SU1687635A1 - Способ обработки сварных соединений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к термической обработке сварного соединени  труб. Цель изобретени  - обеспечение равнопрочности металла шва с основным металлом, повышение точности размеров и производительности термического оборудовани , Зону сварного соединени  ускоренно нагревают непосредственно по достижении остывающим сварным швом температуры А г1 -350-500°С в межкритический интервал температур, а затем ускоренно охлаждают до температуры АН - , после чего охлаждение ведут замедленно до температуры 100-200°С, при которой осуществл ют обжатие на 3-5%. В результате обработки труб предлагаемым способом врем  термообработки трубы составл ет 60 с. 2 табл

Description

k

Изобретение относитс  к металлургии, к термической обработке сварного соединени  труб.

Цель изобретени  - обеспечение равно- прочности металла шва с основным металлом , повышение точности размеров и производительности термического .оборудовани ,

Сущность способа состоит в следующем .

Локальную обработку шва и околошовной зоны - зоны термического вли ни  - ускоренно нагревают непосредственно после сварки по достижении остывающим сварным швом температуры АГ1 350-500°С. Это уменьшает риск образовани  холодных закалочных трещин и благопри тно вли ет на структуру готового издели  в зоне шва, так как при охлаждении стали от температуры пор дка 1500°С (температура сварки до комнатной в зоне шва и околошовной зоне)

возникают неоднородные и резко различные по морфологии структуры. Затем нагрев осуществл ют в область межкритических температур, что способствует образованию двухфазной структуры, обладающей сочетанием повышенных пластических (за счет ферритной матрицы) прочностных (за счет упрочн ющей мартенситно-бейнитной фазы ) свойств.

Охлаждение нагретых сварного шва и всей зоны термического вли ни  осуществл ют ускоренно до АГ1 - 20-50°С, далее - на воздухе что обеспечивает образование при комнатной температуре на месте аустенит- ных участков упрочн ющей фазы (мартенсит, бейнит). Выбор температурного предела ускоренного охлаждени  обусловлен созданием необходимого 20-25% объема упрочн ющей фазы, котора  обеспечивает в обрабатываемом сварном соединении нужный уровень прочности, не вызыва  охрупО 00 4J

ON СО

ел

чивани . Дальнейшее охлаждение до 100 200°С в замедленном режиме устран ет возможность возникновени  закалочных напр жений и создает благопри тные услови  дл  деформационного упрочнени  без охрупчивани .

При 100-200°С осуществл ют конечную операцию деформацию на 3-5%, котора  приводит к деформационному упрочнению зоны сварного соединени 

Охлаждение после сварки до температур более низких, чем Ам 350°С приводит к образованию структур, нежелательной морфологии, а при охлаждении сварного соединени  до температур выше AM - 350°С нетехнологичен, так как трудно успеть осуществить контроль качества сварки

Ускоренное охлаждение до температур A ri 20-50°С определ етс  некоторым минимальным интервалом,который находитс  в области ниже AM. Температуру А м 10°С трудно выдержать в реальных услови х и по вл етс  опасность перехода в температуру выше А г1 при изменении химического состава стали в пределах марки. А чем ниже температура ускоренного охлаждени , тем уже сортамент сталей а которые распростран етс  способ.

Замедленное охлаждение провод т до температур деформационного старени , так как при них осуществл ют обжатие.

Обжатие менее 3% не дает эффективного воздействи , а более чем на 5% приводит к заметному изменению размеров, в то врем  как задача обжати  - только упрочнение и калибровка 3-5%-интервал, при котором степень деформации дает эффект упрочне ни , но не приводит к образованию в шве трещин.

Пример. Трубу ф 168x7,7 мм из стали 22ГЮ с углеродным эквивалентом ,5 в услови х Выксунского метзавода сваривали радиочастотной сваркой. Критические температуры дл  стали 22ГЮ: Aci 724°C. Асз 873°С, А п -698°С.

После того, как трубу сварили, шов остужали до температур AM - 350 500°С, далее зону шва и околошовную зону нагревали до разных температур выше Ас1, и охлаждали до АГ1 - 20-50°С эмульсией, а после этих температур - на воздухе.

По достижении сварным швом температур в интервале 100-200°С трубу подвергали обжатию на 3-5%. Данные экспериментов приведены в табл 1.

Такие же трубы из той же стали термс- обработали по противопоставленному способу С отпуском при 640°С погпе охлаждени  из МКИ до температуры цеха

Дн  этого пришлось снизить скорость стана, чтобн согласовать ее со скоростью нагрева под отпуск и скорост ми охлаждени  из МКИ Опробование проводили в двух

вариантах: 1-й - скорость охлаждени  из МКИ соответствует скорости ускоренного охлаждени  по за вленному способу; 2-й - скорость охлаждени  из МКИ соответствует замедленному охлаждению по за вленному

0 способу. При этом испыт Н1 затраты времени и энергии.

Результат ы испытаний и сравнени  сведены в табл 2.

Из табл 2 видно, что равнопрочность с

5 основным металлом за вленным способом достигалась практически после охлаждени  из МКИ. Однако эта прочность необходима , нонедостаточна  Гарантированна 

0 прочность и допустима  овальность получаютс  после калибровки. Прочность в среднем становитс  несколько выше, чем максимальна  прочность основного металла , но все равно того же пор дка, что и у

5 основного металла Противопоставленным способом в 1 варианте достигнута прочность более высока  чем у основного металла. Это может стать причиной трещинообразо- вани . Напр жени  возникающие при

0 этом, снимаютс  высоким отпуском. Но и до высокого отеска по вление в металле микротрещин не исключено из-за более высокого содержани  в структуре упрочн ющей фазы до35-4ол(, При охлаждении из МКИ

Ь со скоростью 2 варианта зона сварного шва не достигает уривн  прочности основного металла. Промежуточные скорости охлаждени  (между 1 и 2 вариантами) не обеспечат стерильных результатов из-за разброса

0 содержани  упрочн ющей фазы св занного с разбросом состава стали в пределах марки . Овапьность примерно вдвое выше.

Сравнение энергозатрат на калибровку и на отпуск показано, что последний привоЬ ди) к значительно большим затратам.

Включение в процесс производства руб отпуска после охлаждени  из межкри- гического интервала заставл ет снизить скорость всего стана, а это значит, что по

0 противопоставленному способу выпуск груб составит 200 шт. за смену, а по за вленному 340 шт. за смену, так как врем  термообработки составит 100 сек на 1 трубу, вмести 60 соответственно.

Claims (1)

1. оФормула изобретени 

   Способ обработки сварных соединений, преимущественно обсадных труб, включающий охлаждение после сварки до заданной температуры, нагрев от этой температуры шва и околошовной зоны до АсгАсз и охлаждение , отличаю щийс  тем, что. с

   целью обеспечени  равнопрочное™ металла шва с основным металлом, повышени  точности размеров и производительности процесса, охлаждение после сварки ведут до Аг1 - 35(Ь500°С, охлаждение из интервала АсгАсз осуществл ют до 20СЫОО°С со скоростью, обеспечивающей образование 20-25% мартенситно-бейнитной смеси и затем провод т пластическую деформацию сварного шва на 3-5%.

   Таблица I

   Таблица2

   0,25

   IffQO

   60

   0,50

   3000

   100