Назначение и выбор вида термической обработки сварных конструкций

Главным назначением термической обработки сварных конструкций является повышение их работоспособности и эксплуатационной надежности.

По данным обследований, выявленных в сварных конструкциях на разных стадиях изготовления, испытания и эксплуатации, обнаруженные повреждения можно связать с рядом фактором, которые можно разделить на 3 группы:

1. наличие в изделии концентраторов напряжений, вызванных конструктивными или технологическими особенностями.

2. высокая степень напряженности от действия рабочих, термических и остаточных напряжений.

3. несоответствие свойств материала конструкции или металла отдельных зон сварного соединения требуемому уровню.

Термическая обработка положительно влияет на надежность сварных конструкций, снижая отрицательное влияние перечисленных факторов. При назначении операции термической обработки сварных конструкций необходимо учитывать основные факторы, определяющие свариваемость сталей и свойства сварных соединений. Требования к режиму термообработки зависят от легирования, способа выплавки стали, типа конструкции и толщины свариваемых элементов, метода сварки и легирования шва, условий работы и т.д. Т.Е. в каждом частном случае необходимо решать этот вопрос отдельно. Из схемы видно, что конструкции общего назначения охватывают широкую группу сварных узлов, используемых в строительстве, машиностроении и других отраслях, эксплуатирующихся в климатическом диапазоне температур (± 60С) и не подвергающихся воздействию агрессивной среды. Термическая обработка может проводиться для повышения прочности, усталостной прочности и сохранения стабильности размеров. Для строительных конструкций характерны сравнительно низкие требования к точности и малый объем механической обработки после сварки. Они изготавливаются в основном из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. В большинстве случаев такого рода конструкции успешно эксплуатируются без термической обработки.

Особенностями машиностроительных конструкций является разноообразный характер нагрузок и мех обработка при высоких требованиях к точности и чистоте. Они изготавливаются из сталей широкой номенклатуры от низкоуглеродистой до среднелегированной с использованием сварки от дуговых до электронно-лучевой. Как правило, такие конструкции подвергают отпуску из-за пониженной свариваемости. Ответственные детали роторов турбин и генераторов, шестерен, термическая обработка проводится непосредственно после сварки с подогревом без промежуточного охлаждения.

Ряд машиностроительных конструкций работают в условиях усталостного нагружения и, поэтому, при назначении вида термообработки необходимо учитывать ее влияние на прочность конструкции.

Особую группу машиностроительных конструкций составляют сосуды и трубопроводы, работающие под давлением при различных температурах, а иногда в агрессивной среде. Термическая обработка назначается, в основном, по условию прочности. Для сварных узлов химических и нефтехимических установок, работающих в агрессивных средах, основным назначением термической обработки является снятие остаточных напряжений, проводимое для повышения стойкости против коррозионного растрескивания при статических и повторно-статических нагрузках.

Для сварных конструкций, работающих при высокой температуре, термическую обработку проводят с целью уменьшения структурной и химической неоднородности, снятия сварочных напряжений. Для таких конструкций используются теплоустойчивые и жаропрочные стали (12ХМ, 12Х18Н9Т). Они подлежат обязательному отпуску непосредственно после сварки, либо с ограничением по времени между сваркой и термообработкой. Эта операция необходима для исключения опасности образования холодных трещин в шве и околошовной зоне.

Обязательной термической обработке подлежат сварные узлы из жаропрочных сплавов, легированных ванадием, вольфрамом, титаном и ниобием.

Рис. 29. Назначение термической обработки сварных изделий.

Дата добавления: 2014-01-07