Соединение труб из разнородных металлов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ...

скачать книгу Соединение труб из разнородных металлов

СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙВ настоящее время пока нет четких критериев для оценки приемлемости тех или иных свойств сварных соединений разнородных металлов для определенных условий эксплуатации
...
В связи с этим исследователи непрерывно ведут поиски новых методик и конструкций образцов для испытаний соединений разнородных металлов, а также критериев оценки их свойств
...
Термическая обработка или длительная эксплуатация при температурах выше 350° С приводят к дополнительному развитию диффузионных прослоек и к повышению вероятности хрупких разрушений
...
Причинами разрушения могут быть также образовавшиеся в зонах сплавления малопластичные структуры с составляющими мартенситного класса, а также структуры, склонные к тепловой хрупкости
...
СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙВ настоящее время пока нет четких критериев для оценки приемлемости тех или иных свойств сварных соединений разнородных металлов для определенных условий эксплуатации
...
В связи с этим исследователи непрерывно ведут поиски новых методик и конструкций образцов для испытаний соединений разнородных металлов, а также критериев оценки их свойств
...
Термическая обработка или длительная эксплуатация при температурах выше 350° С приводят к дополнительному развитию диффузионных прослоек и к повышению вероятности хрупких разрушений
...
Причинами разрушения могут быть также образовавшиеся в зонах сплавления малопластичные структуры с составляющими мартенситного класса, а также структуры, склонные к тепловой хрупкости
...
СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙВ настоящее время пока нет четких критериев для оценки приемлемости тех или иных свойств сварных соединений разнородных металлов для определенных условий эксплуатации
...
Надрезы наносили в различных местах соединения — в зоне термического влияния, в зоне сплавления наплавленного металла с основным, в наплавленном слое, зоне сплавления наплавленного металла со швом и по шву
...
Если испытаниями при комнатной температуре не было получено четких зависимостей и не выявлено слабых участков у сварных соединений, то предусматривалось продолжение испытаний при пониженных температурах на образцах с той же формой надреза, а также при более острых надрезах — типа Шнадта, кольцевых и трехсторонних треугольных
...
Ударная вязкость в различных зонах сварных соединений (надрез Менаже) при различных температурах испытаниявую очередь в зоне сплавления с перлитной сталью
...
Развитие отпускной хрупкости уменьшают легированием, которое наряду с торможением скорости диффузии примесей в объеме и по границам зерен приводит к упрочнению границ, особенно бывших аустенит-ных зерен [45]
...
Подавляющее большинство рассмотренных данных относится к тепловой хрупкости, возникающей у низколегированных сталей, преимущественно легированных хромом и марганцем
...
После нагревов при 300 и 450г~ С у всех молибденосо-держащих наплавленных слоев критические температуры оказались меньше сдвинутыми в сторону более высоких температур, чем в слоях без молибдена
...
Помимо этого молибден, сосредоточиваясь на периферии кристаллизационных ячеек, находящихся в пределах объемов зерен, способствует процессу карбидо-образования в этих местах
...
Исследование соединения с наплавкой Св-08Г2С на сталь 12Х18Н10Т показало, что четко выраженного различия в сопротивлении распространению трещины исследованных зон этого типа разнородного сварного соединения не наблюдается
...
В области обезугле-роженных прослоек, при которых наблюдается резкое снижение долговечности, распространение усталостной трещины происходит по границам зерен феррита
...
Долговечность сварного соедине-ния разнородных сталей в зависимости от толщины обезуглероженной зоныопределенные закономерности поведения соединений при температурах свыше 450—500° С, когда проявля-з o,z Ofi о,б ь,мм ются процессы ползучести металлов
...
Если одной из составляющих сварного соединения является неста-билизированная перлитная сталь, то температуру появления хрупких разрушений в зоне сплавления можно повысить наплавкой металлом, имеющим активные карбидообразующие элементы
...
Через каждые 500 ч определяли скорость коррозии сварных соединений и измеряли электродные потенциалы различных зон сварного соединения под каплей 3%-ного раствора хлористого натрия
...
Сближение скоростей коррозии напряженных и ненапряженных сварных соединений, очевидно, связано с релаксацией напряжений в процессе испытаний, а также с образованием защитных пленок продуктов коррозии на поверхности сварных соединений
...
Согласно полученным данным сталь 20 в начальный период времени (500 ч) является основным анодом в разнородных сварных соединениях, представляющих собой многоэлектродную систему
...
Однако в результате анодной поляризации вследствие контакта с более благородными металлами (сталью 12Х18Н10Т, металлом шва и наплавок) и образования на поверхности углеродистой стали плотной защитной пленки из продуктов коррозии разность потенциалов между разнородными металлами уменьшается и эффективность работы гальванических пар снижается
...
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И РАБОТОСПОСОБНОСТИ СОЕДИНЕНИИ ТРУБСложность оценки качества и работоспособности соединений труб из разнородных сталей определяется многообразием факторов, которые следует учитывать при рассмотрении вопроса прочности соединения
...
Подтверждением этому служат также многочисленные публикации, в большинстве которых константирует-ся равноценность различных технологических вариантов сварки разнородных стыков и их вполне удовлетворительная прочность
...
Вместе с тем опыт эксплуатации показывает, что разнородные стыки являются наиболее слабым звеном в системе трубопроводов и к ним предъявляются высокие требования по контролю
...
Аустенитные наплавки под сварку на кромках труб из стали перлитного класса также независимо от категории сварного соединения подлежат 100%-ной цветной, люминесцентной или магнитно-порошковой дефектоскопии
...
Часто проводят полное обследование механических свойств, включая специальные методы испытаний, хотя правилами контроля сварных соединений [86] даже для наиболее ответственных соединений из разнородных сталей (стали перлитного класса со сталями аустенитного класса) предусмотрено проведение только металлографических исследований
...
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И РАБОТОСПОСОБНОСТИ СОЕДИНЕНИИ ТРУБСложность оценки качества и работоспособности соединений труб из разнородных сталей определяется многообразием факторов, которые следует учитывать при рассмотрении вопроса прочности соединения
...
Эти испытания проводили на специальном стенде на четырех экспериментальных участках паропроводов при постоянной температуре и переменных нагрузках и при переменных температурах и нагрузках
...
При испытаниях особенно быстро разрушились сварные соединения, нагруженные одновременно как циклическими изгибающими нагрузками, так и синхронно с ними циклическими температурными напряжениями
...
Результаты испытаний, так же как и опыт эксплуатации, показывают, что наиболее тяжелым режимом нагружения для сварных соединений трубопроводов является нагружение, когда напряжения от изгибающего момента достигают максимума при максимальной температуре испытаний
...
Ценность таких испытаний не только в том, что они решают важные практические задачи, но и в том, что полученные результаты создают основу для разработки и проверки методов расчетной оценки работоспособности разнородных сварных соединений трубопроводов
...
Рассмотрение методов оценки качества и работоспособности всех использующихся в настоящее время видов разнородных соединений труб с учетом условий их эксплуатации было бы большим по объему и тем не менее вряд ли исчерпывающим
...
ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБВопрос о прочности разнородного сварного соединения трубопровода связан с решением ряда задач — обеспечение определенного уровня прочностных и пластических свойств материалов каждого участка сварного соединения, снижение остаточных и рабочих напряжений, повышение служебных свойств соединения (исходя из-условий, в которых будет работать стык) и др
...
Вопрос о различии в коэффициентах а материалов разнородных стыков в той или иной степени затрагивается во многих работах, но он заслуживает того, чтобы его рассмотреть более подробно
...
Так как сначала не рассматриваются конкретные материалы и температуры, удобно напряжения представить, как это сделано в работе [71], в относительных величинах, т
...
Вопрос о различии в коэффициентах а материалов разнородных стыков в той или иной степени затрагивается во многих работах, но он заслуживает того, чтобы его рассмотреть более подробно
...
Это важно подчеркнуть потому, что при расчетах разнородных соединений труб, которые могут рассматриваться как оболочки, напряжения хгг обычно не учитываются
...
Из графика видно, что при приближении к линии сплавления тангенциальные напряжения ов на наружной поверхности изменяются мало, а осевые напряжения а/ по абсолютной величине резко возрастают
...
Это важно подчеркнуть потому, что при расчетах разнородных соединений труб, которые могут рассматриваться как оболочки, напряжения хгг обычно не учитываются
...
Сравнивая графики, можно заметить, что при уменьшении отношения г [Я более плавно снижаются осевые напряжения а/ на поверхности с удалением от линии сплавления и быстрее растут у поверхности
...
Сравнивая графики, можно заметить, что при уменьшении отношения г [Я более плавно снижаются осевые напряжения а/ на поверхности с удалением от линии сплавления и быстрее растут у поверхности
...
На основании этого делаются рекомендации по применению электродов, позволяющих получить металл шва с коэффициентом а, средним по значению между значениями а свариваемых материалов, или использованию промежуточных проставок с такой же целью
...
Если принять во внимание, что при сварке при наложении первого валика в нем в зависимости от режимов сварки может содержаться от 30 до 50% основного металла, то мы можем получить очень нежелательное соотношение в коэффициентах теплового расширения основного металла и первого наплавленного слоя
...
Следует еще раз подчеркнуть, что здесь не учтены сварочные напряжения, достигающие обычно предела текучести материала или остаточные напряжения после термообработки, а также напряжения от внешних нагрузок
...
Например, наплавка на перлитную сталь электродами на никелевой основе позволяет получить низкие значения коэффициента теплового расширения в наплавленном слое за счет высокого содержания никеля и в наплавленном слое
...
Прежде всего возрастут тангенциальные напряжения, что особенно важно для участков, расположенных вблизи поверхности трубы, и появятся у линии сплавления осевые напряжения, которые были равны нулю
...
Например, наплавка на перлитную сталь электродами на никелевой основе позволяет получить низкие значения коэффициента теплового расширения в наплавленном слое за счет высокого содержания никеля и в наплавленном слое
...
В этом сварном соединении, так же как и в предыдущем сварном соединении, разрушения начинаются от наружной и внутренней поверхностей трубопровода у линии сплавления стали 20 с наплавленным слоем и проходят по стали 20
...
Результаты испытаний натурных разнородных сварных соединений труб:/—расчетная кривая усталости для углеродистых сталей до температуры 360е С по отечественным нормам расчета (73]; 2, 3—расчетные кривые для углеродистых и аустенитных старей по стандарту ASME; О-разрушения сварных соединений, выполненных но первому технологическому варианту; ф сварное соединение первого ва рианта, не имевшее усиления; у — разрушения сварных соединений, выполненных по второму варианту сварки; Д—соединения, выполненные по третьему варианту сварки1Несколько позже разрушились стыки (выполненные по первому варианту сварки), которые не подвергали термообработке и которые подвергали термообработке при 1050° С
...
Результаты испытаний натурных разнородных сварных соединений труб:/—расчетная кривая усталости для углеродистых сталей до температуры 360е С по отечественным нормам расчета (73]; 2, 3—расчетные кривые для углеродистых и аустенитных старей по стандарту ASME; О-разрушения сварных соединений, выполненных но первому технологическому варианту; ф сварное соединение первого ва рианта, не имевшее усиления; у — разрушения сварных соединений, выполненных по второму варианту сварки; Д—соединения, выполненные по третьему варианту сварки1Несколько позже разрушились стыки (выполненные по первому варианту сварки), которые не подвергали термообработке и которые подвергали термообработке при 1050° С
...
Результаты испытаний натурных разнородных сварных соединений труб:/—расчетная кривая усталости для углеродистых сталей до температуры 360е С по отечественным нормам расчета (73]; 2, 3—расчетные кривые для углеродистых и аустенитных старей по стандарту ASME; О-разрушения сварных соединений, выполненных но первому технологическому варианту; ф сварное соединение первого ва рианта, не имевшее усиления; у — разрушения сварных соединений, выполненных по второму варианту сварки; Д—соединения, выполненные по третьему варианту сварки1Несколько позже разрушились стыки (выполненные по первому варианту сварки), которые не подвергали термообработке и которые подвергали термообработке при 1050° С
...
Пересчитав допускаемые напряжения для основного металла на допускаемые напряжения для сварных соединений, получим, что допускаемые напряжения для сварных соединений по отечественным и зарубежным нормам расчета близки по значениям и практически совпадают с допускаемыми напряжениями для стали 20
...
Таким образом, во всех этих соединениях, как и в ранее рассмотренных, разрушения проходили по одному участку — по стали 20 у линии ее сплавления с наплавленным металлом
...
Замер микротвердости в околошовной зоне показал, что в тер-мообработанных сварных стыках заметней выражены прослойки повышенной твердости в аустенитной наплавке у линии сплавления, особенно в соединениях, проходивших термообработку при температуре 1050° С, и соответственно понижена твердость в стали 20
...
Для менее ответственных соединений, которые могут периодически контролироваться и которые позволяют производить ремонт, эти коэффициенты запаса могут быть ниже
...
Соединения оказались достаточно работоспособными, так как материал шва, выполненного электродной проволокой Св-08Г2С, имеет более высокие прочностные характеристики, чем сталь 20, а при заданной амплитуде напряжений выше и сопротивление малоцикловой усталости
...
Из результатов испытаний и расчетов 18 разнородных сварных соединений труб следует, что работоспособность стыков при переменных нагрузках определяется главным образом размахом (амплитудой) напряжений, величина которого в большей мере зависит от разности коэффициентов теплового расширения свариваемых материалов и металла шва и от разности температур
...
В таких соединениях при прочих равных условиях из-за разности температур значительно должны возрасти размах напряжений в цикле и соответственно понизиться работоспособность
...
Такой режим испытаний позволяет избежать больших градиентов температур по толщине стенки, а выдержка при температуре 560—57СР С в течение 4 ч давала возможность протекать процессу релаксации, что приближало выбранный режим испытаний к переходным режимам при эксплуатации
...
Необходимо подчеркнуть, что местом разрушения разнородных стыков является не околошовная зона со стороны стали 1Х12В2МФ или 12Х1МФ, где следует ожидать образования различных прослоек, структурной неоднородности, различия в механических свойствах и т
...
С учетом того, что по указанному стандарту для сварных соединений допускаются напряжения (деформации), по величине равные 0,5 от допускаемых напряжений для основного металла, на графике построив
...
По околошовной зоне трещин в этом соединении не обнаружено, что объясняется несколько более низкими напряжениями у линии сплавления по сравнению со стыком 3 и меньшим числом циклов нагружения
...
Не останавливаясь подробно на причинах сетчатого растрескивания металла шва, так как это выходит за рамки рассматриваемого вопроса, отметим только, что это связано с кинетикой изменения напряженно-деформированного состояния и циклическими характеристиками металла шва
...
Главная причина такого быстрого разрушения — высокий уровень напряжений и относительно низкий (по сравнению со сталью 1Х12В2МФ) предел текучести стали 15Х1М1Ф, а также циклическое разупрочнение ее при высоких температурах
...
Разупрочнение стали 15Х1М1Ф при циклическом нагруженпи и концентрация напряжений у линии сплавления привели к локализации деформации на узком участке и к росту пластической составляющей от цикла к циклу
...
В какой-то степени быстрое разрушение стыка может быть отнесено также на счет образования прослоек с пониженными механическими свойствами и высоких остаточных сварочных напряжений
...
В этом случае область максимальных напряжений смещается к линии сплавления наплавленного слоя, выполненного электродами ЦЛ-36 и ЦЛ-25, а распределение напряжений сохраняется прежним
...
При малой ползучести материалов и при циклической стабильности свойств материалов долговечность соединений может быть достаточно надежно определена расчетным путем
...
При наличии ползучести материала или циклического разупрочнения его на участке с большой амплитудой напряжений работоспособность стыков существенно понижается, а при совместном воздействии этих факторов снижение может составить порядок и более
...
Поэтому при назначении режимов термообработки для снятия сварочных напряжений и улучшения свойств материала отдельных участков необходимо прежде всего учитывать среди прочих отрицательных последствий термообработки возможное неблагоприятное для работоспособности соединения напряженное состояние
...
Металл шва должен иметь не просто среднеарифметическое значение коэффициента теплового расширения а между значениями коэффициентов а свариваемых материалов
...
Выбранный присадочный материал должен понизить напряжения на наиболее опасном участке до уровня, обеспечивающего надежность работы соединения на заданной базе
...
При этом важно учесть действительную величину коэффициентов а первых наплавленных слоев металла, которые существенно отличаются по химическому составу от металла шва (в результате перемешивания в сварочной ванне присадочного материала с основным металлом)
...

Соединение металлов в твердой фазе
Холодная сварка труб
Высокочастотная сварка металлов
Соединение труб из разнородных металлов
Сварка модулированным током
Современные средства защиты сварщиков
Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Соединение труб из разнородных металлов