2016_946_SaltanovNV (1225707), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Наружные дефекты близкорасположенные друг к другу объединяются в один и рассматриваются парами. Перед выборкой дефектного участка проводится просушка при температуре 50-70 ℃, при этом допускается возможность применения газовых подогревателей или газовых горелок.

Выборка дефектных участков выполняется механическим способом, при помощи шлифмашинки с абразивным кругом или проволочных щеток, для достижения нужной формы и параметров выборки. При этом прилегающие границы выборки, зачищаются до металлического блеска на ширину 10-15 мм.

Параметры выборки дефектного участка должны иметь: в продольном сечении – чашеобразную форму с плавным выходом на наружную поверхность, не превышая фактической длины дефектного участка не менее чем на 30 мм в каждую сторону;

- в поперечном сечении – U-образную форму с симметричной разделкой, при том, что расположение дефектов в верхней и нижней четвертях трубы рекомендуется поперечная кромка с углами сечения скоса 25-30°, при расположениях дефектов на боковых четвертях – несимметричная с углами скоса кромок 30-40°(верхняя) и 10-15°(нижняя)(рисунок 4.2)

Рисунок 4.2 Параметры выборки дефектного участка круглой, овальной формы.

а - коррозионные дефекты;

б - границы выборки;

в - выборка в продольном сечении (А-А);

г - выборка в поперечном сечении (Б-Б)

1. Ручная дуговая наплавка электродами

Ручная дуговая наплавка является самым распространенным видом при восстановительных работах. Наплавка выполняется металлическими плавящими одиночными электродами, пучком электродов, лежачими пластинчатыми электродами, трубчатыми электродами. При таком виде наплавки достигается большая маневренность: наплавку можно выполнять в любом пространственном положении, менять направление и место наплавки, тем самым регулируя возможную деформацию металла трубы.[1] Формирование металла шва осуществляется за счет материала выбранного электрода и расплавления основного металла в зоне действия дуги.

Рисунок 4.3 Направление слоев шва при наплавке.

Массовое применение нашла сварка плавящим электродом. Наплавку заполняющих слоев выборки овальной, круглой или прямолинейной формы следует производить узкими валиками (стрингерными швами), по встречно-симметричной схеме. Направление швов в каждом последующем слое должно быть встречным предыдущему (рисунок 4.3). Швы должны быть мелкочешуйчатыми и наплавляться с перекрытием 2,0-3,0 мм. Ширина первых заполняющих слоев должна быть 4,0-6,0 мм, последующих заполняющих слоев 8,0-10,0 мм. (рисунок 4.4) При том, что первый слов валиков должен быть зачищен от брызг, окалин, шлаковых включений и др. загрязнений[3].

Рисунок 4.4 Последовательность слоев шва при сварке.

1. Наплавка с использованием порошковой проволоки и проволоки сплошного сечения

Проволоки для сварки бывают трех видов, в зависимости от структуры: порошковая, сплошного сечения и активированная. Первые два вида проволоки подходят для условий восстановительных работ при текущей эксплуатации. Активированная проволока схожа по характеристике с порошковой проволокой, но с меньшим содержанием порошка. Остановимся на наплавке при помощи порошковой проволоки и проволоки сплошного сечения.[13]

1. Порошковая проволока

Порошковая сварочная проволока представляет собой трубчатую проволоку, заполненную порошкообразным наполнителем. Отношение массы порошка к массе металлической оболочки составляет от 15 до 40%. Конструкция порошковой проволоки может быть разной – простой трубчатой, с различными загибами оболочки, двухслойной (рисунок 4.5).

Загибы используются для придания проволоке жесткости и предотвращения высыпания порошка при ее сдавливании подающими роликами сварочного полуавтомата.

Рисунок 4.5 Конструкции порошковой сварочной проволоки

а, б, в – простые трубчатые проволоки

г – с одним загибом оболочки

д – с двумя загибами оболочки

е – двухслойная

Порошкообразный наполнитель представляет собой смесь руд, минералов, ферросплавов, химикатов. Он выполняет функции, аналогичные функциям электродных покрытий, – защиту металла от воздуха, стабилизацию дугового разряда, раскисление и легирование шва, формирование шва, регулирование процесса переноса электродного металла и др.[13]

По составу порошкообразного наполнителя порошковые сварочные проволоки подразделяются на:

- рутил-органические,

- карбонатно-флюоритные,

- флюоритные,

- рутиловые и рутил-флюоритные.

Применение самозащитных проволок позволяет упростить процесс сварки, поскольку отпадает необходимость в использовании баллонов с углекислым газом. Это расширяет возможности использования полуавтоматической сварки, в частности в монтажных условиях. Для самозащитных проволок используются порошки рутил-органического, карбонатно-флюоритного и флюоритного типов.

Использование порошковых проволок при наплавке в углекислом газе позволяет улучшить технологические параметры процесса сварки и механические свойства шва. Улучшается формирование и внешний вид шва, заметно снижается разбрызгивание металла, повышаются механические характеристики сварного соединения. Для сварки в углекислом газе используются проволоки рутилового и рутил-флюоритного типа. Проволоки рутилового типа (ПП-АН8; ПП-АН10) предназначены для сварки широкого круга конструкций из низкоуглеродистой и низколегированной стали.

1. Проволока сплошного сечения

Проволока со сплошным сечением идет на производство электродов и присадочных прутков, а также применяется в автоматах и полуавтоматах дуговой сварки.

Химический состав и назначение сварочной проволоки сплошного сечения регламентируются следующим образом:

1. ГОСТ 2246-70 сварочная проволока со сплошным сечением для сплавки сталей.

2. ГОСТ 10543-75 – наплавка.

3. ГОСТ 16130-72 – проволока из медных сплавов.

4. ГОСТ 7871-75 - проволока из алюминиевых сплавов.

Проволока со сплошным сечением используется в сварном соединения сталей. Причем для сварки низкоуглеродистых металлов применяются марки проволоки с неомедненной поверхностью. Стальная же проволока с омедненной поверхностью применяется для работ с низколегированными и высокоуглеродистыми сталями тогда, когда требуется максимальное качество шва.

Омедненная и неомедненная проволоки маркируются, соответственно, буквами (О и Э) (рисунок4.6)

Рисунок 4.6 - Слева – омедненная проволока, справа- неомедненная.

1. Структура сварного соединения

Сварное соединение (рисунок 4.7)при сварке плавлением включает в себя сварной шов 1, образовавшийся в результате кристализации, зону сплавления 2 и зону термического влияния 3, представляющую часть основного металла, примыкающую к сварному шву и подвергающуюся тепловому воздействию при сварке, вызывающему изменения структуры и свойств металла.

Рисунок 4.7 Схема строения сварного соединения: 1 – сварной шов; 2 – зона сплавления; 3 – зона термического влияния

Металл в любой зоне сварного соединения испытывает нагрев и последующее охлаждение. Изменение температуры металла во время сварки называется термическим циклом сварки. Максимальная температура нагрева в разных зонах соединений различна: в шве максимальная температура превышает, в зоне сплавления — близка, в зоне термического влияния — меньше температуры плавления, постепенно уменьшаясь по мере удаления от шва.

При нагреве в металле происходят следующие структурные и фазовые превращения:

- растворение фаз в металле в твердом состоянии, например, карбидов (соединений металла с углеродом) в нагретом металле;

-полиморфное превращение, т. е. превращение низкотемпературной модификации материала в высокотемпературную;

-плавление металла в участках, нагреваемых выше температуры плавления.

При охлаждении структурные и фазовые превращения идут в обратном порядке:

-кристаллизация;

-полиморфное превращение, т. е. переход из высокотемпературной фазы в низкотемпературную;

- выпадение из металла карбида и др. вторичных фаз.

Кроме названных превращений, в металле в низкотемпературной области при сварке происходят структурные изменения, вызывающие разупрочнение основного металла: рекристаллизация, старение и др.[12]

На рисунке 4.8 показано, как распределяется максимальная температура в сварном соединении, схематичная структура разных зон соединения, изменение температуры (термические циклы) в этих зонах и свойств металла. Каждый металл состоит из очень мелких зерен. Эти зерна можно видеть на изломе. Совокупность всех зерен металла называется эгоструктурой. В металле различают макро- и микроструктуру. Макроструктура рассматривается невооруженным глазом и при небольших (до 10—15 раз) увеличениях. Структура металла, изучаемая при увеличениях более чем в 60—100 раз, называется микроструктурой.

На участке 1 металл, который находился в расплавленном состоянии, затвердевая, образует сварной шов, имеющий литую структуру из столбчатых кристаллов. Грубая столбчатая структура металла шва является неблагоприятной, так как снижает прочность и пластичность металла. Зона термического влияния имеет несколько структурных участков, различающихся формой и строением зерна, вызванных различной температурой нагрева в пределах 1530 °С. Ширина участка 1 составляет примерно половину ширины шва.

Участок неполного расплавления 2 — переходный от наплавленного металла к основному. На этом участке происходит образование соединения и проходит граница сплавления, он представляет собой очень узкую область (0,1 —0,4 мм) основного металла, нагретого до частичного оплавления зерен.

Рис 4.8 Термический цикл сварного соединения низкоуглеродистой стали.

Здесь наблюдается значительный рост зерен, скопление примесей, поэтому этот участок обычно является наиболее слабым местом сварного соединения с пониженной прочностью и пластичностью. Температура участка составляет 1530- 1470 °С.

Участок перегрева 3 — область основного металла, нагреваемого до температур 1470 — 1100 °С, в связи с чем металл отличается крупнозернистой структурой и пониженными механическими свойствами (пластичностью и ударной вязкостью). Эти свойства тем ниже, чем крупнее зерно и шире зона перегрева. Ширина участка 3 составляет 3 — 4 мм.

Участок нормализации 4 — область металла, нагреваемого до температур от 880 до 1100 °С. Металл этого участка обладает высокими механическими свойствами, так как при нагреве и охлаждении на этом участке образуется мелкозернистая структура в результате перекристаллизации без перегрева. Ширина участка 4 составляет 0,2 —0,4 мм.

Участок неполной перекристаллизации 5 — зона металла, нагреваемого при сварке до температур 720 — 880 °С. В связи с неполной перекристаллизацией, вызванной недостаточным временем и температурой нагрева, структура этого участка характеризуется смесью мелких перекристаллизовавшихся зерен и крупных зерен, которые не успели перекристаллизоваться. Металл этого участка имеет более низкие механические свойства, чем металл предыдущего участка. Ширина его составляет 0,1—3 мм.

Участок рекристаллизации 6 — область металла, нагреваемого в пределах температур от 510 до 720 °С. Если сталь перед сваркой испытала холодную деформацию (прокатку, ковку, штамповку), то на этом участке развиваются процессы рекристаллизации, приводящие к росту зерна, огрублению структуры и, как следствие, к разупрочнению. Ширина участка 6 составляет 0,1 — 1,5 мм.

Участок 7, нагреваемый в области температур 200 — 510 °С, является зоной перехода от зоны термического влияния к основному металлу. В этой зоне могут протекать процессы старения из-за выпадения карбидов железа и нитридов, в связи с чем механические свойства металла этой зоны понижаются.

Характеристики

Список файлов ВКР