15х5м термообработка после сварки
Характеристика сварной конструкции. Выбор способа сварки. Определение и разработка принципиальной схемы технологического процесса сварки. Выбор основного и вспомогательного сварочного оборудования. Контроль производства сварочных работ, охрана труда.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.02.2016 |
| Размер файла | 1,1 M |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Порошковая металлургия, сварка и технология материалов»
Курсовая работа
На тему «Изучение особенности сварки плавлением стали 15Х5М и разработка технологического процесса сварки трубы»
Дисциплина «Технология сварки плавлением и термической резки»
гр.304810 С.В. Захарченко
Ст. преподаватель Д.И. Викторовский
1. Исходные данные
2. Характеристика сварной конструкции
3. Выбор способа сварки
4. Изучение особенности сварки стали 15Х5М. Определение принципиальной схемы технологического процесса
5. Выбор сварочных материалов
6. Выбор основного и вспомогательного сварочного оборудования
7. Разработка технологического процесса сварки
7.1 Подготовка и хранение сварочных материалов
7.2 Подготовка металла и конструкции к сборке и сварке
7.4 Подогрев металла
8. Контроль производства сварочных работ
Список использованной литературы
Введение
сварка оборудование конструкция
Значительная роль в совершенствовании и развитии народного хозяйства отводится строительно-монтажным организациям и промышленности строительных материалов. Техническая реконструкция и перевооружение на базе новой техники многих отраслей промышленности, транспорта, сельского хозяйства, строительство жилых домов, развитие материальной базы, культурно-просветительных и спортивных сооружений возможны только при активном участии строителей. Для успешного выполнения этой работы строительно-монтажные организации и предприятия строительных материалов должны ежегодно пополняться квалифицированными рабочими кадрами электросварщиков, подготовку которых проводят профессионально-технические училища (ПТУ).
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и расплавлении или пластическом деформировании. При дуговой сварке для нагрева и расплавления используют электрическую дугу, которую открыл в 1802 г. профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В. В. Петров и указал на возможность ее применения для освещения и плавления металлов. В 1881 г. русский изобретатель Н. Н. Бенардос применил электрическую дугу (рис. 1.1, а) для плавления и сварки металла неплавящимся, угольным электродом с дополнительной присадочной проволокой. Неплавящимся электродом называют стержень из электропроводного материала, включаемый в цепь сварочного тока для подвода его к сварочной дуге, и не расплавляющийся при сварке. Н. Н. Бенардос применил для этой цели угольный электрод, а присадочную проволоку употребил для заполнения зазора между свариваемыми деталями в качестве присадочного металла. В 1888 г. инженер-изобретатель Н. Г. Славянов разработал и применил способ дуговой сварки металлическим электродом (рис. 1.1, б), при котором не требовалось дополнительного прутка, так как плавящийся электрод, включенный в сварочную цепь, подводил ток к дуге и, расплавляясь, заполнял зазор между соединяемыми частями как присадочный металл. Расплавленный дугой жидкий металл детали, электрода или присадочного прутка легко смешивается, образуя общую ванночку. При ее охлаждении металл затвердевает, и укрепляются его межатомные связи. Сварным соединением называют неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварной шов -- это участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластического деформирования при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации. На рис. 1.1, в показана схема сварки деталей пластическим деформированием путем их сжатия на прессе (кромки деталей предварительно нагреты в печи). Некоторые пластические металлы (медь, алюминий и др.) сваривают пластическим деформированием без предварительного нагрева.
Рис. 1.Сварка по методу Бенардоса (а); по методу Славянова (б); сварка деталей пластическим деформированием (в)
1 -- дуга; 2 -- металл; 3 -- угольный электрод; 4 -- металлический электрод; 5 -- присадочная проволока; 6 -- пресс; 7 -- шов
Дуговая сварка обладает значительным преимуществом по сравнению с ранее применявшимся в строительстве соединением частей конструкций при помощи клёпки: уменьшается расход металла, повышается производительность труда, сокращаются сроки строительства и его стоимость. Развитию процесса сварки уделяется большое внимание. Научно-исследовательские институты и лаборатории высших учебных заведений и заводов работают над усовершенствованием сварки. Эту работу возглавляет Институт электросварки им. Е. О. Патона, добившийся значительных успехов в создании новых типов сварочного оборудования и видов сварки. Ежегодно пополняются кадры инженеров, техников и рабочих-сварщиков, заканчивающих обучение в институтах, техникумах и производственно-технических училищах. В строительно-монтажных организациях большим почётом и уважением пользуются рабочие-электросварщики, большая часть которых занята ручной дуговой сваркой. Механизация процесса сварки в строительстве затруднена вследствие необходимости выполнения большого количества сварных швов в разных местах строительной конструкции, в неудобных и различных пространственных положениях, поэтому ручная сварка ещё надолго останется одним из важных и ответственных технологических процессов при сооружении объектов строительства и реконструкции народного хозяйства страны.
Сталь 4Х5МФС инструментальная штамповая
Сталь марки 4Х5МФС относится к легированным теплостойким инструментальным штамповым сталям деформирующим металл в горяем состоянии. Теплостойкость стали 4Х5МФС (для твердости 45 HRC) составляет 590-610 °C.
Сталь 4Х5МФС является одной из основных для разнообразных штампов деформирования стали и цветных металлов и для форм литья под давлением алюминиевых и магниевых сплавов диаметром (стороной) до 70-80 мм.
Разгаростойкость этой стали значительно лучше, чем у широко применявшейся ранее вольфрамовой стали 3Х2В8Ф . Кроме того, из за влияния повышенного содержания хрома, взаимодействие с заливаемым металлом и растворимость в нем у стали 4Х5МФС меньше, чем у более легированной стали ЗХ2В8Ф. Соответственно и стойкость форм из стали 4Х5МФС в 1,5-2 раза выше.
Сталь марки 4Х5МФС по свойствам и назначению близка к стали марки 4Х5В2ФС; однако благодаря повышенным сопротивлению хрупкому разрушению, разгаростойкости и прокаливаемости её целесообразно применять для изготовления более крупного и сложного прессового инструмента, работающего в условиях интенсивного охлаждения (пуансоны, матрицы, вставки, прессформы).
Крупные формы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов из стали 4Х5МФС закаливают от температуры на 20-30 °C ниже принятой. Рекомендуется ступенчатая закалка, охлаждение в соляной ванне в области температур максимальной устойчивости аустенита, далее на спокойном воздухе.
Применение
- мелкие молотовые штампы,
- крупные (толщиной или диаметром более 200 мм) молотовые и прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового производства,
- пресс-формы литья под давлением алюминиевых, а также цинковых и магниевых сплавов.
Температура критических точек, °С [4]
| Ас1 | Ас3 (Аcm) | Ar3 (Arm) | Ar1 | Мн | Мк |
| 840 | 870 | 810 | 735 | 300 | 110 |
Химический состав (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Массовая дата элемента. % | |||||||
| углерода | кремния | марганца | хрома | вольфрама | ванадия | молибдена | никеля | |
| Группа II | ||||||||
| 4Х5МФС | 0,32-0,40 | 0,90-1,20 | 0,20-0,50 | 4,50-5,50 | — | 0,30-0,50 | 1,20-1,50 | — |
ПРИМЕЧАНИЕ:
Группа II — означает, что металлопродукция предназначена для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300 °С;
Температуры отжига и высокого отпуска стали 4Х5МФС [4]
| Отжиг | Изотермический отжиг | Высокий отпуск | ||||
| температура нагрева, °C | твердость HB | температура, °C | твердость HB, не более | температура нагрева, °C | твердость HB, не более | |
| нагрева | изотермической выдержки | |||||
| 830-850 | 207-255 | 830-850 | 660-680 | 241 | 730-760 | 269 |
Режимы окончательной термической обработки (зкалка, отпуск) штампового инструмента из стали 4Х5МФС для горячего деформирования [4]
- I — подстуживание на воздухе до 900-950 °C, затем охлаждение в масле до 200-230 °C, далее на воздухе;
- II — подстуживание на воздухе до 900-950 °C, затем охлаждение в смеси расплавленных солей при температуре 450-500 °C с выдержкой до полного выравнивания температуры по сечению, после чего охлаждение в масле до 200-230 °C и далее на воздухе;
Температуры отжига с непрерывным охлаждением, изотермического отжига, высокого отпуска и твердость (HB) штамповой стали 4Х5МФС после этих видов термической обработки [3]
| Изотермический отжиг | Отжиг с непрерывным охлаждением | Высокий отпуск | ||||
| Температура, °C | Твердость HB | Температура нагрева, °C | Твердость HB | Температура нагрева, °C | Твердость HB | |
| нагрева | изотермической выдержки | |||||
| 840-860 | 670-690 | 197-241 | 840-860 | 229-241 | 760-780 | 241-255 |
Режимы закалки и отпуска деталей штампового инструмента горячего деформирования, величина зерна и твердость после окончательной термической обработки [3]
| Закалка | Балл зерна | Твердость HRC | Отпуск | ||
| Температура, °C | Температура нагрева, °C | Твердость HRC | |||
| подогрева | окончательного нагрева | ||||
| 700-750 | 1000-1020 | 10 | 50-52 | 530-560 | 47-49 |
Режимы азотирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]
| Марка стали | Температура, °C | Продолжительность, ч | Среда | Диффузионный слой | |
| глубина, мм | микротвердость, кгс/мм 2 | ||||
| 4Х5МФС | 530-550 | 12-20 | Аммиак (α = 30-60%) | 0,15-0,20 | 960-550 |
Режимы цианирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]
| Температура, °C | Продолжительность, ч | Диффузионный слой | |
| глубина | микротвердость, кгс/мм 2 | ||
| В расплаве 50% KCN+50% NaCN | |||
| 560 | 2 | 0,06 | 710-600 |
| В смеси саратовского газа и аммиака | |||
| 580 | 8 | 0,23-0,27 | 900-660 |
Твердость стали после термообработки (ГОСТ 5950-73) [5]
| Состояние поставки | Твердость НВ, HRCэ |
| Пруток и полоса отожженные или высокоотпущенные | До НВ 241 |
| Образцы. Закалка с 1000-1020 °С в масле; отпуск при 550 °С | Св. 48 |
| Подогрев 700-750 °С. Закалка с 1000-1020 °С в масле; отпуск при 530-560 °С, отпуск при 500-520 °С (окончательная термообработка) | 49-51 |
Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали 4Х5МФС, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Твердость НВ, не более | Диаметр отпечатка, мм, не менее |
| 4Х5МФС | 241 | 3,9 |
Твердость образцов металлопродукции из стали 4Х5МФС после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Температура, °С, и среда закалки образцов | Температура отпуска, °С | Твердость HRCэ (HRC), не менее |
| 4Х5МФС | 1010-1030, масло | 550 | 48 (47) |
Твердость после закалки (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Температура, °С, и среда закалки образцов | Твердость HRCэ (HRC), не менее |
| 4Х5МФС | 1000-1020, масло | 51 (50) |
Механические свойства в зависимости от температуры испытания [5]
| tисп., °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ |
| 20 | 1570 | 1710 | 12 | 54 | 51 | 50 |
| 300 | 1320 | 1540 | 12 | 48 | 61 | 50 |
| 400 | 1270 | 1470 | 12 | 49 | 62 | 52 |
| 500 | 1130 | 1370 | 10 | 52 | 55 | 47 |
| 550 | 1160 | 1290 | 12 | 50 | 50 | 44 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °С в масле; отпуск при 560 °С 2 ч
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [5]
| tотп., °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ |
| 500 | 1420 | 1720 | 12 | 45 | 49 | 50 |
| 550 | — | 1670 | 10 | 50 | 56 | 48 |
| 600 | 1350 | 1490 | 13 | 53 | 59 | 45 |
| 650 | 960 | 1080 | 15 | 60 | 79 | 34 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °С в масле; выдержка при отпуске 2 ч.
Ударная вязкость KCU
| Термообработка | KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С | ||
| +20 | -40 | -70 | |
| Закалка; отпуск при 600 °С | 29 | 20 | 10 |
Технологические свойства [5]
Температура ковки, °С: начала 1180, конца 850. Охлаждение замедленное в колодцах.
Сталь 15X5M конструкционная теплоустойчивая
Цифра 15 перед буквенным обозначением указывает максимальную массовую долю углерода в сотых долях процента, т.е. углерода в стали 15Х5М максимально 0,15%.
Буква Х указывает на то, что в стали содержится хром, а цифра 5 следующая за ней указывает, что среднее содержание хрома в стали около 5%.
Буква М указывает на то, что в стали содержится молибден. Отсутствие цифр за буквой М означает, что молибдена в стали содержится в малом количестве.
Иностранные аналоги
ВАЖНО. Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей
| Германия DIN | США (AISI, ASTM) | Япония |
| 12CrMo195 (1.7362) | 501, A182(F5), ASTM SA-387 Gr5, ASTM SA-335 GrP5, ASTM SA-182 CrF5, ASTM SA-336 CrF5 | SCMV6 JISG4109, STPA25 JISG3458, SFVAF5B J1SG3203 |
Заменители
Для изготовления труб взамен молибденосодержащей стали 15Х5М могут быть рекомендованы стали марок 15Х5, 15Х5ВФ и 12Х8ВФ.
Механические свойства этих сталей в горячекатаных изделиях (листовой и сортовой прокат, трубы и поковки) весьма близки к свойствам стали 15Х5М, поэтому практически в расчетах их можно принимать одинаковыми.
Однако сталь марки 15Х5 может быть рекомендована взамен стали 15Х5М в средах, содержащих серу только до температуры 425°С, а сталь 15Х5ВФ — в средах, содержащих серу до температуры 500°С. При температурах выше указанных пределов стали 15Х5 и 15Х5ВФ имеют несколько худшие показатели прочности чем сталь 15Х5М.
В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности сталь 15Х5 и 15Х5ВФ применяется для горячих трубопроводов, змеевиков печей стабилизации, трубок теплообменников и т. д.
Стали 12Х8ВФ по жаропрочности при 550 и 600°С не уступает стали 15Х5М, а по коррозионной стойкости в содержащих серу средах процессов первичной перегонки и крекинга превосходит эту сталь в 2—3 раза.
Сталь 12Х8ВФ рекомендована — для изготовления труб, применяющихся на нефтезаводах в качестве печных и коммуникационных труб, работающих при температуре до 575°С в условиях агрессивных сред, содержащих серу.
Назначение, характеристики и применение
Сталь марки 15Х5М применяется для изготовления деталей, от которых требуется сопротивляемость окислению при температуре до 600-650°С и получила наибольшее распространение в нефтепереработке и нефтехимии. Эта сталь используется главным образом в виде труб и поковок для изготовления фланцев, фитингов и других изделий, применяемых в процессах прямой перегонки и крекинга, перерабатывающих сернистые нефти и нефтепродукты при температурах до 550°С
По данным лабораторных исследований сталь 15Х5М в сернистой среде обладает в 4-10 раз более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с углеродистой сталью. Ее сопротивление окислению при 540°С в 3 раза превышает сопротивление углеродистой стали.
Листовая сталь марки 15Х5М используется для изготовления штампосварных угольников, заглушек, переходов и других деталей горячих коммуникаций.
Характерная особенность стали 15Х5М — способность при охлаждении на воздухе после горячей обработки или сварки закаливаться, приобретая высокую твердость (HB 400-420). После отжига сталь становится мягкой (HB 130-100). В аппаратуре эту сталь чаще применяют в отожженном состоянии.
Повышенные пластические свойства отожженной стали 15Х5М позволяют с успехом производить развальцовку при монтаже труб в печных двойниках и трубных решетках теплообменников.
Сталь 15Х5М относится к термически упрочняемым сталям.
Химический состав, % (ГОСТ 20072-74)
| C | Si | Mn | Сr | Mo | Ni | S | Р | Cu | W | V | Ti |
| не более | не более | ||||||||||
| 0,15 | 0,5 | 0,5 | 4,5-6,0 | 0,45-0,60 | 0,6 | 0,025 | 0,030 | 0,20 | 0,3 | 0,05 | 0,03 |
Термообработка
Обычно отжиг стали 15Х5М производится при 850-860°С с последующим медленным охлаждением, со скоростью не более 25°С в час до температуры 650°С, далее на спокойном воздухе или в печи.
Нормализация при 1000°С с последующим высоким отпуском при 700°С c охлаждением на воздухе, значительно повышает прочность стали 15Х5М, что позволяет существенно уменьшить толщину стенок труб. Термически обработанная сталь 15Х5М применяется в реактивных блоках установок каталитического риформинга для изготовления змеевиков трубчатых печей, горячих трубопроводов, штуцеров, фитингов, фланцев и ответственных элементов аппаратуры, эксплуатируемых при температурах до 575°С, а при кратковременном воздействии — до 600°С.
Температура критических точек, °С
Твердость горячекатаной и кованой отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском стали (ГОСТ ГОСТ 20072-74)
| Марки стали | Диаметр отпечатка, мм, не менее | Число твердости HB, не более | |
| Новое обозначение | Старое обозначение | ||
| 15Х5М | Х5М | 4,1 | 217 |
Механические свойства (ГОСТ 20072-74)
- Нормы механических свойств относятся к образцам, отобранным от прутков диаметром или толщиной до 90 мм включ. При испытании прутков диаметром или толщиной свыше 90 до 150 мм допускается понижение относительного удлинения на 2 абс. %, относительного сужения на 5 абс. %, и ударной вязкости на 10 отн. % по сравнению с нормами, указанными в таблице. Для прутков диаметром или толщиной 151 мм и выше допускается понижение относительного удлинения на 3 абс. %. относительного сужения на 10 абс. % и ударной вязкости на 15 отн. %. Нормы механических свойств прутков диаметром или толщиной свыше 90 мм, перекатанных или перекованных на круг или квадрат размером 90 мм. должны соответствовать требованиям таблице.
- Ударная вязкость определяется по требованию потребителя.
Механические свойства
| ГОСТ | Состояние поставки | Сечение, мм | Предел текучести σ0,2, МПа | Предел прочности σв, МПа | Относительное удлинение δ5, % | Относительное сужение ψ, % | КСU, Дж/см 2 | Твердость HB, не более |
| не менее | ||||||||
| ГОСТ 20072-74 | Пруток. Отжиг при 840-860°С, охл. с печью | 90 | 215 | 390 | 22 | 50 | 118 | — |
| ГОСТ 7350-77 | Лист горячекатанный или холоднокатанный. Отжиг при 840-870°С, охл. на воздухе | 25 | 236 | 470 | 18 | — | — | — |
| ГОСТ 550-75 | Труба горячедеформированная, термообработанная | 2-25 | 216 | 392 | 22 | 50 | 118 | 170 |
| Труба холодно- и теплодеформированная, термообработанная | 2-25 | 216 | 392 | 22 | — | — | 170 | |
| Труба горячедеформированная, термообработанная. Нормализация+отпуск | 2-25 | 588 | 16 | 65 | 98 | 235 | ||
Механические свойства при повышенных температурах
| tисп, °С | Предел текучести σ0,2, МПа | Предел прочности σв, МПа | Относительное удлинение δ5, % | Относительное сужение ψ, % |
| Поковка диаметром 280 мм. Нормализация при 1000°С, охл. на воздухе; отпуск при 700°С,охл. на воздухе | ||||
| 20 | 660 | 800 | 16 | 50 |
| 200 | 580 | 680 | 15 | 68 |
| 300 | 550 | 670 | 15 | 65 |
| 400 | 530 | 630 | 14 | 64 |
| 450 | 520 | 620 | 16 | 70 |
| 500 | 465 | 550 | 19 | 75 |
| 550 | 390 | 500 | 22 | 82 |
| 600 | 300 | 415 | 22 | 84 |
| Образцы из труб толщиной 10-12 мм. Нормализация, отпуск | ||||
| 20 | 485 | 640 | 18 | 78 |
| 400 | 430 | 510 | 12 | 75 |
| 450 | 385 | 480 | 15 | 76 |
| 500 | 350 | 430 | 18 | 82 |
| 600 | 170 | 310 | 21 | 91 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
ПРИМЕЧАНИЕ. Образцы.Закалка с 900 °С , охл. на воздухе
Механические свойства при испытании на длительную прочность (ГОСТ 20072-74)
| Предел ползучести, МПа | Скорость ползучести, %/ч | Температура, °С | Предел длительной прочности, МПа | Длительность, ч | Температура, °С |
| 103 | 1/10000 | 480 | 177 | 10000 | 480 |
| 64 | 1/10000 | 640 | 98 | 10000 | 540 |
| 69 | 1/100000 | 480 | 147 | 100000 | 480 |
| 39 | 1/100000 | 540 | 74 | 100000 | 540 |
| Термообработка | КСU, Дж/см 2 при температуре, °С | |||
| +20 | -25 (-20) | -40 | -60 | |
| Отжиг при 860°С, с печью | 245 | 222 | 136 | — |
| Нормализация при 1000°С; отпуск при 700°С | 281 | 306 | 288 | — |
| Закалка с 900°С; охл.на воздухе, отпуск при 600°С | — | (284) | — | 216 |
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Сечения до 800 мм подвергаются отжигу с перекристаллизацией и одному переохлаждению.
Свариваемость-трудносвариваемые. Способ сварки-РДС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием-Kv тв.спл. = 2,7 и Kv б.ст. = 2,0 в горячекатанном состоянии при HB 170-225 и σв = 390 МПа.
Склонность к отпускной хрупкости-не склонна 82.
Коррозионная стойкость
| Среда | Температура, °С | Длительность испытания, ч | Глубина, мм/год |
| Вода дистиллированная | 300 | 50 | 0,033 |
| 500 | 0,190 | ||
| 600 | 0,784 |
Сварка стали 15Х5М
Сварка стали 15Х5М, как между собой, так и в сочетании со сталями ферритного, мартенсито-ферритного, а также с другими сталями перлитного класса, должна производиться с подогревом и без перерыва в работе.
При вынужденных перерывах следует обеспечить медленное и равномерное охлаждение металла за счет изоляции его асбестом, теплоизоляционными матами из керамического волокна и другими термоизоляционными материалами. Сталь марки 15Х5М подвергнуть «термическому отдыху» при температуре 300-350°С с выдержкой 2-3 ч (400-450°С с выдержкой 1,5 ч).
Перед возобновлением сварки стык необходимо тщательно очистить от грязи, шлака, окалины и подогреть.
Ручная дуговая сварка соединений труб из стали марки 15Х5М
- Рекомендации по сварке стали 15Х5М даны применительно к изготовлению печных змеевиков, являющихся основным видом продукции из этой стали. Допускается использование рекомендаций при сварке других изделий.
- Подготовку кромок труб под сварку необходимо выполнять согласно ГОСТ 16037 механическим способом.
Подготовка кромок труб под сварку термическим способом резки допускается лишь в исключительных случаях в процессе монтажа трубопровода при отсутствии возможности механической обработки кромок обычными средствами.
При этом должен быть обеспечен подогрев перед резкой в соответствии с указаниями технологической инструкции. - Собранные под сварку детали и узлы прихватывают теми же электродами, которыми производится сварка.
- Сварку змеевиков печей и трубопроводов из стали 15Х5М следует производить электродами марки ЦЛ-17 типа Э-10Х5МФ по ГОСТ 9467.
- Прихватку и сварку выполняют с предварительным и сопутствующим подогревом свариваемых частей до температуры 350-400°С при любой толщине.
Сварку следует производить непосредственно после прихватки, не допуская охлаждения свариваемых стыков ниже 300°С. - Сварку следует выполнять на постоянном токе при обратной полярности (плюс на электроде) короткой дугой.
- Количество слоев в шве в зависимости от толщины стенки приведено в таблице ниже.
Количество слоев в зависимости от свариваемой толщины при ручной дуговой сварке труб из стали марки 15Х5М
Сварка сталей 15Х5М и 15Х5МФ электродами ЦЛ-17
Трубные элементы, прежде всего технологические трубопроводы, в современной нефтеперерабатывающей установке занимают важное место среди всех её конструкций и узлов. Они имеют большую протяженность (до 5500м) и сложную пространственную форму со значительным разветвлением, в силу чего содержат большое (до 2000) число сварных соединений. Располагаются они на высоте и на весьма близком расстоянии друг от друга, что затрудняет доступ к месту сварки и усложняет её выполнение. Поэтому здесь используется ручная дуговая сварка.
Процесс переработки нефти происходит при нагреве её до высоких температур, из-за чего значительная часть нефтеперерабатывающего оборудования подвергается довольно сильному нагреву. Трубная часть его, предназначенная для нагрева и транспортировки продуктов переработки нефти, нагревается до 520ºС (технологические трубопроводы) и даже до 600ºС (змеевики нагревательных печей). В силу этого она должна изготавливаться из теплоустойчивой стали. Ряд фракций переработки нефти являются агрессивными, поэтому значительная часть технологических трубопроводов должна изготавливаться из таких теплоустойчивых сталей, которые стойки против коррозии в среде, присущей нефтепереработке. В современных комплексах по переработке нефти значительная часть трубных элементов изготавливается из хромомолибденовой стали с повышенным содержанием хрома. В нашей стране используется сталь 15Х5М и её модификации 15Х5МФ и 12Х8ВФ. Эти стали склонны к закалке, поэтому при их сварке в зоне термического влияния образуются малопластичные структуры, которые приводят к образованию околошовных трещин при сварке или в процессе эксплуатации сварного соединения. Чтобы исключить образование трещин и получить работоспособные сварные соединения, сварку технологических трубопроводов из хромомолибденовых сталей выполняют с подогревом и полученное сварное соединение подвергают термической обработке.
Эта технология предусматривает использование перлитных электродов марки ЦЛ-17 (тип Э 10Х5МФ по ГОСТ 9467-75), сварку с подогревом до 350-400ºС и последующую термическую обработку при высокой (750ºС) температуре. Для большей гарантии исключения образования трещин термообработка сварного соединения должна выполняться немедленно после сварки. Отклонение от рекомендуемого режима подогрева и термообработки приводит к образованию микротрещин, которые трудно выявляются при неразрушающем контроле. Сварку электродами ЦЛ-17 следует вести как можно более короткой дугой. Возможна сварка соединений с повышенными зазорами. Необходим предварительный и сопутствующий подогрев изделия до 300-450ºС. После сварки рекомендуется высокий отпуск изделия при температуре 760ºС в течение 3-х часов, охлаждение до 500ºС с печью, а затем на воздухе.
Электроды ЦЛ-17 относятся к электродам с фтористо-кальциевым покрытием, которое гигроскопично, поэтому после хранения, перед сваркой, рекомендуется прокаливать электроды при 300-350ºС в течение 45 минут. Сварочные электроды ЦЛ-17 пригодны для работы во всех пространственных положениях на постоянном токе обратной полярности.
Технологический процесс сварки стали 15Х5М
Повышенная склонность металла труб мартенситных сталей к хрупкому разрушению при закалке - фактор, усложняющий технологию их сварочного соединения. Марки флюсов, применяемых для электрошлаковой сварки низколегированных сталей повышенной прочности.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | презентация |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.06.2017 |
| Размер файла | 3,3 M |
HTML-версии работы пока нет.
Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.
Подобные документы
Общие сведения об электрической сварке плавлением. Механические свойства металла шва и сварного соединения. Типичная форма углового шва при сварке под флюсом стали. Особенности технологии сварки низколегированных низкоуглеродистых сталей, ее режим.
реферат [482,7 K], добавлен 21.10.2016
Повышение механических свойств стали путем введения в нее легирующих элементов. Классификация стали в зависимости от химического состава. Особенности сварки углеродистых и легированных сталей. Причины возникновения трещин. Типы применяемых электродов.
курсовая работа [33,2 K], добавлен 06.04.2012
Организация рабочего места. Понятие свариваемости сталей. Оборудование, инструменты и приспособления, используемые при газовой сварке. Материалы, применяемые для сварки. Технологический процесс сварки труб с поворотом на 90. Амортизация основных средств.
курсовая работа [831,3 K], добавлен 15.05.2013
Характеристика сварной конструкции. Особенности сварки стали 16Г2АФ. Выбор сварочных материалов, основного и вспомогательного сварочного оборудования. Технологический процесс сварки: последовательность сборки, сварка, подогрев металла, контроль качества.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 20.07.2015
Краткое сведение о металле и свариваемости стали марки 09Г2С. Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки колонны. Основные достоинства металлоконструкций. Технология ручной дуговой сварки. Дефекты сварных швов. Контроль качества соединения.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 08.12.2014
Описание сварной конструкции. Выбор способа сварки, сварочных материалов и сварочного оборудования. Нормирование технологического процесса. Химический состав материала Ст3пс. Расчет затрат на проектируемое изделие. Карта технологического процесса сварки.
курсовая работа [836,2 K], добавлен 26.02.2016
Исследование основных видов термической обработки стали: отжига, нормализации, закалки, отпуска. Изучение физической сущности процесса сварки. Технологический процесс электродуговой и электрошлаковой сварки. Пайка и состав оловянно-свинцовых припоев.
Читайте также: