Способ термической обработки сварных соединений

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) Б 14 91 4 9/50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ский. натут В.Г. Грине нк 79(088,8)Е.Н., Короткин И.Мбработка токами высокоВысшая школа, 1970,с. 120-124, рис. 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ(57) Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в машиностроении при изготовлении сварных труб для электростанций. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обработки сварных соединений сложной конфигурации и в труднодоступных местах. Для этого сварное соединение нагревают по периметру трубы на ширину зоны нагрева Ь=(0,6-2,0)Р, где Р - диаметр трубы, на расстоянии от ближайшего края сварного шва 1=4 с =3 10 Т Р.Б, где Т - абсолютная Ж температура нагрева, Б - толщина стен- уки трубы, до температуры на 50-100 С М) ниже начала аустенитного превращения стали. 2 ил., 1 табл.Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в машиностроении при изготовлении сварных труб для электростанБций.Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обработки сварных соединений сложной конфигурации и в труднодоступных местах. 10На фиг. 1 изображена схема проведе ния термообработки углового шва приварки доньппка к коллектору; на фиг,2 схема распределения температур по; длине парового коллектора. 15Изделие (фиг, 1), подлежащее тер мообработке, например паровой коллектор, состоит из распределительнойобечайки 1 с пароотводящими трубами2 и доньппком 3, приваренным к обечайке 1 угловым сварным швом 4.Способ реализуют следующим обра"зом. Изделие подготавливают к термообработке (высокому отпуску) послееварки для чего на основном металле донышка 3 устанавливают источникнагрева (не показан), обеспечивающийего нагрев на ширину Ь, равную О,б 2,0 диаметра В донышка 3. Конкретнаяширина Ь, определенная расчетно-экспериментальным путем, составляет 060,8 В для довппка диаметром до 400, мм,0,8-1,2 1) для труб донышек диаметром400-250 мм и 1-2 Р для доньпнек диаметром 250-60 мм. Минимальные и максимальные значения ширины в приведенныхсоотношениях выбраны из условия обеспечения заданного распределения температур по длине донышка 3, котороеопределяют экспериментальным путем(фиг. 2),В качестве источника нагреваможно испольэовать индукторы индукционного нагрева, нагреватели сопротивления, кольцевые газовые горелки ит.д. Задаваясь определенной величиной 45температуры Т, которая на 50-100 С ниже начала аустенитного превращения исоставляет, например, для стали15 Х 1 М 1 Ф 910-950 С (1183- 1223 К), определяют расстояние 1 от края нагреваемой зоны до ближайшей линии сплавлениясварного шва 4 по формуле1=С т.1"В Б,где Я - толщина стенки доньппка;С - размерный коэфдициент равный310 1/К для стали 15 Х 1 М 1 Ф;Т - абсолютная температура нагрева. Нагрев основного металла до температуры Т не должен вызвать перегреваосновного металла на ширине Ь и должен обеспечить заданное распределениетемпературы по длине сварного соединения,Затем закрепляют источник нагревана заданном расстоянии от ближайшейлинии сплавления сварного шва, включают его и нагревают основной металлдонышка по периметру на ширине Ь.В результате чего основной металл науказанной ширине нагревается до 910950 С, которая снижается на участкедо 740-750 С, а в районе сварногоошва составляет 740-710 С, т,е, заданной температуры термообработки. График распределения температур в сварном соединении представлен на фиг.2.Выдерживают сварное соединение приданной температуре в течение необходимого времени после чего его медленно охлаждают.Перина Ь нагреваемого участка,на котором размещают нагреватель, составляет 0,6-2,0 диаметра трубы. Данная ширина нагрева должна обеспечивать необходимую тепловую инерционность для нагрева термообрабатываемого сварного шва до заданной температуры. С уменьшением диаметра трубыот 252 до 60 мм тепловая инерционность нагреваемого участка при постоянной ширине 11 снижается, поэтому егопырину увеличивают до 2 диаметров Р.С увеличением диаметра Э нагреваемогоучастка (свьппе 400 мм) для уменьшениятепловой инерционности ширину Ь нагреваемого участка уменьшают до О,бдиаметра Б трубы.Указанные значения ширины Ь зонынагрева в зависимости от диаметра Этрубопроводов из перлитых сталей устанавливают экспериментальным путемпри термообработке большого числасварных соединений в процессе монтажа и ремонта оборудования ТЭС.Формулу для расчета расстояния Ьот края нагреваемой зоны до ближайшей линии сплавления сварного соединения определяют на основании экспериментальных данных, полученных притермической обработке оборудованияна ТЭС.П р и м е р 1. Термообрабатывают("отпусками") сварные соединениятрубопроводов иэ стали 15 Х 1 М 1 Ф трехтипоразмеров ф 636 36, 325 " 45 и1439113310 мм, На каждый из трубопроводов с одной стороны от сварного шва надевают нагреватели сопротивления.Ширину нагреваемой зоны для каждого5 типоразмера трубы выбирают как в предлагаемом интервале, так и за его пределами. Расстояние от края нагреваемой зоны до ближайшей зоны сплавления шва (мм) определяют по формуле04 Т Р БПосле термообработки (высокого отпуска) сварных соединений определяют твердость металла шва, по кото рой судят о качестве термообработки. Полученные данные представлены в таблице.Из таблицы видно, что сварные соединения, термообработанные согласно 20 предлагаемому способу, имеют твердость в пределах 180-230 НВ, что свидетельствует о хорошем качестве термообработки. На таком же уровне находится твердость сварных соединений, 2 Б термообработанных в электропечах на специализированном заводе, Термообработка, проведенная с отступлениями от предлагаемых в способе соотношений, приводит или к недоотпуску (НВ= 30 =260), или к разупрочнению (НВ=150),П р и м е р 2, При выбранных в приведенном примере 1 значениях Ь и 1 температуру нагрева основного металла выбирают равной 900 С, т,е. наф100 С ниже начала аустенитного превращения для стали 15 Х 1 М 1 Ф. Температура в районе сварного шва при этом сосотавляет 710 С, т,е. в заданных пределах, рекомендуемых для термообра ботки шва.П р и м е р 3. Температуру нагрева основного металла выбирают при тех же условиях равной 950 С, т,е. на 50 С ниже начала аустенитного пре вращения для той же стали. В этом случае температура в районе сварного 34 4шва 740 С, т.е. также в заданных пределах. За пределами указанного диапазона температуры нагрева основногометалла температура в районе сварногошва не соответствует рекомендуемымзначениям,Способ позволяет обеспечИть проведение термообработки сварных соединений элементов энергооборудования, имеющего сложную конфигурацию, находящихся в труднодоступных местах, беэ ихпредварительного демонтажа, за счетнагрева сварного шва теплопроводностьюот основного металла,Лабораторные исследования распределения температур по длине сварныхсоединений, нагреваемых по предлагаемому способу, показывают, что на всехтипоразмерах труб в районе сварногошва достигается заданная температура.11;чество термообработанных сварныхсоединений практически не уступаетсварным соединениям, термообработаннымв электропечах.Формула изобретенияСпособ термической обработки сварных соединений преимущественно в трубах из стали 15 Х 1 М 1 Ф, включающий локальный нагрев до заданной температуры, выдержку при этой температуре, охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем обработки сварных соединений сложной конфигурации и в труднодоступных местах, нагрев осуществляют по периметру трубы на ширину зоны нагрева Ь=(0,6- 2,0)Р, где Р - диаметр трубы, на расстоянии от ближайшего края сварного соединения 1=3 1 О (1/К) Т.я 5 Б , где Т - абсолютная температура нагрева; Я - толщина стенки трубы, до температуры на 50-100 С ниже начала аустенитного превращения стали.1439134 КОЛ ЕНГтЮР Дог. Р Составитель А.Кулемино Техред М,Дидык ектор МД 1 ароши Редактор Н 1/25ВН 4 ТиражИИПИ Госупо делам13035, Москва П о ка дарственного комитет иэобретений и открыт ,. Ж, Раушская наб СССР д. 4/5 ектная, 4 ул Проиэводственно-полиграфическое предприятие