Сварочные работы при ремонте оборудования ТЭС

Вредные примеси в сталях.

Легирование сталей.

Лекция №6

Металлы применяемые в котло, трубостроении.

Для изготовления деталей котлов, вспомогательного оборудования, трубостроении широко используют низкоуглеродистую сталь (0,2-0,25%). С повышением содержания углерода в стали повышается прочность, снижается пластичность, возрастает временное сопротивление, предел текучести и твердость стали. Как правило содержание углерода в сталях используемых в котлостроении ограничено 0,2%, сталь 10. при превышении содержания углерода, сталь приобретает способность к закаливанию и это вынуждает принимать меры при нагреве и сварке стали во время ремонта и монтажа.

Легирующие примеси – это элементы специально вводимые в сталь, для придания ей определенных свойств и качеств. Основное назначение легирования – это повышение механических свойств, жаропрочности и коррозионной стойкости.

К легирующим элементам относятся: молибден, хром, никель, титан, вольфрам, ванадий.

В легирующих сталях предел прочности и текучести с повышением тем-ры падает медленнее, чем в углеродистых сталях. В деталях паровых котлов, работающих длительное время при повышенной тем-ре, появляется пластичная деформация, даже если действующее напряжение значительно ниже предела текучести при данной тем-ре развивается ползучесть.

Скорость ползучести уменьшается с повышением % содержания углерода в стали. Применение легирующих добавок снижает рост ползучести в отличии от углеродистых сталей, при тем-ре выше 450⁰С.

Марки стали 15ХМ, 12Х1МФ, 12ГС, 12МХ, 12Х2МФБ.

Сера – образует с железом хим.соединение называется сернистым железом. Сталь с примесью серы становится красноломкой, т.е. дает трещины при прокатке и ковки в нагретом состоянии. Это объясняется тем, что сернистое железо расплавляется раньше основного метала и станет жидким тогда, когда основной металл дойдет до пластичного состояния. При ковке такого металла сернистое железо дает трещины и нарушает связь между зернами металла. Содержание серы 0,5-0,7%.

Фосфор – фосфористое железо – более хрупкое, чем сама сталь. При большом содержании фосфора железо становиться хладноломким, т.е. способно разрушаться при нормальной тем-ре. Содержание фосфора в железе не больше 0,4-0,9%.

Кислород и азот в больших количествах также являются вредными примесями.

Кислород присутствует в железе в виде окиси и способствует красной ломкости.

Азот – старении в стали, проявляющееся с повышением ее хрупкости в течении времени.

Газосварочные работы.

Газ. сварка относится к сварке плавлением. Процесс газ. сварки состоит в нагревании кромок соединяемых деталей, до расплавляемого состояния пламенем газосварочных горелок.

Газ. сварка обладает след. преимуществами:

• относительная простота процесса не требует сложного оборудования источника электроэнергии.
• изменяя тепловую мощность в пламени горелки и ее положение относительно места сварки, сварщик может регулировать скорость нагрева и охлаждения.

Недостатки:

• большая зона воздействия тепла на металл, в отличии от другой сварки
• меньшая скорость нагрева металла

Для газовой сварки необходимо:

1. кислород и горючий газ(ацетилен или его заменители)
2. присадочная проволока
3. кислородные баллоны для хранения запасов кислорода
4. ацетиленовые генераторы для получения ацетилена из карбида кальция
5. набор наконечников для нагрева металла различной величины. При резке металла набор муштуков.

Внешний вид газового пламени, а так же его тем-ра и степень воздействия на метал, зависят от соотношения в нем кислорода и ацетилена, меняя отношение, меняется свойство пламени.

Без добавления кислорода пламя имеет желтоватый свет и длинный факел без светлого ядра, такое пламя не пригодно для сварки, имеет низкую тем-ру, много коптит выделяя при этом несгоревший углерод. При добавлении кислорода пламя меняет форму и цвет.

3 вида пламени:

		а) нормальное восстановительное пламя
		б) пламя с избытком ацетилена
		в) окислительное (с избытком кислорода)

Для сварки большинства металлов

а) паянии

б) может использоваться для сварки магниевых и аллюминеевых сплавов

в) при сварки латуни

При ремонте и монтаже оборудования широко используется кислородная резка металлов. Позволяет резать углеродистую и низколегированную сталь при резке листов 3-5 м во всех положениях, не позволяет резать высоколегированную сталь, чугун и цвет. металлы.

Кислородный резак отличается от газ.свар. горелки наличием дополнительных каналов для подвода режущего кислорода.

Сущность состоит в нагреве и расплавлении металла в струе чистого кислорода.

Сгорание метала и выдувание окислов из полости реза обеспечивается кислородной струей направленной из муштука 1, предварительный разогрев металла обеспечивается газ. пламенем 2.

Здесь в качестве горючего газа используется ацетилен или газозали с кислородом. Давление подаваемого кислорода 10-15 атм.

Электросварочные работы.

Наиболее распространенным способом сборки при ремонте оборудования ТЭС является электродуговая сварка. На ее дело приходится 80-90% всего объема сварочных работ.

При ручной электродуговой сварке металлическим электродом источником нагрева является электрическая дуга, горящая между торцом электрода и изделия.

~ U

Электрическая дуга 1, горит между электродом 2 и свариваемым изделием 3 в газообразной среде 4. газошлаковая расплавленного металла 5.

Обеспечивается расплавляемым и сгораемыми покрытиями электрода. Зажигание дуги производится путем короткого замыкания т.е. прикосновением конца электродов к изделию и последующего быстрого его отрыва. Чем ниже тем-ра окружающего воздуха, тем больше скорость охлаждения метал. шва. Быстрое охлаждение метал. шва приводит к тому, что газы и не металл не успевают выделится из шва и остаются там в виде газовых пор и шлаковых включений. Отрицательное воздействие низкой температуры окружающего воздуха тем заметнее, чем выше толщина сварного шва.

В связи с этим существует ряд мероприятий принимаемых при сварке металла на морозе:

1. подбор электродов обеспечивающих наибольшую вязкость и пластичность наплавляемого металла.
2. электроды, хранившиеся длительное время на морозе должны быть просушены.
3. сварку проводить с увеличенной силой тока на 5-15% обычно с целью уменьшения скорости охлаждения металла.
4. защита места сварки и самого сварщика с помощью укрытия
5. сварку производить с предварительным подогревом места сварки до 200⁰С.

Подогрев места сварки осуществляется пламенем газовой горелки.

Дата добавления: 2014-01-07