Современное сварочное оборудование позволяет осуществлять процесс сваривания металла в самых различных условиях окружающей среды.
При этом особого внимания заслуживает сварка при низких температурах воздуха. Такая процедура требует особого внимания со стороны исполнителя.
В первую очередь это касается максимально серьезного отношения к вопросу безопасности и соблюдению технологических инструкций и рекомендаций.
К слову, сварочные работы зимой могут проводиться как профессиональными мастерами-сварщиками, так и любителями.
Конечно же, во втором случае исполнителям таких работ необходимо быть максимально внимательными и осторожными, учитывая особенности нагрева металла на морозном воздухе.
Основная сложность заключается в том, что расплавленная металлическая масса значительно быстрее остывает и кристаллизируется.
Кроме того, при воздействии низких температур сварка металлов осложняется еще и тем, что меняются свойства и характеристики самого материала. Так, на морозе происходит изменение свойств стального сплава и других металлических соединений.
В итоге это сказывается на качестве создаваемого сварочного шва.
Не стоит забывать и о том, что в зимнее время мастеру сварщику приходиться использовать не только средства индивидуальной защиты, но и одевать на себя громоздкие теплые вещи, что значительно затрудняет и замедляет его движения.
Основные рекомендации для сварки при низких температурах
Для того чтобы обеспечить максимально качественный результат при проведении сварочных работ в зимнее время опытные специалисты рекомендуют придерживаться следующих рекомендаций:
- Очистка свариваемых деталей от снега. Снег и лед являются врагами любого сварочного аппарата. Считается, что минимальное расстояние между снежными сугробами и местом сварки должно составлять около 1 метра. Если же это не так, то следует заранее позаботиться об очистке свариваемых предметов от снега и ледяной корки.
- Обеспечить предварительный прогрев. При относительно небольшом морозе (порядка – 20 градусов по Цельсию) следует прогревать металл в месте его соединения до 120-160 градусов по Цельсию (до 10 сантиметров с каждого конца). Но это не относится к тем металлам, которые обладают особенно низким критическим температурным интервалом хрупкости, например, к меди или алюминию. Их можно сваривать при отрицательной температуре воздуха без использования предварительного нагрева.
- Использовать подходящий режим для сварки на морозе. При работе со сварочным оборудованием на отрытом воздухе зимой следует применять постоянный электрический ток обратной полярности.
Какую роль играют газы в процессе сварки при отрицательных температурах?
Большое распространение при проведении сварочных газов зимой получили смеси технических газов, используемые для создания защитной среды. К примеру, это может быть смесь углекислого газа и аргона. Кроме того, для создания газовой ванны при сварке применяются такие технические газы, как гелий, водород и кислород.
В целом процесс сварки на морозе с использованием защитной газовой среды должен выполняться с соблюдением общих рекомендаций, в том числе с выполнением предварительного прогрева металла и сварочной проволоки, а также очисткой свариваемых деталей от снега и влаги.
В то же время использование подходящей сварочной смеси газов позволяет улучшить качество сварки, обеспечив струйный перенос металла, создание пластичного и плотного шва, очищение металла и подходящий уровень проникновения в деталь в зависимости от ее толщины. Грамотный выбор защитной среды повысит скорость процесса сварки и снизит количество выделяемого дыма и брызг.
Подробнее о выборе газов и газовых смесей для различных видов сварки и типов материала вы можете узнать в нашей статье.
Как должна проводиться сварка стали при низких температурах?
Если температура воздуха опускается ниже отметки в ноль градусов, то в этом случае можно проводить сварку деталей, созданных из стальных сплавов до класса C52/40 включительно. При этом нужно учитывать реальную температуру самого стального изделия, а не воздуха, так как разница температур между металлом и окружающей его средой может быть существенной.
Изделия из углеродистой стали, толщина которых не превышает 30 мм, можно сваривать с использованием ручного или же полуавтоматического метода в тех случаях, когда температура воздуха составляет не ниже -20 градусов по Цельсию.
К слову, при таком же температурном показателе можно осуществлять сваривание деталей из низколегированных сталей, обладающих небольшой толщиной (до 16 мм).
Если же толщина изделий из низколегированной стали превышает данную отметку, то сварка при отрицательных температурах может проводиться лишь в тех случаях, когда воздух охлажден не более чем до -10, а в некоторых случаях до 0 градусов.
Когда речь заходит о других условиях, то в этом случае следует обязательно проводить предварительный нагрев стального сплава в том месте, где будет осуществляться сварка. Нагревать металл нужно до температуры от 120 до 160 градусов по Цельсию. При этом прогреваться материал должен с обеих сторон стыка и охватом до 10 см.
В некоторых случаях сварку стали можно проводить и при экстремально низких температурах, например, даже при -40 градусах по Цельсию.
В этом случае вырубка дефектов швов (как и самого металлического сплава) может проводиться после того, как соответствующий участок металла будет нагрет до температуры порядка 110 градусов по Цельсию.
А вот заварка дефектов швов может выполняться, когда соответствующий участок будет подогрет до температуры около 210 градусов по Цельсию.
Что касается способов подогрева стального сплава перед сваркой, то для достижения требуемого результата может использоваться газокислородная или пропановая сварочная горелка. Проверить, нагрелся ли металл до нужной температуры, можно с использованием термокарандашей, специальной термокраски или же контактных термопар.
При сварке нержавеющей стали не стоит забывать и об общих рекомендациях к такому процессу, ознакомиться с которыми можно здесь.
В заключение
Процесс сварки в зимний период имеет свои особенности, однако нужно не забывать про общие рекомендации по обеспечению работы — обеспечение комфортных условий работы для мастера сварщика, чередование режима труда и отдыха, обеспечение укрытия детали от осадков, соблюдение режимов сварки и техники безопасности. Вы можете прочесть также наш отдельный материал, посвященный теме обслуживания сварочного оборудования.
Также стоит отметить, что грамотный подбор защитных газов или смесей – это ключ к качеству выполнения работ. При необходимости ознакомиться с предложениями о продаже технических газов и газовых смесей вы можете на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ», проследовав по ссылке https://idealgaz.ru/.
Особенности сварки зимой
В чем трудности зимней сварки
Главный вопрос, встающий перед сварщиком в зимний период: как обеспечить нужное качество шва в условиях минусовых температур? Холод непосредственно влияет на сварочные процессы, и это выражается в следующем.
- При низких температурах металл шва остывает и кристаллизуется значительно быстрее.
- Вследствие этого неметаллические включения, содержащиеся в сварочной ванне, не успевают перейти в состояние шлаковой корки и частично остаются в металле.
- Также из металла шва не успевает выйти весь водород и другие газы. И то, и другое приводит к появлению в нем пор и кристаллизационных трещин.
- Интенсивный отвод тепла от зоны сварки становится причиной плохого проплавления кромок: металл не заполняет полностью соединение, результат – непровар шва.
- Конденсат на поверхности деталей или стержней также приводит в тому, что в процессе сварки в металле образуется больше водорода, соответственно вырастают риски образования пор.
Сварка зимой на улице осуществляется с использованием электродов, которые сводят образование пор к нулю, обеспечивая высокую ударную вязкость и пластичность металла.
Холод может негативно влиять и на работу инвертора. Однако такое воздействие ограниченно и проявляется только с одной стороны (об этом далее).
Какие электроды используются для зимней сварки
- Э42А, Э46А – для сварки низкоуглеродистых сталей;
- Э46А, Э50А, Э60, Э70 – для соединения деталей из низколегированных сталей.
В ряду широко применяемых марок – УОНИ-13/65 (Э60), УОНИ-13/45A (Э46А), УОНИ-13/45, ЦУ-6, ОЗС-2 (Э42А), УОНИ-13/55 (Э50А), АНП-2 (Э70) и некоторые другие. Это электроды с основным покрытием, которые обеспечивают высокую ударную вязкость в условиях отрицательных температур.
Некоторые рекомендации по сварке зимой
- Перед выполнением работ свариваемые детали очищаются от снега и льда, негативно влияющих на работу аппарата и качество шва (способствуют выделению водорода и образованию пор в металле). Кромки тщательно зачищаются от ржавчины, окалины и загрязнений.
- При морозе от -20°C детали необходимо прогреть до 120–160 °C в месте соединения на ширину до 100 мм по обе стороны будущего сварного шва. Сделать это можно с помощью пропановой или газокислородной горелки. Посредством электронной контактной термопары или термокарандаша можно проверить, нагрелся ли металл до нужной температуры.
- В предварительном прогреве не нуждаются свариваемые детали из меди, алюминия, хромоникелевых сталей, поскольку эти металлы и сплавы отличаются крайне невысоким критическим температурным интервалом хрупкости.
- Зимняя сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности.
- ММА-сварка деталей из углеродистой стали толщиной до 30 мм может выполняться, если температура воздуха не ниже -20°C. Тот же температурный показатель допустим, если свариваются изделия из низколегированной стали толщиной до 16 мм. Если речь идет о более толстых деталях, температурный порог должен быть выше – до -10 °C, а в ряде случаев и до 0 градусов.
- Рекомендуется выполнять сварку на повышенных (на 10–15%) токах, при этом скорость движения электрода лучше снизить примерно на такие же показатели.
- По возможности в условиях низкой температуры следует избегать сварки деталей с резким переходом их толщин в зоне проваривания. Также лучше не сваривать детали (за исключением рядовых конструкций) с пересечением сварных швов или с их большим скоплением из-за рисков хрупкости будущей конструкции.
Минусовые температуры могут оказывать свое негативное влияние и на работоспособность самого сварщика, поэтому для выполнения работ в промышленных условиях необходима специальная зимняя экипировка.
Об использовании инверторов в зимнее время
Напротив, если сварку необходимо продолжить в отапливаемом помещении, сварочный аппарат не рекомендуется включать сразу после его переноса из холода в тепло. Лучше продолжить работы через 2–3 часа – после того, как внутри него испарится конденсат. Если вы не уверены в качестве влагозащитного покрытия электроники платы – сразу включать инвертор однозначно не стоит.
Приборами бытового назначения не рекомендуется сваривать детали при более низких температурах. Для этого применяется профессиональная техника, которая может варить на морозе – вплоть до -40…-50 °C (температура указывается в паспорте аппарата). Электронные компоненты в ней рассчитаны на безотказную работу в границах указанных значений.
Электроды МЭЗ для зимней сварки
В каталоге Магнитогорского электродного завода представлен широкий выбор электродов МЭЗ для выполнения сварочных работ зимой.
Продукция сертифицирована и аттестована Национальной ассоциацией контроля сварки (НАКС).
Электроды МЭЗ для работы при минусовых температурах широко используются на объектах партнеров Магнитогорского завода – ПАО «Газпром», группы «Алроса», ОАО «Туполев», ПАО «Татнефть» и других организаций.
Возможно, вас заинтересует
Сварка при низких температурах
При низких температурах работоспособность стали и ее сварных соединений ухудшается: повышается твердость, временное сопротивление, предел текучести и усталости, снижаются пластичность и ударная вязкость.
Показателем работоспособности стали при низкой температуре является критическая температура хрупкости- такая температура, при которой наблюдается резкое снижение ударной вязкости. Чем ниже эта температура, тем надежнее работает сталь при низкой температуре.
У строителей сталей, применяемых для изготовления несущих конструкций, нормируется величина ударной вязкости при низких температурах.
У сталей марок ВСт3пс и ВСт3сп ударная вязкость при температуре минус 20 °С должна быть не ниже 29Дж/см2, у низколегированной стали 16ГС такая же величина ударной вязкости 29 Дж/см2 должна быть при температуре минус 40 °С, а у стали 09Г2С, 15ХСНД и др. — при температуре минус 70 °С.
У некоторых сталей, например ВСт3кп, плохо раскисленной, критическая температура хрупкости не нормируется, так как она наступает от 0 до -20 °С. Поэтому такую сталь применяют ограниченно для вспомогательных конструкций, работающих на спокойную статическую нагрузку в климатических районах с температурой не ниже минус 30 °С.
Влияние низкой температуры
Низкие температуры оказывают существенное влияние на процесс сварки. Скорость охлаждения и кристаллизации металла сварочной ванны с понижением температуры сварки повышается, в результате чего увеличивается насыщение металла газовыми и шлаковыми включениями, неуспевшими всплыть на поверхность и перейти в шлак.
Повышенный отвод тепла от сварочной ванны и увеличение содержания в ней газов (водорода, кислорода и др.) могут привести к образованию горячих и холодных трещин в сварном соединении.
Кроме того, ухудшается проплавление охлажденного металла и увеличивается возможность образования непроваров.
На кромках свариваемого металла и на электродах возможна конденсация малозаметной влаги, что также приведет к увеличению содержания водорода в наплавленном металле.
С понижением температуры сталь становятся все более чувствительной к концентраторам напряжений; ими могут быть мельчайшие внутренние и внешние дефекты наплавленного металла, которые в условиях отрицательных температур могут привести к образованию трещин.
Еще большее влияние на образование трещин могут оказать более значительные концентраторы напряжений, такие, как резкие изменения сечений элементов сварного соединения, сосредоточение сварных швов, резкие переходы от наплавленного к основному металлу, незаверенные кратеры, прерывистые швы, замкнутые контуры сварных швов и др.
В условиях низких температур сварщик должен уделять повышенное внимание правильному ведению процесса сварки.
Свариваемые материалы
Для обеспечения работоспособности сварных соединений при низких температурах должна быть выбрана при проектировании и изготовлении сварных строительных конструкций сталь, имеющая достаточно низкий температурный интервал хрупкости.
Это правило подбора стали для изготовления конструкций, работающих в различных климатических районах нашей страны, предусмотрено в СНиП II-23-81* «Стальные конструкции».
Нормами установлено, что конструкции, предназначенные для районов с низкой температурой, должны свариваться электродами Э42А, Э46А (низкоуглеродистые стали) и Э46А, Э50А, Э60 и Э70 (низколегированные стали), электродами с покрытием основного типа, обеспечивающими высокую ударную вязкость наплавленного металла при низкой температуре.
Большое значение для повышения качества сварных соединений имеет их рациональное конструирование, исключающее замкнутые контуры, близкое расположение швов, резкое изменение сечений (рис. 22.1), применение прерывистых швов, скопление швов и других конструктивных форм, вызывающих концентрацию напряжений.
Сборка конструкций и их элементов под сварку в условиях отрицательных температур должна выполняться без применения ударов и холодной правки металла.
Рис. 22.1. Примеры нерациональных конструкций, вызывающих концентрацию напряжений и разрушение при низкой температуре а — приварка тонкой полосы; б — расстояние между швами (стрелками показаны места концентрации напряжений)
В случае необходимости металл правят с применением подогрева. Кантовать собранные под сварку конструкции следует с большой осторожностью, не допуская ударов при поворачивании.
Особое внимание должно быть уделено очистке кромок, подлежащих сварке, от снега, инея, льда и использованию качественных, хорошо прокаленных электродов. Электроды и сварочную проволоку для аргонодуговой сварки следует хранить в отапливаемом складе при температуре не менее 15 °С.
Режимы и процесс с варки
Для сварки следует применять постоянный ток обратной полярности. Особенно необходимо обеспечить хороший провар кромок, не допускать дефекты шва в виде непроваров, пористости, шлаковых включений, резких переходов от основного к наплавленному металлу, поверхностных дефектов — наплывов и вмятин.
Зачищать корень шва перед подваркой и удалять дефектные места следует вышлифовкой или воздушно-дуговой и кислородной выплавкой, не допуская применения вырубки зубилом во избежание образования трещин. Наиболее действенной мерой, предупреждающей образование дефектов при сварке на морозе, является предварительный подогрев. СНиП 3.03.
01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» установил порядок его применения. В конструкциях, возводимых или эксплуатируемых при температуре ниже минус 40 °С, удаление дефектных мест и расчистка корня шва вышлифовкой или выплавкой разрешаются только после подогрева сварного соединения до темпера на длину 90-150 мм от стыка.
Подогрев осуществляют газовым пламенем после закрепления на стыках инвентарных форм, стальных изогнутых или круглых накладок. Сварочный ток увеличивают по сравнению с расчетным на 1 % при понижении температуры на каждые 3°С от 0°С. Сварка допускается до температуры не ниже — 30 °С, а при более низкой температуре (до -50 °С) нужна специальная технология (сварка в тепляке и др.).
При ванной сварке скорость охлаждения выполненных стыков необходимо снижать путем обмотки их асбестом. Асбест и инвентарные формы можно снимать только после остывания шва до 100 °С и ниже.
Стыки технологических трубопроводов, работающих под высоким давлением (до 9,81 МПа), также требуется подогревать при сварке покрытыми электродами и даже прихватке их в условиях отрицательных температур окружающего воздуха (
Сварка конструкций при отрицательных температурах
Стали классов до С52/40 включительно можно сваривать при отрицательных температурах с соблюдением нескольких ограничений. При этом в расчет следует брать не столько температуру окружающего воздуха, сколько температуру самой стали, так как из-за значительной теплоемкости и ограниченного теплоотвода стали разница этих показателей часто бывает велика.
Ручную и полуавтоматическую сварку углеродистых сталей толщиной до 30 мм разрешается производить при температуре до минус 20 °С. Низколегированные стали при такой температуре можно сваривать при толщине не более 16 мм. Большие толщины низколегированных сталей разрешается варить при их температуре от минус 10° до плюс 5 °С, в зависимости от типа конструкций и толщины элементов.
В прочих случаях проводят предварительный подогрев стали в зоне выполнения сварки до 120—160 °С на ширину 100 мм в обе стороны от стыка.
Длина подогреваемого участка обычно не превышает одного метра и зависит от выбранного способа выполнения шва.
При обратноступенчатой сварке или сварке двойным слоем подогревают весь стык (до 1 м), а при сварке секциями подогревают стык на длину первой секции.
Сварку листовых конструкций из стали толщиной более 20 мм необходимо производить способами, обеспечивающими уменьшение скорости охлаждения (секциями, каскадом и т, п.).
Корневые участки швов следует выполнять способами двойного слоя (см. рис. 25).
При температуре низколегированной и упрочненной стали ниже минус 5 °С сварку следует проводить от начала до конца шва без перерыва, за исключением времени, необходимого на смену электрода и зачистку шва в месте возобновления сварки. Прекращать сварку до выполнения шва проектного размера и оставлять незаваренными отдельные участки шва не допускается. В случае вынужденного перерыва процесс следует возобновлять после повторного подогрева.
С понижением температуры режимы сварки, если это не ухудшает качество и внешний вид сварного соединения, рекомендуется увеличивать на 10—15 %.
Для конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40 °С, вырубку дефектов швов и основного металла при отрицательных температурах можно выполнять после подогрева зоны исправления до 100—120 °С. Заварку дефектов швов следует производить после подогрева зоны до 180—200 °С.
Подогрев стали можно осуществлять с помощью достаточно мощных воздушно-пропановых или газокислородных сварочных горелок, а также с использованием подогревающего Пламени ручных резаков или многофакельных специальных горелок.
Температуру подогрева контролируют с помощью контактных термопар, термокарандашей или термокрасок.
Сборку конструкций при отрицательных температуpax следует осуществлять без ударов и чрезмерного натяжения собираемых элементов. Холодная правка не допускается.
При температуре ниже минус 30 °С конструкции из любой стали, если возможно, следует собирать без прихваток.
Если необходимо срезать монтажные или крепежные приспособления при низких температурах, основной металл в местах расположения таких приспособлений в радиусе 200—300 мм перед резкой следует подогревать до 100—150 °С.
С целью повышения хладостойкости металла сварных швов для механизированной сварки металлических конструкций из низколегированных сталей рекомендуется применять керамический флюс флюоритно-основного типа, например АНК-57.
Этот флюс в сочетании с низкоуглеродистой и низколегированной проволокой обеспечивает высокие механические свойства металла шва при температуре минус 40 °С.
Флюс обладает высокими сварочно-технологическими свойствами: дает хорошее формирование швов, легкую отделимость шлаковой корки, устойчивое горение дуги.
Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности величиной 600—750 А; напряжение на дуге 30—36 В; скорость сварки 22—30 м/ч. Разделка кромок должна соответствовать ГОСТ 8713—79.
- Швы, заваренные под флюсом АНК-57, по стойкости против образования пор и против образования кристаллизационных трещин, не уступает швам, заваренным под флюсом АН-348А.
- Сварка соединений из низколегированных сталей с нитридным упрочнением классов С52/40 и С60/45 толщиной до 28 мм под флюсом с подачей на вылет электрода металлической крупки (ППМ) после проварки корневого шва электродами УОНИ-13/45 (после создания мягкой прослойки) возможна без предварительного подогрева за 2 прохода вместо 4—5 проходов с предварительным подогревом по обычной технологии.
- Отказ от предварительного подогрева основан на том, что при сварке под флюсом с крупкой сопротивляемость образованию горячих трещин возрастает в 2—4 раза по сравнению с обычной сваркой.
Удовлетворительные результаты механических испытаний получены при сварке стыковых и угловых швов такой стали в среде защитных газов. В частности, допускается использовать для сварки в среде смеси углекислого газа с аргоном проволоку Св-08Г2С диаметром 1,2—2 мм и проволоку Св-10ХГСН2М10 диаметром 1,6 мм.
Двухстороннюю сварку проволокой диаметром 1,2 мм при Х-образной разделке кромок стали толщиной 28 мм рекомендуется вести на режиме: сварочный ток 120—180 А; напряжение на дуге 20—21 В; скорость подачи проволоки 170—210 м/ч; скорость сварки 0,9—1,6 м/ч.
Сварка теплоустойчивых сталей — Страница 6
Подробности Подробности Опубликовано 25.05.2012 16:09 Просмотров: 195463
- Страница 6 из 9
- ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
- СВАРКА ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ СТАЛЕЙ
Теплоустойчивыми называют стали, длительно работающие при температуре до 600 °С.
К ним относятся перлитные низколегированные хромомолибденовые стали 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ, работающие при температуре 450…550 °С и хромомолибденованадиевые стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20МФЛ, работающие при температуре 550…600 °С в течение 100 000 ч (10 лет).
Они дешевы и технологичны, из них делают отливки, прокат, поковки для изготовления сварных конструкций: турбин, паропроводов, котлов и т.п.
Теплоустойчивость сварных соединений оценивают отношением длительной прочности металла соединения и основного металла — коэффициентом теплоустойчивости.
Чтобы работать при высоких температурах, стали должны обладать жаростойкостью, длительной прочностью, стабильностью свойств во времени и сопротивлением ползучести: их пластическая деформация при постоянной нагрузке с течением времени должна возрастать незначительно. Все это достигается введением в состав сталей 0,5…
2,0% хрома, 0,2…1,0 % молибдена, 0,1 …0,3 % ванадия и — иногда — небольших добавок редкоземельных элементов. Хорошее сочетание механических свойств изделий из теплоустойчивых сталей достигается термообработкой: нормализацией или закалкой с последующим высокотемпературным отпуском.
Это обеспечивает мелкозернистую структуру, состоящую из дисперсной ферритокарбидной смеси.
После 100000 ч работы обработанная таким образом сталь 15ХМ имеет прочность 260 МПа (26,5 кгс/мм2) при температуре 450 °С и 62 МПа (6,3 кгс/мм2) при температуре 550 °С, а сталь 12X1МФ — 154 МПа (15,7 кгс/мм2) при температуре 500 °С и 58 МПа (5,9 кгс/мм2) при температуре 580 °С.
Физическая свариваемость теплоустойчивых сталей, определяемая отношением металла к плавлению, металлургической обработке и к последующей кристаллизации шва не вызывает затруднений.
Современные сварочные материалы и технология сварки обеспечивают требуемые свойства и стойкость металла шва против горячих трещин. Однако сварные соединения склонны к холодным трещинам и к разупрочнению металла в ЗТВ — зоне термического влияния.
Поэтому нужно применять сопутствующий сварке местный или предварительный общий подогрев изделия. Это уменьшает разницу температур в
зоне сварки и на периферийных участках, что снижает напряжения в металле. Уменьшается скорость охлаждения металла после сварки больше аустенита превращается в мартенсит при высокой температуре, когда металл пластичен.
Напряжения, возникающие из-за разницы объемов этих фаз, будут меньше, вероятность образования холодных трещин снизится.
Применяя подогрев, нужно учитывать, что излишне высокая температура приводит к образованию грубой ферритно-перлитной структуры, не обеспечивающей необходимую длительную прочность и ударную вязкость сварных соединений.
Уменьшить опасность возникновения холодных трещин можно, производя отпуск деталей, выдерживая их при температуре 150…200 °С сразу после сварки в течение нескольких часов. За это время завершится превращение остаточного аустенита в мартенсит и удалится из металла большая часть растворенного в нем водорода.
Разупрочнение теплоустойчивых сталей в ЗТВ зависит также от параметров режима сварки.
Повышение погонной энергии сварки увеличивает мягкую разупрочняющую прослойку в ЗТВ, которая может быть причиной разрушения жестких сварных соединений при эксплуатации, особенно при изгибающих нагрузках.
Основные способы сварки конструкций из теплоустойчивых сталей — это дуговая и контактная стыковая. Последнюю используют для сварки стыковых соединений труб нагревательных котлов в условиях завода.
Дуговую сварку производят электродами с покрытием, в защитных газах и под флюсом. Подготовку кромок деталей при всех способах дуговой сварки производят механической обработкой. Допускается применение кислородной или плазменной резки с последующим удалением слоя поврежденного металла толщиной не менее 2 мм.
ПОИСК
Сварка трубопроводов при низких температурах
[c.321]
В последнее время фланцевое соединение труб высокого и низкого давлений при различных температурах заменяют сваркой трубопроводов. При правильном выполнении сварка — наиболее надежный способ соединения труб.
[c.280]
Установленные СНиП условия сварки технологических трубопроводов, не подведомственных Госгортехнадзору, при низких температурах приведены в табл. 64.
[c.325]
Правилами Госгортехнадзора установлены ограничения при сварке в условиях низких температур сосудов, работающих под давлением, паровых котлов и трубопроводов (табл. 65).
[c.325]
Термическая обработка места сварки в трубопроводах может представлять трудности. Отдельные узлы в виде крупных отливок можно помещать в печь и подвергать термообработке в аустенит-ной области, отпуску или термообработке для снятия напряжений. При этом важно, чтобы температура в печи, регистрируемая прибором, и температура металла были одинаковыми.
Неправильное положение термопары в печи может привести к тому, что металл будет иметь значительно более низкую температуру. Поэтому термопара должна быть максимально приближена к металлу. Поместить в печь весь трубопровод невозможно, поэтому используется локальная термообработка.
Для этой цели обычно применяют нагревательные блоки, в состав которых входят проволочные элементы сопротивления, которые накладываются на поверхность металла и нагревают локальные участки, снимая с них напряжения.
Если измерительные термопары расположены в пространстве между нагревательными блоками так, что они нагреваются не непосредственно от них, то могут быть получены совершенно неверные показания. Правильность термической обработки должна контролироваться измерениями твердо сти шва и зоны термического влияния.
[c.78]
При ручной аргонодуговой сварке трубопроводов в условиях низких температур должны выполняться такие же требования предварительного подогрева, как при сварке покрытыми электродами.
[c.268]
Высоколегированные стали используются при изготовлении химической аппаратуры, энергетических установок, трубопроводов специального назначения и других -устройств,—эксплуатируемых —в условиях—высоких—И» низких температур и подвергающихся воздействию агрессивных жидкостей, кислот, а также паров и газов.
К основным трудностям при сварке высоколегированных сталей относятся необходимость обеспечения стойкости металла шва и околошовной зоны против кристаллизационных трещин необходимость обеспечения коррозионной стойкости сварного соединения сохранение свойств металла шва и сварного соединения и обеспечение работоспособности их при действии рабочих температур и напряжений.
[c.181]
Свинец — химически устойчивый металл с низкой механической прочностью, используется в химической промышленности для облицовки стальной аппаратуры и трубопроводов.
Сварка РЬ затруднена, так как РЬ имеет низкую температуру плавления (327°С) и образует тугоплавкий оксид свинца РЬО с температурой плавления 850°С.
Низкая температура плавления и небольшая теплопроводность позволяют применять при газовой сварке свинца газы-заменители ацетилена — пропан-бутан, водород, природ-ный и городской газы, пары бензина и керосина.
[c.251]
ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВА ПРИ СВАРКЕ МОНТАЖНЫХ СТЫКОВ НЕПОВОРОТНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ низких ТЕМПЕРАТУР
[c.44]
На трубопроводах электростанций за исключением трубопроводов низкого давления до 20 ат и температуры до 300° С (см. ниже) при условном давлении 64 ати и выше применяется арматура из стали повышенного или особого качества марок 15, 25 и 35.
Последняя марка допускается для деталей, не подвергающихся сварке. Углеродистая сталь может применяться для рабочей температуры не выше 475° С, при температуре 450—475° С сталь должна быть только особого качества.
[c.
282]
При сооружении трубопроводов трубы между собой и с арматурой соединяют сваркой, посредством фланцев. В настоящее время трубы соединяют между собой, как правило, сваркой, а фланцевые соединения применяют только при установке арматуры, «работающей с низким давлением.
Для уплотнения фланцевых соединений применяются прокладки. Материал прокладок должен быть эластичным и стойким к воздействию температур и коррозии. Наиболее трудно уплотняемой средой является насыщенный пар, затем вода и перегретый пар.
[c.
323]
Так как при полуавтоматической сварке толстостенных труб в среде углекислого газа глубина провара кромок основного металла незначительна, предварительный подогрев имеет очень большое значение также и для. предотвращения несплавления наплавляемого металла с основным по кромкам.
Рекомендуемые температуры подогрева такие же, как при ручной электродуговой сварке аналогичных труб. Сварка в среде углекислого газа полуавтоматами А-1011 может применяться также для выполнения неповоротных стыков трубопроводов низкого и среднего давления.
[c.
383]
При сооружении трубопроводов трубы между собой и с арматурой соединяют посредством сварки или фланцев. В настоящее время трубы соединяют между собой, как правило, сваркой, а фланцевые соединения применяют только при установке арматуры, работающей с низким давлением.
Для высокого давления применяется бесфланцевая арматура, соединяемая с трубопроводом посредством сварки. Для уплотнения фланцевых соединений применяются прокладки. Материал прокладок должен быть эластичным и стойким к воздействию температур и коррозии.
Наиболее трудно уплотняемой средой является насыщенный пар, затем вода и после нее перегретый пар.
[c.309]
При изготовлении трубопроводов сварка элементов, предназначенных для работы под давлением, должна выполняться при температуре окружающего воздуха не ниже 0°С. При монтаже допускается сварка трубопроводов при отрицательной температуре.
Углеродистая сталь с верхним пределом содержа- 111я углерода не > 0,24% при толщине элементов < 16 мм сваривается без подогрева стыка при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С при толщине элементов > 16 мм необходим подогрев стыка -Ы50 50 С.
При более низких отрицательных температурах на рабочем месте устанавливается пе >еносная кабина с обеспечением в ней плюсовой температуры.
[c.77]
Эти данные дают возможность критически подойти к случаям назначения предварительного подогрева при сварке Б условиях низких температур стыков магистральных трубопроводов из стали 09Г2С.
Тем более показано, что применение предварительного подогрева для уменьшения величины остаточных напряжений при плоском напряженном состоянии и пластичном материале не дает достаточного эффекта [100—102].
[c.74]
Трещины в зоне термического влияния, хотя и не преобладают среди других дефектов, потенциально более опасны и способны вывести из строя всю установку. Они наблюдаются как в фер-ритных, так и в аустенитных сталях.
Высокая температура, которая возникает в зоне термического влияния в процессе сварки, вызывает появление пересыщенного твердого раствора и приводит к увеличению предела ползучести.
Избыточная фаза, выпадая при низкой температуре во время охлаждения или в период протекания ползучести, предотвращает деформацию внутри зерен. Деформация, возникающая в процессе охлаждения, внутреннее давление или напряжение облегчают диффузию и образование пустот по границам зерен.
Этот тип трещинообразования был основным в аустенитных сталях типа 347, использующихся для изготовления трубопроводов (рис. 7.8), в которых фазой, вызывающей твердение, был карбид ниобия.
Трещины возникали у кромки наружной поверхности корневого шва и обычно служили началом разрыва при расплавлении железо-ниобиевой эвтектики Однако в некоторых случаях такие дефекты при последующих проходах в конечном итоге заплавлялись. Склонность к образованию трещин увеличивалась при использовании высокопрочнога присадочного металла Ni rex .
[c.81]
Стыки технологических трубопроводов, работающих под высоким давлением (до 9,81 МПа), также требуется подогревать при сварке покрытыми электродами и даже прихватке их в условиях отрицательных температур окружающего воздуха (Отраслевым стандартом ММСС установлены отрицательные температуры, при которых требуется подогрев для трубопроводов из стали различных марок и толщин. Трубопроводы из низкоуглеродистой, марганцовистой и кермнемарганцовистых сталей при толщине стенки до 16 мм можно сваривать без подогрева при температуре от О до —35 °С, а при толщине стенки более 16 мм и той же низкой температуре требуется предварительный подогрев до 100—150 °С. Установлены температуры подогрева при сварке в условиях низких температур стыков из низколегированных, легированных и высоколегированных сталей.
[c.268]
Таким образом, процессы кристаллизации металла шва при сварке монтажных стыков неповоротных трубопроводов в трассовых условиях при низких температурах окружаюш ей среды имеют большое значение в формировании структуры сварного соединения, в лияюш ей на его механические и служебные свойства.
[c.45]
Вердерменн Г., Дитрих 3. Сварка кольцевых стыков магистральных трубопроводов из высокопрочных сталей при низких температурах окружаю-ш ей среды//Сварка. — 1978. — № 3.
[c.132]
Сталь и сварные соединения удовлетворительно противостоят действию серной кислоты различных концентраций при повышенных температурах (кремнефтористоводородной кислоты и других фтористых соединений при относительно низких температурах и концентрациях. Сталь используется также для изготовления оросительных и спиральных холодильников, теплообменников и др.
Присадочный материал при сварке — проволока из той же стали, содержащей межкристаллитной коррозии Рекомендуется для особо агрессивных условий в производстве экстракционной фосфорной кислоты, содержащей фтористые соединения (лопасти мешалок, трубопроводы и др.). Сталь и сварные соединения хорошо сопротивляются ножевой и межкристаллитной коррозии.
В качестве присадочного материала при сварке используется сталь ЭП516 Рекомендуются для эксплуатации в условиях действия соляной и фосфорной кислот всех концентраций и высоких температур, а также в серной кислоте при температуре кипения (концентрация до 60%), при более высокой концентрации — до 70° С.
Сплав Н70М27Ф удовлетворительно сваривается аргонодуговым методом, а сварные соединения обладают удовлетворительной стойкостью к межкристаллитной коррозии
[c.227]
В отношении трубопроводов из специальных сталей имеются другие, особые требования, иногда резко ограничивающие сварку прп низких температурах. Так, папрпмер, сварка труб пз сталей 12Х5МА и ЗОХМА при отрицательных температурах без подогрева не должна производиться.
[c.40]
Сварка стыков магистральных трубопроводов из низкоуглеродистой и низколегированной сталей со стенками толщиной до 16 мм может производиться по обычной технологии только при температуре окружающего воздуха до — 20° С (253 К).
При более низкой температуре применяются дополнительные технологические приемы в целях обеспечения качественной сварки тщательная очистка стыков свариваемых кромок и внутренней полости труб просушка стыков перед сваркой подогревателями различного типа тщательная прихватка и осмотр после нее для обнаружения трещин сварка электродами более высокого типа (Э42А, Э50А и др.) и низколегированной проволокой.
[c.325]
Наглядным примером в этом отношении является проблема хладостойкости сварных конструкций, изготавливаемых из обычных конструкционных сталей и эксгауатируемых в атмосферных условиях с температурами не ниже минус 60-70 С.
Эти конструкции довольно многочисленны — опоры линий электропередач, некоторые трубопроводы, мосты, строительная техника, транспортные конструкции, машины добывающей промышленности, работающие на открытом воздухе, и др.
Многие из них работают при температурах ниже первой критической температуры хрупкости, когда не исключено внезапное разрушение с выходом конструкции из строя.
Между тем существуют более дефицитные и дорогие марки сталей и технологии их производства, при которых хрупкие разрушения сварных конструкций при климатических низких температурах могут бьпъ полностью исключены. Таким образом, проблема хладостойкости в определенной мере является не столько проблемой технической, сколько экономической.
Значительное влияние фактор стоимости оказывает на сварные конструкции массового выпуска. Здесь проявляется возможность обеспечить существенную экономию средств за счет механизации и автоматизации производства, црименения специальных приспособлений и транспортных средств, методов сварки, удобных для автоматизации, и т.д. Например, стоимость сложного по форме кузова автомобиля в десятки раз меньше, чем стоимость аналогичных конструкций при единичном способе их производства.
[c.18]
Л Коррозионная стойкость низкая. Нельзя применять без дополнительной защиты. Сопротивление газовой коррозии низкое. Шаботы, мульфы разливочных машин, арматура печей, крьшпси, патр бки, фланцы, рычаги, детали трубопровода и сварнолитых конструкций с большим объемом сварки, а также различные детали, работающие при температуре от минус 40 до 459 °С под давлением
[c.327]
Стали 3X13 и 4X13 используют для хирургических инструментов, карбюраторных игл и т. п. Эти стали закаливают при температуре 1000—1050°С в масле и отпускают при температуре 180—200° С.
После такого отпуска они сохраняют мартенситную структуру, высокую твердость (HR 50—60) и хорошую устойчивость против коррозии. Более высокой коррозионной стойкостью обладают низкоуглеродистые стали ферритного класса Х17,Х25Т и Х28 (см.рис. 103).
Сталь Х17 применяется после рекристаллизационного отжига при температуре 720—780° С. Из этой стали изготовляют оборудование азотнокислотных заводов (абсорбционные башни, баки, трубопроводы и т. д.).
Сварку этой стали следует избегать, так как зоны, прилегающие к сварному шву, имеют крупное зерно, низкую пластичность и коррозионную стойкость.
[c.290]
Смотреть страницы где упоминается термин Сварка трубопроводов при низких температурах
: [c.115] [c.368] [c.149] [c.274] Смотреть главы в:
Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации
-> Сварка трубопроводов при низких температурах
- Сварка при низких температурах
- Сварка трубопроводы
- Температура низкая
- Формирование структуры и ее влияние на механические свойства металла шва при сварке монтажных стыков неповоротных трубопроводов в условиях низких температур
© 2021 Mash-xxl.info Реклама на сайте
Загрузка...
