0756-1-opreview (Разработка комплексной технологии термической обработки сварных соединений крупногабаритных изделий из хромомолибденованадиевой стали)

отзыв официального оппонента Горынина Владимира Игоревича на диссертацию Боровского Александра Сергеевича на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему «Разработка комплексной технологии термической обработки сварных соединений крупногабаритных изделий из хромомолибденованадиевой стали» по специальности 05.16.01 — Металловедсние и термическая обработка металлов и сплавов Актуальность тамы исследования Диссертация Боровского А.С.

посвящена актуальной и сложной по многофакторному влиянию научно-технической проблеме - разработке технологии термической обработки сварного соединения корпуса сосуда давления нефтехимического реактора глубокой переработки нефти с толщиной стенки 100-300 мм из тепло- и водородостойкой стали типа «суперхролоя» композиции 2,25Сг-1Мо-Ъ'.

При этом обеагечивающей предотвращение образования дефекта типа технологической трещины — холодной или повторного нагрева в металле шва и околошовной зоны сварного соединения и необходимый прочностной и пластический уровень служеоных свойств в диапазоне температур эксплуатации. вкл|очая сопротивление хрупкому разрушению. В настоящее время термическая обработка после сварки занимает особое место в обеспечении работоспособности сварных соединений, условия которой определяются как природой и составом свариваемых сталей, так и условиями эксплуатации, степень сложности которых имеет тенденцию роста.

В связи с этим актуальность постановки и системного решения поставленных задач в немалой степени связана с освоением отсугствующего до настоящего времени в РФ регулярного производства сварного и толстосгенного корпуса крупногабаритного нефтехимического реактора, облалаюгцего длительной работоспособностью при повышенной температуре в водородной среде высоких параметров без разупрочнения и не склонного к хрупкости при пониженной температуре. Зарубежный систематический и отечественный частичный опыт 1ПО «Ижорские заводы» по заказу ПО «Лукойл-Пе~>мнефигоргвйнтд~+Йщзал. что ~ -~Е':, Р...-:.а/У';, ~ при выборе технологии послесварочной термической обработки целесообразно использование диаграмм Нельсона и Баккера-Нуттинга.

Это связано с тем, агго выбор технологии термической обработки в меньшей степени связан с кратковременными характеристиками служебных свойств, больше зависит от условий эксплуатации. Например, по британскому стандарту ВБ 2633 для стали типа 2.25Сг-1Мо рекомендована темперьп ура отпуска 660-690"С. А в случае необходимости наличия высокой пластичности сварного соединения уже рекомендован отпуск при 700-750'С, что соответствует высоким суммарным значениям параметра Ларсона-Миллера-Холомона, что нс всегда приемлемо. Сталь типа 2,25Сг-1Мо-У обычно применяется в термоупрочненном состоянии и когда после сварки производится отпуск.

При выборе режима сварки необходимо удовлетворить двум противоречивым условиям: а) отсутствие холодных трещин при сварке и вылеживании до термической обработки; б) обеспечить наименьшее разупрочнсние основного металла в зоне термического влияния 13ТВ). В связи с вышеприведенным и необходимостью решения ряда разнонаправленных задач разработанная с участием Боровского А.С. технология послесварочной термической обработки крупногабаритных сварных соединений корпуса нефтехимического реактора из 2,25Сг-1Мо-У стали позволила полуаппть удовлетворгггсльный уровень спектра служебных свойств и при этом исключить образование технологических трещин. Диссертация Боровского А.С. состоит из введения.

шести глав, раздела с основными результатами и выводами по работе. всего 179 стр. основного текста, в том числе 55 рисунков и !6 таблиц. Автореферат диссертации содержит 25 стр., в том числе 12 рисунков и 2 таблицы. Диссертантом использованы цитирования из 127 источников. до введении обоснована а р масинью смы.

ф рмрувирови ы иааь и аааа исследований. новизна и практическая значимость полученных результатов. В пе вой главе выполнен анализ научно-технической литературы и норматнвно-технической документации по разрабатываемой тематике. Диссертантом показано знание отечественного и зарубежного опыта изготовления и эксплуатации сварных соединений крупногабаритных сосудов нефтехимических реакторов глубокой переработки нефти из низколегированной 2,25Сг-1Мо-'Ч стали. Проведен анализ основных требований к химическому составу и служебным свойствам корпусной стали 2,25 Сг-! Мо-'Ч. При этом приведены многочисленные данные по легированию и его ограничению. В первую очередь, по карбидной фазе с учетом ее влияния на отпускоустойчивость„достижимость уровня служебных свойств по прочности и пластичности, а также длительной прочности при повышенной температуре в диапазоне 450-500"С.

Кроме того, состояние карбидной фазы также определяется уровнем параметра Ларсона-МиллераХоломона, оказывающего влияние как на длительную прочность, так и «хрупкую» прочность металла сварного соединения. В этой же главе рассмотрено влияние технологии сварки на образование дефектов в сварном соединении, включая способы противодействия образованию дефектов типа технологической трещины — холодной или повторного нагрева. Важное место занимает исследование влияния структуры стали на сопротивляемость водородному охрупчиванию. В целом диссертант демонстрирует удовлетворительную осведомленность по ряду вопросов современного состояния технологии посл есвароч ной термической обработки сварных соединений корпуса нефтехимическо1о реактора глубокой переработки нефти, что позволило определиться с общим направлением исследований за рубежом и, особенно. в РФ. Можно полагать. что для сосгояния технологического уровня развития мирового и развивающегося отечественного нефтехимического высокотемпературного машиностроения данная работа является развитием отечественных работ конца 20 — начала 21 века по композиции 2,25Сг1Мо-Ъ'.

дополнительно в диссертации легированной карбидообразующими элементами — ванадием и в, меньшей степени. ниобием. Во вто ой главе представлены характеристики исследуемых материалов сварных соединений на основе «суперхролоя» композиции 2,25Сг-1Мо-У. методы их химического анализа, исследования дилатометрии. стойкости против теплового охрупчивания и испытания механических свойств. ударной вязкости. длительной прочности.

Заметное место занял важный для понимания структурного факгора химический и рентгеноструктурный анализ карбидной фазы металла шва и зоны термического влияния после сварки и послесварочного отпуска. Для оценки влияния послесварочной термической обработки на свойства сварных соединений использовался температурно-временной параметр Ларсона-МиллераХоломона. Данный параметр также может быть использован для оценки жаропрочности с учетом нагруженности металла и изменения механизмов разрушения. А также для сравнительных оценок работоспособности Сг-Мо-Ъ' сталей в условиях повышенных температур и водородной среды при различных давлениях, когда наводороживание и трансформация карбидной фазы за счет специальных — тугоплавких карбидов могут способствовать снижению прочности металла сварных соединений в возрастающем темпе по мере увеличения срока зксплуатации.

В т тьей главе представлены результаты собственных исследований по определению температурно-временных граничных условий проведения промежуточного (технологического) и окончательного. для формирования необходимого комплекса служебных свойств. послесварочных отпусков металла сварного соединения стали типа 225 Сг-1Мо-У на базе оценок макроструктурьь фазового состава и механических свойств метала шва. Известно. что оптимизация температурно-временных параметров послесварочного отпуска на основе соотношения Ларсона-Миллера-Холомона является важным решением сложной задачи выбора технологии послесварочной термической обработки, определяющим не только уровень служебных свойств.

но и исключение противоречий в требованиях «хрупкой» и длительной прочности, и при з гом предотврацгаюшим образование дефектов типа технологической холодной трещины или повторного нагрева. В условиях многопроходной сварки АФ была получена для сварного соединения практически полностью бейнитная структура со средним размером зерна 50 мкм, благоприятная для обеспечения низкотсмпературной знергии разрушения, но в то же время в меньшей степени положительная для получения ресурса длительной прочности на базе 10 час до разрушения гобразования трещин) и более. Структура металла шва также характеризуется состоянием его карбидной фазы.

которая считается равномерно распределенной по положению карбидов, которые могут располагаться по границам без грубых выделений. Для опытных сварных соединений использовались планки толщиной 25-30 мм из листового проката 2„25 Сг-1Мо-Ъ' стали. Было подготовлено 5 опытных сварных соединений. Установлено, что для формирования металла пгва и ЗТВ со структурой бейнита с равномерным распределением карбидов и с высоким измельчением зерна.