаждали водой при температуре 15 С50 одо температуры 170 С, ускоренно нагревали до температуры 920 С, ускореннооохлаждали (закалка) и отпускали всетрубы при температуре 700 С, Механи 55ческие свойства металлаи сварного шватруб, обработанных по известному и предлагаемому способам приведены в таблице,7703584 8Анализ табличных данных показывает, ускоренное охлаждение, ускоренный нагревчто термическая обработка по преллагае до температуры аустенитизации, закалкумому способу обеспечивает повышение и отпуск всей. отрубы, о.т л и ч а юударной вязкости сварного соединениящ и й с я тем,чго,сцелыодовыщенияударпри отрицательной температуре при не-)юйвязкостисварногосоединенияиконструккотором повышении его прочности, т,е; тивной надежности труб ускоренное охлажповышается конструктивная надежность дение сварного шва пронзводят до темпе;трубы. ратуры Мн + 10-30 С, после чего охпажОдение производят на воздухе.1 ОИсточники информации,формула изобретения принятые во внимание при экспертизе1. Автоматическая сварка, 1966,Способ термической обработки сварных4, с. 13-14.труб, включающий ускоренный нагрев свар. Авторское свидетельство СССРного шва до температуры,аустенитизации,500272- С 21 Э 9/50, 1974.Составитель А, СекейРедактор Т, Авдейчик Техред О. Андрейко Корректор Ю, МакаренкоЗаказ 7764/29 Тираж 653 . ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ПНП 4 Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4