Диссертация (1143872), страница 17
Текст из файла (страница 17)
по количеству допускаемых повторныхлокальных нагревов материала деталей при ремонте (см. таблицу 6.1). Градацияпроизведена из условия, что вязкость металла в зоне перегрева, определяемая среднимзначением работы удара образцов Шарпи, должна удовлетворять следующимтребованиям, в зависимости от регламентируемого нормативной документациейминимально допускаемого уровня работы удара [KV]:- для ответственных деталей - KV≥0,9[KV];- для деталей повышенной ответственности - KV≥0,8[KV];- для малоответственных деталей- KV≥0,7[KV];- для неответственных деталей – не регламентируется.Один из технологических приемов, позволяющих избежать наложения участковперегрева при повторных нагревах довольно простой по своему исполнению. Приповторных нагревах в технологии нужно предусматривать смещение источника нагрева98относительно участка крупного зерна ЗТВ, сформировавшейся от предыдущего нагрева,во избежание наложения участков перегрева друг на друга.
В противном случаенеизбежно усиление деградации свойств на этом участке до недопустимого уровня.Технологически осуществить это несложно: стенку выборки при удалении дефектанужно смещать относительно предыдущей выборки в сторону основного металла илиметалла шва на величину равную толщине участка перегрева или несколько больше.Таблица 6.1Количество допускаемых локальных ремонтных нагревов деталей из сталей разногоуровня прочности в зависимости от источника нагреваМарка стали10ХСНД10ХН3МДКатегорияпрочностиЭлектрическая дугаЭлектронныйили лазерныйлучПределМалоПовышенной ОтветственныеДетали всехтекучести, ответственные ответственностидеталигруппМПадеталиответственности≥ 390Не ограничено Не ограничено Не ограничено≥ 490Не ограничено≥ 590Ограниченоне более2 нагревовОграниченоне более1 нагрева07Г2НДМФБТ≥ 630Ограниченоне более3 нагревовОграниченоне более3 нагревовОграничено неболее2 нагревовОграниченоне более5 нагревовОграниченоне более5 нагревовОграниченоне более3 нагревовНе ограниченодля всех группИнтересный результат был получен на стали 07Г2НДМФБТ.
Учитывая, что средиисследуемых сталей у нее самая низкая ремонтоспособность, это результат вполнеможет быть распространен на всю группу рассматриваемых сталей.На пробе стали 07Г2НДМФБТ, где был установлено снижение работы удара доуровня KV ≤ 0,7[KV], была выполнена технологическая канавка в перпендикулярномнаправлении, относительно направления движения источника тепла при предыдущихнагревах. Результаты испытаний показали, что при повороте образца Шарпи на 90О(ориентации надреза таким образом, чтобы при испытании металла направлениеразрушения совпадало с направлением движения дуги) заметного изменения свойств(деградации) не произошло.
То есть материал вел себя так, словно это был первичный99нагрев. Таким образом, при необходимости увеличения количества ремонтов, еслиразмеры дефектов и размеры детали в месте ремонта позволяют, выборка может бытьсделана в перпендикулярном направлении относительно оси предыдущих выборок.Таким образом, результаты системных исследований позволяют обосноватьследующие рекомендации: для снижения уровня деградации металла на участкеперегрева(крупногозерна)прилокальном тепловом воздействииследуетвмаксимальной степени уменьшать величину вводимой в детали тепловой энергии.Решение этой проблемы возможно так же при радикальном изменении технологиипроизводства изделий, т.е. в перспективе нужно ориентироваться на применениелучевых процессов, либо при применении традиционных источников нагрева, таких какдуга, использовать адаптивные технологии с цифровым управлением процессом нагреваи переноса металла.
Для сохранения эксплуатационных характеристик изделий послеремонта его проведение следует выполнять в соответствии с разработаннымитехнологическиминизколегированныхрекомендациямихладостойкихнаремонтсталейизделий(проектизисследованныхтехнологическойинструкциипредставлен в приложении к диссертации).6.2. Апробация и внедрение результатов исследованийАпробация результатов исследований и их внедрение осуществлено в условияхнаучно-производственного комплекса ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» при выполненииработпотехнологическомунаправлению«Судостроительноепроизводство»Федеральной целевой программы «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016годы». В рамках ОКР «Отработка технологии электронно-лучевой сварки конструкцийиз хладостойких сталей больших толщин» по заказу ОАО «ПО «Севмашпредприятие»(ОАО «ПО «СМП») на установке ЭЛУ-20Б в условиях опытного производства былвыполнен комплекс исследований, направленных на разработку технологии электроннолучевой сварки высокопрочных хладостойких сталей.
Выбор узлов и деталей из стали10ХН3МДосуществлялсятехнологическихсвозможностейучетомпотребностейпроизводства.нефтегазовойПредварительноотрасли,совместносспециалистами ОАО «ПО «Севмашпредприятие» была выбрана номенклатура узлов идеталей нефтедобывающих платформ, для изготовления которых, как предполагалось,наиболее эффективно будет применение электронно-лучевых технологий (рис. 6.5).100Рис.6.5. Выбранные изделия, для изготовления которых наиболее эффективноиспользование электронно-лучевой технологииДляподтверждениявозможностиуспешноговыполненияработыбылиподготовлены контрольные пробы, которые полностью отвечали условиям изготовленияконтролируемых изделий и были согласованы со специалистами ОАО «ПО «СМП».Вырезанные из проб образцы были подвергнуты исследованиям в испытательныхлабораториях «Судатомэнерготест» и «Промтест КМ», которые функционируют приФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» и аккредитованы в системе Госстандарта России.Результаты исследования твердости различных участков стали 10ХН3МД послевоздействия ЭЛ представлены ранее в главе 5 на рис.5.4.
Там же представленырезультаты исследования микроструктуры этой стали при воздействии более жесткихтермических циклов, чем при воздействии ЭЛ (рис.5.7 и 5.8). При металлографическомконтроле и исследовании микрошлифов недопустимых дефектов в соединениях,включая зоны термического влияния, не было обнаружено.101Для оценки возможностей применения электронно-лучевых технологий дляизделий, эксплуатируемых в условиях Арктики, были получены путем испытанийобразцов Шарпи температурные зависимости работы удара в диапазоне от 0оС до -60 оС.Металл проб испытывался в различных зонах, в том числе в зоне термического влияния.На рис. 6.6 представлены результаты испытаний металла проб из стали 10ХН3МДБтолщиной 100 мм. Полученные значения работы удара сравнивались с требованиямиРМРС к сталям для конструкций, эксплуатируемых в условиях низких температур(78Дж при температуре испытаний минус 60 С).Рис.
6.6. Температурные зависимости работы удара металла различных зон соединения,сталь 10ХН3МДБВ результате проведенных испытаний установлено, что электронно-лучевыетехнологии при производстве изделий из сталей 10ХН3МДБ позволяют получитькачественную продукцию с высокой вязкостью металла при минус 60 С во всех зонахсоединения, в том числе в зоне термического влияния, где результаты испытанийобразцов Шарпи в два-три раза превзошли нормативные требования.
Полученныерезультаты позволили обосновать перспективность применения электронно-лучевыхтехнологий для производства деталей и изделий, использующихся в условиях Арктики.По итогам исследований с учетом результатов, полученных при выполнениинастоящей диссертационной работы был разработан и выпущен руководящий документРД 5.УЕИА.3595-2016 - "Электронно-лучевая сварка изделий машиностроения из102различных материалов. Технологическая инструкция" (см. акт внедрения в приложениик диссертации).Документация регламентирует применение электронно-лучевых технологий впроизводстве деталей и изделий из низколегированных хладостойких сталей типа10ХН3МД в толщинах от 10 до 150 мм и согласована с ОАО «ПО «СМП».
Внедрениеразработанной технологии позволяет значительно улучшить рабочие характеристики иресурс металлоконструкций при эксплуатации в условиях арктического климата.Разработанные в диссертации рекомендации учитываются в практической работетехнологамииспециалистаминаучно-производственногоэкспериментальногокомплекса НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ «Прометей» при изготовлении иремонте деталей и конструкций из низколегированных сталей (рис.6.7), а также привыполнении работ по текущей тематике института.Рис.
6.7. Детали машиностроения, на которых была произведена апробациядиссертационных исследованийРезультаты работы в настоящее время используются на ОАО «Адмиралтейскиеверфи» при разработке технологической документации на изготовление и ремонтдеталей судового машиностроения. Кроме того, эти результаты учитываютсятехнологами непосредственно при разработке промышленных технологий изготовленияи ремонта элементов судостроительных конструкций в условиях завода с цельюснижения отрицательного влияние сварочно-технологических тепловых краткосрочныхвоздействий на конструкционные хладостойкие низколегированные стали повышеннойпрочности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
