Диссертация (1143676), страница 22

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 22)

На растянутой поверхности образцов после термической обработки порежимам 650°С – 2,5 ч и 660°С – 2,5 ч в металле шва обнаружены трещины,которые были визуально зафиксированы начиная с угла загиба 50-60°.152Таблица 5.3 – Результаты испытания на статический боковой изгиб сварногосоединения после различных термических обработок.Фактическийугол изгиба,Наличие дефектов в металле шваград180Трещин не обнаружено350°С – 7,0 ч180Трещин не обнаружено180Трещин не обнаружено620°С – 1,0 ч180Трещин не обнаружено50Трещина длиной 3,0 мм в металле шва650°С – 2,5 ч50Трещина длиной 4,0 мм в металле шва180*Трещины длиной до 12 мм в металле шва660°С – 2,5 ч180*Трещины длиной до 9 мм в металле шва180Трещин не обнаружено680°С – 4,0 ч180Трещин не обнаружено180Трещин не обнаружено680°С – 6,0 ч180Трещин не обнаружено180Трещин не обнаружено705°С – 8,0 ч180Трещин не обнаружено* - первичные трещины были обнаружены при угле загиба 60°, затем образцыбыли загнуты до 180°.Термическаяобработкаа)б)в)Рисунок 5.9 – Образцы после испытания на статический боковой изгибсварного соединения в состоянии после 650°С – 2,5 ч (а), 660°С – 2,5 ч (б),705°С – 8,0 ч (в).153При исследовании микроструктуры изломов образцов и фрактографическихисследованиях установлено, что зародышами для появления трещин наповерхности образцов послужили микротрещины, образовавшиеся по типу трещинповторного нагрева.Наоснованииполученныхрезультатоввозможноутверждать,чтовыполнение послесварочного отпуска в диапазоне температур 650-660°Сувеличивает склонность металла шва 2,25Cr-1Mo-V к образованию ТПН.

Дляснижения вероятности образования трещин повторного нагрева необходимоиспользовать низкотемпературную термическую обработку при температурепорядка 350°С и высокие отпуска при температурах 620°С, 680 и 705°С.Совокупный анализ данных, полученных в данном разделе, и результатовфизического моделирования позволяет сделать следующие выводы:-температурныйинтервал«провала»пластичностиметаллашва2,25Cr-1Mo-V находится в диапазоне 640-660°С;- наибольшую склонность к образованию ТПН металл шва 2,25Cr-1Mo-Vприобретает при выполнении отпуска с выдержкой в диапазоне температур640 ÷660°С;- низкую склонность к образованию ТПН металл шва 2,25Cr-1Mo-Vпроявляет после низкотемпературной термической обработки с выдержкой притемпературе 350°С и высокого отпуска с выдержкой при температуре в диапазонах600 ÷ 630°С и 680 ÷ 705°С.Таким образом, металл шва 2,25Cr-1Mo-V имеет низкую склонность к ТПНпри температурах нагрева 350°С, 620°С, 680°С или 705°С.Отпуск при 705°С не может быть использован в качестве промежуточногоотпуска из-за ограниченной отпускоустойчивости металла шва 2,25Cr-1Mo-V(п.3.4, PLM не более 21,1).

Для снижения теплового воздействия на сварныесоединения 2,25Cr-1Mo-V стали целесообразно использование промежуточногоотпуска с температурой выдержки 680°С. При данной температуре отпускавероятность образования ТПН меньше, чем при отпуске 650°С, и скоростьсниженияпрочностиниже,чемприотпуске705°С.Темнеменее,154продолжительность отпусков (количество отпусков) при температуре 680°Сограничена по сравнению с отпуском при температуре 650°С, что потребуетактивно использовать НДТО.Продолжительность отпуска в диапазоне температур 600 ÷ 630°С из-занизкого влияния на прочность ограничена в значительно меньшей степени, чемотпуск при температуре 680°С.

Однако, как отмечено в главе 3.3, послесварочныйотпуск при температуре 620°С не позволяет обеспечить отсутствие хрупкихструктур в металле шва и в ЗТВ сварного соединения из 2,25Cr-1Mo-V стали,поэтому в дальнейшем рассматриваться диапазон температур 600 ÷ 630°С не будет.1555.4 Выводы по главе 51. В результате исследования влияния температуры послесварочного отпускана склонность сварных соединений 2,25Cr-1Mo-V стали к образованию трещинповторного нагрева установлено следующее:- температурный интервал «провала» пластичности металла шва 2,25Cr-1Mo-Vнаходится в диапазоне 640-660°С;- наибольшую склонность к образованию ТПН металл шва 2,25Cr-1Mo-Vприобретает при выполнении отпуска с выдержкой в диапазоне температур640 ÷660°С;- низкую склонность к образованию ТПН металл шва 2,25Cr-1Mo-V проявляетпосле низкотемпературной термической обработки с выдержкой при температуре350°С и высокого отпуска с выдержкой при температуре в диапазонах 600 ÷ 630°Си 680 ÷ 705°С.2.

Для проведения промежуточных отпусков следует использоватьтемпературувыдержки680°С,позволяющуюобеспечитьвысокуютехнологичность и отсутствие хрупких структур закалки в сварных соединениях из2,25Cr-1Mo-V стали в совокупности с низкой склонностью металла шва к ТПН.3. Показана эффективность разработанной в настоящей работе методики дляисследования склонности к образованию ТПН, которая позволяет определитьтемпературу «провала» пластичности и, следовательно, и опасную температурувысокого отпуска, при которой возможно образование ТПН в металле шва2,25Cr-1Mo-V стали.156Глава 6.

Промышленное опробование и внедрение температурного режимасварки и термической обработки сварных соединений корпусов реакторовиз 2,25Cr-1Mo-V стали6.1 Оценка влияния послесварочного отпуска на служебные свойстванатурных сварных соединений 2,25Cr-1Mo-V сталиК сварным соединениям 2,25Cr-1Mo-V стали корпусов нефтехимическихреакторов предъявляются весьма жесткие требования по комплексу механическихсвойств (табл.1.2, 1.4). Они должны обладать высоким уровнем прочности принормальной и повышенной температуре эксплуатации, высокими значениямиработы удара при низких температурах, сопротивлением тепловому охрупчиваниюи достаточной длительной прочностью. При этом сварные соединения должныобладатьтребуемымкомплексомсвойствнетолькоприминимальнойпродолжительности послесварочной термической обработки (ОТОмин), но и примаксимальной (ОТОмакс), включающей в себя запас на два окончательных отпускав случае проведения ремонтов в процессе монтажа и эксплуатации корпусовреакторов.Согласно выводам, полученным в главах 3÷5, в качестве ОТОмин следуетиспользовать отпуск с PLM не менее 20,4, что соответствует 705°C - 8,0 часов, аОТОмакс не должен превышать PLM = 21,1, что соответствует 705°C – 37 часов или,в случае применения промежуточной термической обработки, 680°C – 10 часов(промежуточныйотпуск)+705±5°C - 34часа(окончательныйотпуск).Установленный диапазон параметров послесварочных отпусков необходимопроверить в производственных условиях с оценкой возможности обеспечениявсего требуемого комплекса свойств.Для проведения исследования использован металл шва многопроходногосварного соединения стали SA-336M F22V толщиной 170 мм, которое быловыполнено способом АФ.

Сварочные материалы имели тип легированияаналогичный основному металлу. Непосредственно после сварки сварныесоединения были подвергнуты низкотемпературной термической обработке для157удаления водорода по режиму 350°C – 7 ч, после которой сварное соединение былоохлаждено до комнатной температуры, разделено на части механическим способоми подвергнуто отпуску по следующим режимам:Часть 1 - ОТОмин: 705°C – 8 ч (PLM = 20,4);Часть 2 - ОТОмакс: 680°C - 10 ч, 705°C - 34 ч (PLM = 21,1).Из проб изготавливали и испытывали образцы согласно типичнымтребованиям, предъявляемым к сварным соединениям 2,25Cr-1Mo-V стали [12].Результаты исследований и испытаний представлены в таблице 6.1.

Установленоследующее: Низкотемпературная работа удара металла шва в состоянии ОТОмин и ОТОмакссоставила KV-18°С = 115,8÷153,0 Дж и KV-18°С = 165,8÷184,9 Дж соответственно,что «с запасом» удовлетворяет требованию KV-18°С не менее 55 Дж. Работа удараметалла ЗТВ в состоянии ОТОмин и ОТОмакс в 4-5 раз превышает требования исоставляет KV-18°С = 200,1÷284,5 Дж и KV-18°С = 276,5÷294,3 Дж соответственно. Значения предела прочности сварного соединения после ОТОмин и ОТОмакснаходятся в диапазоне 600÷640 МПа (разрыв по основному металлу) прикомнатной температуре и 466÷484 МПа (разрыв по основному металлу) притемпературе испытаний 454°С, что удовлетворяет заданным требованиям585÷760 МПа при 20°С, не менее 456 МПа при 454°С. Прочность металла швапосле ОТОмин выше и составляет 730 МПа при 20°С, 580 МПа при 454°С. Послеотпусков максимальной продолжительности прочность металла шва снижаетсядо уровня сварного соединения и составляет 615 Мпа при 20°С, 476 МПа при454°С. Твердость сварного соединения уже после ОТОмин распределена по сечениюсварного соединения равномерно и составляет 180-213 HV10, что вполнеудовлетворяет требованию не более 248 HV10 Результаты испытаний на статический лицевой изгиб показали отсутствиетрещин или иных несплошностей на растянутой поверхности сварногосоединения.158Таблица 6.1 - Механические свойства промышленных сварных соединений 2,25Cr-1Mo-V стали.ПределИспытание наТермообработкаТвердостьРаботаудараХарактеристикипрочностииСтатическийпрочностистойкость к(PLM)пластичности металла швабоковой изгибсварноготепловомуЗонаОМЗТВМШШовЗТВсоединенияохрупчиваниюТ°С испытания 20°С 454°С20°С454°С20°С20°Сминус 18°СПараметрТребованияHV10Угол загибаKV, ДжШов6306404704847167306025918-2061263575- 180- 181- 201585 190 213 213180°Дефектов необнаружено116,8- 201,0146,3 282,9-17°С6006104664686056144967223-2550075468- 167- 174- 180474 171 182 187180°Дефектов необнаружено164,4- 275,4186,5 294,3-24°С180°,Ø оправки 4t,отсутствиетрещин≥ 55585≥456760585760415620≥18 ≥45 ≥456≤ 248ЗТВ-104°С-127°СЧасов--1021 (пов-ть),1100 (1/2Т)≥ 1000Tr55 исх +(538°С/207МПа)2,5ΔTr55 ≤ 10°Спосле ОТОмакс158ОТОмин705°С - 8,0 ч(PLM = 20,44)ОТОмакс680°С - 10,0 ч705°С - 32,5 ч(PLM = 21,07)Rm, Rm, Rm, Rp0,2,Rm,A, % Z, %МПа МПа МПа МПаМПаДлительнаяпрочностьсварногосоединения159 Результаты специального испытания на определение стойкости к тепловомуохрупчиванию, проведенные после ОТОмин, показали высокую стойкостьметалла шва к данному виду охрупчиванию: T54исх+2,5×(T54sc-T54исх)составляет минус 17°С при требовании не выше 10°С.

Характеристики

Список файлов диссертации