Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка стали после закалки и отпуска

§ 70. Термическая обработка сварных швов и соединений. Высокий отпуск, нормализация, аустенизация (закалка на аустенит).Способы нагрева сварных швов и соединений.

Местная термическая обработка сварных соединений снижает остаточные сварочные напряжения, улучшает структуру металла шва и околошовной зоны, повышает и стабилизирует механические и специальные (жаропрочность, коррозиестойкость и т. д.) свойства стали.

Термическая обработка заключается в нагреве сварного соединения до определенной температуры и выдержке его при необходимой температуре в течение определенного времени до его охлаждения.

Для улучшения качества сварных соединений применяются следующие виды термической обработки.

1. Высокий отпуск, который заключается в нагреве сварного соединения до температур, близких к нижней критической точке свариваемой стали (650-750°С в зависимости от марки), выдержке его при этой температуре в течение 1-5 ч и последующем медленном охлаждении. При этом уменьшается и выравнивается твердость, повышаются пластичность и ударная вязкость, остаточные напряжения снижаются на 70-80%.

2. Нормализация, включающая нагрев сварного соединения до температур выше 900-950°С для углеродистой и низколегированной стали, выдержку в течение нескольких минут и охлаждение на воздухе. При нормализации удается получить более мелкое зерно металла шва, улучшить механические свойства и снизить остаточные напряжения сварного соединения, а следовательно, повысить прочность, пластичность и ударную вязкость.

3. Аустенизация (закалка на аустенит), проводимая для сварных соединений из аустенитных сталей. При аустенизации сварное соединение нагревают до 1075-1125°С, затем выдерживают при этой температуре около 1 ч и быстро охлаждают на воздухе. Аустенизация приводит к повышению пластичности сварного соединения.

При проведении местной термической обработки необходимо выдерживать следующие параметры:

ширину нагреваемого участка;

равномерность распределения температуры по толщине стенки и ширине нагреваемого участка;

скорость нагрева до температуры выдержки;

Существуют следующие способы нагрева сварных швов и соединений: нагрев гибкими нагревателями сопротивления, муфельными печами, индукционный и газопламенный нагрев.

Способ нагрева выбирают с учетом условий монтажа, наличия оборудования для нагрева и ряда других факторов. Нагревательные устройства должны легко устанавливаться на сварные соединения, иметь сравнительно небольшую массу и равномерно нагревать сварное соединение по толщине и длине.

Нагрев гибкими нагревателями сопротивления в монтажных условиях является наиболее удобным и простым, такие нагреватели выпускаются Минмонтажспецстроем СССР. При нагреве сварных соединений муфельными печами необходимо следить за тем, чтобы нагрев сварного шва был равномерным, что достигается эксцентричной установкой печи на трубопровод.

Индукционный нагрев широко используется при монтаже трубопроводов. Сущность этого способа нагрева состоит в том, что для местного нагрева в монтажных условиях применяют медные индукторы из многожильного медного кабеля с воздушным охлаждением. При установке индуктора на трубу следует учитывать зазор между индуктором и трубой. Чем меньше зазор между ними, тем полнее используется мощность индуктора. Техническая характеристика гибких медных индукторов представлена в табл. 12.

12. Техническая характеристика гибких медных индукторов

При газопламенном нагреве используют сварочные и специальные многопламенные газовые горелки. Принцип действия всех газовых нагревателей заключается в том, что теплота выделяется при сгорании смеси горючего газа с воздухом или кислородом.

При термической обработке трубы кольцевой горелкой сварное соединение вначале теплоизолируют, т. е. на участке 300-400 мм по обе стороны от горелки накладывается слой листового асбеста толщиной 20-30 мм, а затем устанавливают горелку, соединяют и закрепляют обе ее половины. Центрируют горелку на трубе с помощью штырей.

Для уменьшения потерь теплоты при термической обработке сварных соединений применяют различные теплоизоляционные материалы. Эти материалы должны быть прочными и теплостойкими при малой теплопроводности, а так-же легкими, гибкими, износостойкими и безопасными в работе. Температурная область, при которой применяются те или иные материалы, указываются в табл. 13.

13. Температурная область и кратность применения теплоизоляционных материалов

Кремнеземная ткань толщиной 0,4 мм

Вата каолинового состава

Стеклоткань толщиной 0,4 мм

Маты теплоизоляционные из ваты каолинового состава

Маты высокотемпературные из ваты каолинового состава, обшитые кремнеземной тканью

МатериалТемпература применения, ° СКратность использования в монтажных условиях
130010
110025
110025
120010

При термической обработке стыков трубопроводов с объемом 2500 стыков выполняют работу в три смены. Состав группы термической обработки следующий:

Подсобные термиста-оператора (слесари)

Электромонтер по обслуживанию и ремонту передвижных термических установок

Старший термист-оператор, термисты-операторы и электромонтеры перед началом выполнения работ проходят обучение по специальной программе, рассчитанной на три месяца. Руководство работами осуществляет мастер по термической обработке. Оператор-термист работает с оборудованием и приборами, контролирующими режим термической обработки, и проверяет правильность ведения подготовительных работ, выполняемых слесарями.

Слесари вначале подготавливают стыки труб к термической обработке, а затем устанавливают на них термопары и нагреватели, теплоизоляционные маты и подсоединяют кабели. После окончания термической обработки они снимают теплоизоляцию, нагреватели и транспортируют или переносят их к следующему стыку.

Термическая обработка

Предприятие обладает следующими термическими мощностями:

  1. Печь высокого отпуска №1 с газовым нагревом.
    Рабочие температуры до 650°С. Проводятся операции отпуска. Размеры рабочего пространства печи: длина 5900 мм, ширина 4400 мм, высота 2000 мм.
  2. Печь высокого отпуска №2 с газовым нагревом.
    Рабочие температуры до 650°С. Проводятся операции отпуска. Размеры рабочего пространства печи: длина 3900 мм, ширина 2600 мм, высота 1600 мм.
  3. Автоматический закалочный комплекс с газовым нагревом.
    Рабочие температуры до 1100°С. Проводятся операции отжига, нормализации, закалки в воду, отпуска. Размеры рабочего пространства печи: длина 1100 мм, ширина 1000мм, высота 600 мм, допустимая масса одной садки 300 кг.
  4. Комплекс «Cooperheat 16050»для локальной термообработки сварных соединений с применением гибких керамических электронагревателей. Рабочие температуры до 650°С. Проводятся операции отпуска кольцевых стыковых сварных соединений деталей трубопроводов диаметрами от 219 мм до 630 мм и толщиной до 35 мм.

Отжиг
Отжиг — термическая обработка металла, при которой производится нагревание металла, а затем медленное охлаждение. В процессе отжига достигается однородная зернистая микроструктура материала, происходит растворение микровключений, при охлаждении образуется неравновесная структура мартенситного типа.

Твердость металла снижается, растут пластичность и ударная вязкость, снимается наклеп. При отжиге происходят процессы гомогенизации, отдыха металла и рекристаллизации.

Закалка
Закалка — термическая обработка стали (сплавов), основанная на перекристаллизации стали (сплавов) при нагреве до температуры выше критической; после достаточной выдержки при критической температуре для завершения термической обработки следует быстрое охлаждение.

Нагрев и охлаждение осуществляется с повышенной скоростью в воде, масле или других жидкостях. Происходит увеличение твердости и прочности, ударная вязкость снижается.

Отпуск
Отпуск — термическая обработка стали (сплавов), повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах или для снижения напряжений после сварки в сварных швах деталей.

В зависимости от требований к изделиям, отпуск проводят при различных температурах:

Низкий отпуск (150÷200 °С)
Применяется для инструментальных сталей, деталей, работающих на истирание, структура – отпущенный мартенсит.

Средний отпуск (300÷500 °С)
Применяется для рессор, пружин, штампов, пил и сверл по дереву, структура – тростит отпуска.

Высокий отпуск (500÷680 °С) или улучшение
Применяется для сварных соединительных деталей трубопроводов и деталей из нержавеющих и прочих легированных сталей для оптимального соотношения прочности и ударной вязкости.

Нормализация
Нормализация — термическая обработка, при которой материал нагревают до температуры закалки, выдерживают при этой температуре, а потом охлаждают на воздухе. Сталь в итоге получается более мелкозернистая, а ударная вязкость, прочность и твердость выше, чем при отжиге.

Приложение 9. Приказ Ростехнадзора от 14.11.2018 N 554 «Об утверждении федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» (вместе с «НП-104-18. Федеральные нормы и правила. «) (Зарегистрировано в Минюсте России 25.12.2018 N 53156)

Приложение 9. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И НАПЛАВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ | Общие требования

Приложение N 9
к федеральным нормам и правилам
в области использования атомной энергии
«Сварка и наплавка оборудования
и трубопроводов атомных энергетических
установок», утвержденным приказом
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору
от 14 ноября 2018 г. N 554

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И НАПЛАВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ

Общие требования

1. Термическая обработка сварных соединений и наплавленных деталей должна выполняться по технологической документации, в которой должны быть указаны:

а) наименование и обозначение сваренных (наплавленных) деталей;

б) марки основных материалов сваренных или наплавленных деталей;

в) характеристики наплавок;

г) наименьшая номинальная толщина сваренных (наплавленных) деталей (сборочных единиц);

д) условия пребывания сварных соединений и наплавленных деталей в интервале времени между окончанием сварки (наплавки) и началом термической обработки;

е) виды термической обработки с указанием последовательности выполнения отдельных ее этапов (в том числе предварительных, промежуточных и окончательных отпусков);

ж) методы термической обработки с указанием применяемого термического оборудования;

з) режимы каждого этапа термической обработки (температура печи при ее загрузке, скорость нагрева, температура и продолжительность режимов в зависимости от диапазонов номинальных толщин деталей в зоне сварных соединений или наплавок, скорость охлаждения и температура выдачи на воздух);

и) методы и порядок контроля температурных режимов.

2. При изготовлении, монтаже и ремонте деталей с применением сварки применяются следующие виды термической обработки:

б) полная термическая обработка (нормализация или закалка с последующим отпуском);

в) аустенизация или стабилизирующий отжиг.

Отпуску подвергаются выполненные дуговой или электронно-лучевой сваркой сварные соединения деталей из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей.

Полной термической обработке подвергаются выполненные электрошлаковой сваркой сварные соединения деталей из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей.

Аустенизации подвергаются сварные соединения деталей из сталей аустенитного класса.

3. Отпуски подразделяются на промежуточные, окончательные и предварительные.

Промежуточные отпуски проводятся после выполнения отдельных сварных соединений, если эти соединения в дальнейшем подлежат повторному отпуску (одному или нескольким).

Окончательные отпуски проводятся после выполнения всех предусмотренных сварочных (наплавочных) и термических операций, а также после исправления дефектов сварных соединений (наплавки) с применением сварки (наплавки).

Предварительный отпуск проводится перед полной термической обработкой сварных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой.

4. Необходимость термической обработки сварных соединений и наплавленных деталей устанавливается в конструкторской документации.

Максимальная суммарная продолжительность отпусков назначается в конструкторской документации; при этом должна приниматься во внимание возможность исправления дефектов с помощью сварки, выявленных на заключительных операциях изготовления и монтажа.

5. В таблице N 9.1 настоящего приложения приведена минимально допустимая температура металла стыковых сварных соединений (наплавленных) деталей из перлитных и высокохромистых сталей в интервале времени между окончанием сварки и началом термической обработки в случаях, если не предусмотрен термический отдых.

Технология закалки и отпуска стали

Термическая обработка сталей – одна из самых важных операций в машиностроении, от правильного проведения которой зависит качество выпускаемой продукции. Закалка и отпуск сталей являются одними из разнообразных видов термообработки металлов.

Тепловое воздействие на металл меняет его свойства и структуру. Это позволяет повысить механические свойства материала, долговечность и надежность изделий, а также уменьшить размеры и массу механизмов и машин. Кроме того, благодаря термообработке, для изготовления различных деталей можно применять более дешевые сплавы.

Термообработка стали заключается в тепловом воздействии на металл по определенным режимам ля изменения его структуры и свойств.

К операциям термообработки относятся:

  • отжиг;
  • нормализация;
  • старение;
  • закалка стали и отпуск стали (и пр.).

Термообработка стали: закалка отпуск – зависит от следующих факторов:

  • температуры нагрева;
  • времени (скорости) нагрева;
  • продолжительности выдержки при заданной температуре;
  • скорости охлаждения.

Закалка

Закалка стали – это процесс термообработки, суть которого заключается в нагреве стали до температуры выше критической с последующим быстрым охлаждением. В результате этой операции повышаются твердость и прочность стали, а пластичность снижается.

При нагреве и охлаждении сталей происходит перестройка атомной решетки. Критические значения температур у разных марок сталей неодинаковы: они зависят от содержания углерода и легирующих примесей, а также от скорости нагрева и охлаждения.

После закалки сталь становится хрупкой и твердой. Поверхностный слой изделий при нагреве в термических печах покрывается окалиной и обезуглероживается тем более, чем выше температура нагрева и время выдержки в печи. Если детали имеют малый припуск для дальнейшей обработки, то брак этот является неисправимым. Режимы закалки закалки стали зависят от ее состава и технических требований к изделию.

Охлаждать детали при закалке следует быстро, чтобы аустенит не успел превратиться в структуры промежуточные (сорбит или троостит). Необходимая скорость охлаждения обеспечивается посредством выбора охлаждающей среды. При этом чрезмерно быстрое охлаждение приводит к появлению трещин или короблению изделия. Чтобы этого избежать, в интервале температур от 300 до 200 градусов скорость охлаждения надо замедлять, применяя для этого комбинированные методы закалки. Большое значение для уменьшения коробления изделия имеет способ погружения детали в охлаждающую среду.

Нагрев металла

Все способы закалки стали состоят из:

  • нагрева стали;
  • последующей выдержки для достижения сквозного прогрева изделия и завершения структурных превращений;
  • охлаждения с определенной скоростью.

Изделия из углеродистой стали нагревают в камерных печах. Предварительный подогрев в этом случае не требуется, так как эти марки сталей не подвергаются растрескиванию или короблению.

Сложные изделия (например, инструмент, имеющий выступающие тонкие грани или резкие переходы) предварительно подогревают:

  • в соляных ваннах путем двух-или трехкратного погружения на 2 – 4 секунды;
  • в отдельных печах до температуры 400 – 500 градусов по Цельсию.

Нагрев всех частей изделия должен протекать равномерно. Если это невозможно обеспечить за один прием (крупные поковки), то делаются две выдержки для сквозного прогрева.

Если в печь помещается только одна деталь, то время нагрева сокращается. Так, например, одна дисковая фреза толщиной 24 мм нагревается в течение 13 минут, а десять таких изделий – в течение 18 минут.

Защита изделия от окалины и обезуглероживания

Для изделий, поверхности которых после термообработки не шлифуются, выгорание углерода и образование окалины недопустимо. Защищают поверхности от подобного брака применением защитных газов, подаваемых в полость электропечи. Разумеется, такой прием возможен только в специальных герметизированных печах. Источником подаваемого в зону нагрева газа служат генераторы защитного газа. Они могут работать на метане, аммиаке и других углеводородных газах.

Если защитная атмосфера отсутствует, то изделия перед нагревом упаковывают в тару и засыпают отработанным карбюризатором, чугунной стружкой (термисту следует знать, что древесный уголь не защищает инструментальные стали от обезуглероживания). Чтобы в тару не попадал воздух, ее обмазывают глиной.

Соляные ванны при нагреве не дают металлу окисляться, но от обезуглероживания не защищают. Поэтому на производстве их раскисляют не менее двух раз в смену бурой, кровяной солью или борной кислотой. Соляные ванны, работающие на температурах 760 – 1000 градусов Цельсия, весьма эффективно раскисляются древесным углем. Для этого стакан, имеющий множество отверстий по всей поверхности, наполняют просушенным углем древесным, закрывают крышкой (чтобы уголь не всплыл) и после подогрева опускают на дно соляной ванны. Сначала появляется значительное количество языков пламени, затем оно уменьшается. Если в течение смены таким способом трижды раскислять ванну, то нагреваемые изделия будут полностью защищены от обезуглероживания.

Степень раскисления соляных ванн проверяется очень просто: обычное лезвие, нагретое в ванне в течение 5 – 7 минут в качественно раскисленной ванне и закаленное в воде, будет ломаться, а не гнуться.

Охлаждающие жидкости

Основной охлаждающей жидкостью для стали является вода. Если в воду добавить небольшое количество солей или мыла, то скорость охлаждения изменится. Поэтому ни в коем случае нельзя использовать закалочный бак для посторонних целей (например, для мытья рук). Для достижения одинаковой твердости на закаленной поверхности необходимо поддерживать температуру охлаждающей жидкости 20 – 30 градусов. Не следует часто менять воду в баке. Совершенно недопустимо охлаждать изделие в проточной воде.

Недостатком водяной закалки является образование трещин и коробления. Поэтому таким методом закаливают изделия только несложной формы или цементированные.

  • При закалке изделий сложной конфигурации из конструкционной стали применяется пятидесятипроцентный раствор соды каустической (холодный или подогретый до 50 – 60 градусов). Детали, нагретые в соляной ванне и закаленные в этом растворе, получаются светлыми. Нельзя допускать, чтобы температура раствора превышала 60 градусов.

Режимы

Пары, образующиеся при закалке в растворе каустика, вредны для человека, поэтому закалочную ванну обязательно оборудуют вытяжной вентиляцией.

Следует остерегаться попадания воды в масляную ванну, так как это может привести к растрескиванию изделия. Что интересно: в масле, разогретом до температуры выше 100 градусов, попадание воды не приводит к появлению трещин в металле.

Недостатком масляной ванны является:

  1. выделение вредных газов при закалке;
  2. образование налета на изделии;
  3. склонность масла к воспламеняемости;
  4. постепенное ухудшение закаливающей способности.
  • Стали с устойчивым аустенитом (например, Х12М) можно охлаждать воздухом, который подают компрессором или вентилятором. При этом важно не допускать попадания в воздухопровод воды: это может привести к образованию трещин на изделии.
  • Ступенчатая закалка выполняется в горячем масле, расплавленных щелочах, солях легкоплавких.
  • Прерывистая закалка сталей в двух охлаждающих средах применяется для обработки сложных деталей, изготовленных из углеродистых сталей. Сначала их охлаждают в воде до температуры 250 – 200 градусов, а затем в масле. Изделие выдерживается в воде не более 1 – 2 секунд на каждые 5 – 6 мм толщины. Если время выдержки в воде увеличить, то на изделии неизбежно появятся трещины. Перенос детали из воды в масло следует выполнять очень быстро.

Вам нужно быстро и качественно нарезать металл? Воспользуйтесь плазменной резкой! Как правильно ее выполнять, читайте в этой статье.

Если вас интересует, как сделать токарную обработку металлических изделий, читайте статью по https://elsvarkin.ru/obrabotka-metalla/tokarnaya-obrabotka-metalla-obshhie-svedeniya/ ссылке.

Процесс отпуска

Отпуску подвергаются все закаленные детали. Это делается для снятия внутренних напряжений. В результате отпуска несколько снижается твердость и повышается пластичность стали.

В зависимости от требуемой температуры отпуск производится :

  • в масляных ваннах;
  • в селитровых ваннах;
  • в печах с принудительной воздушной циркуляцией;
  • в ваннах с расплавленной щелочью.

Температура отпуска зависит от марки стали и требуемой твердости изделия, например, инструмент, для которого необходима твердость HRC 59 – 60, следует отпускать при температуре 150 – 200 градусов. В этом случае внутренние напряжения уменьшаются, а твердость снижается незначительно.

Быстрорежущая сталь отпускается при температуре 540 – 580 градусов. Такой отпуск называют вторичным отвердением, так как в результате твердость изделия повышается.

Изделия можно отпускать на цвет побежалости, нагревая их на электроплитах, в печах, даже в горячем песке. Окисная пленка, которая появляется в результате нагрева, приобретает различные цвета побежалости, зависящие от температуры. Прежде чем приступать к отпуску на один из цветов побежалости, надо очистить поверхность изделия от окалины, нагара масла и т. д.

Обычно после отпуска металл охлаждают на воздухе. Но хромоникелевые стали следует охлаждать в воде или масле, так как медленное охлаждение этих марок приводит к отпускной хрупкости.

«ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. ПБ 03-75-94» (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 18.07.94 N 45) (ред. от 13.01.97)

4.3. Термическая обработка

4.3.1. Термическая обработка элементов трубопроводов производится для обеспечения соответствия свойств металла и сварных соединений показателям, принятым в НТД на металл и сварку, а также для снижения остаточных напряжений, возникающих при выполнении технологических операций (сварки, гибки, штамповки и др.).

Термической обработке следует подвергать полуфабрикаты, сборочные единицы и изделия в целом, если ее проведение предусмотрено настоящими Правилами, НТД, конструкторской и (или) производственно — технологической документацией.

4.3.2. Термическая обработка может быть двух видов:

а) основная, включающая в себя нормализацию, нормализацию с отпуском, закалку, закалку с отпуском, аустенизацию или многоступенчатую термообработку с нагревом до температур закалки или аустенизации;

б) дополнительная в виде отпуска.

Виды основной и дополнительной термообработки и ее режимы (скорость нагрева, температура и продолжительность выдержки, скорость охлаждения, род охлаждающей среды и др.) принимаются по НТД (ПТД) на изготовление и сварку с соблюдением требований, приведенных в настоящих Правилах.

К проведению работ по термической обработке допускаются термисты — операторы, прошедшие специальную подготовку, сдавшие соответствующие испытания и имеющие удостоверение на право производства этих работ.

4.3.3. Основной термообработке изделия должны подвергаться в следующих случаях:

а) если полуфабрикаты (лист, трубы, отливки, поковки и др.) не подвергались термообработке по режимам, обеспечивающим свойства материала, принятые в НТД на металл;

б) если технологические операции формоизменения (гибка, вальцовка, штамповка и др.) производились с нагревом до температуры, превышающей температуру отпуска;

в) после электрошлаковой сварки;

г) после гибки труб из стали аустенитного класса (независимо от величины наружного диаметра трубы и радиуса гиба);

д) во всех других случаях, для которых в НТД (ПТД) на изготовление и сварку предусматривается основная термическая обработка, а также по требованию конструкторской документации.

4.3.4. Основная термическая обработка не является обязательной, если технологические операции формоизменения (гибка, вальцовка, штамповка и др.) проводились:

а) для деталей и полуфабрикатов из углеродистой, марганцовистой и кремнемарганцовистой сталей с нагревом до температуры нормализации с окончанием не ниже 700 °C;

(в ред. Постановления Госгортехнадзора РФ от 13.01.97 N 1)

б) для труб из сталей аустенитного класса при гибке на станках с нагревом токами высокой частоты до температуры аустенизации с применением спреерного охлаждения.

4.3.5. Дополнительной термообработке (отпуску) изделия подвергаются в следующих случаях:

а) после вальцовки и штамповки деталей из углеродистой, марганцовистой и кремнемарганцовистой стали, проводимой без нагрева или с нагревом до температуры ниже 700 °C, при толщине стенки более 36 мм независимо от радиуса гиба, а также при толщине стенки, превышающей 5% от внутреннего диаметра обечайки, от наименьшего внутреннего радиуса кривизны для днищ, от внутреннего радиуса патрубка (ответвления) для штампованных тройников, от среднего радиуса кривизны для колена;

(в ред. Постановления Госгортехнадзора РФ от 13.01.97 N 1)

б) после гибки без нагрева гибов труб:

— из углеродистой, марганцовистой и кремнемарганцовистой стали толщиной стенки более 36 мм независимо от радиуса гиба или толщиной 10 — 36 мм при среднем радиусе гиба менее трехкратного наружного диаметра трубы, если овальность поперечного сечения гиба более 5%;

(в ред. Постановления Госгортехнадзора РФ от 13.01.97 N 1)

— из стали марок 12Х1МФ и 15Х1М1Ф при номинальном наружном диаметре более 108 мм независимо от толщины стенки; при диаметре 108 мм и менее с толщиной стенки 12 мм и более, а также гибы с овальностью поперечного сечения более 5%;

— из остальных легированных сталей согласно указаниям НТД (ПТД) на изготовление;

в) после сварки деталей и сборочных единиц трубопроводов:

— из углеродистой, марганцовистой и кремнемарганцовистой стали толщиной стенки более 36 мм, а при введении сопутствующего подогрева до температуры не ниже 100 °C — с толщиной стенки более 40 мм;

(в ред. Постановления Госгортехнадзора РФ от 13.01.97 N 1)

— из легированной стали других марок согласно указаниям НТД (ПТД) на сварку;

г) после приварки штуцеров, а также деталей, не работающих под давлением, к трубопроводам при толщине стенки основной детали, превышающей толщину стенок, указанную в пункте «в»; возможность приварки без термической обработки допускается по специальной технологии, согласованной со специализированной организацией;

д) во всех других случаях, для которых в ТУ на изделие или в НТД (ПТД) на сварку предусматривается дополнительная термическая обработка или замена основной термообработки на дополнительную, а также по требованию конструкторской документации.

4.3.6. Условия пребывания изделия в интервале времени между окончанием сварки и началом отпуска (длительность выдержки, допустимая температура охлаждения и т.д.) определяются НТД (ПТД) на сварку. Температура отпуска сварного изделия не должна превышать температуру отпуска полуфабриката.

4.3.7. Если заданный уровень механических свойств изготовленного элемента, кроме гиба труб, будет подтвержден испытаниями, то необходимость дополнительной термообработки, предусмотренной ст. 4.3.5, решается специализированной научно — исследовательской организацией по сварке.

4.3.8. Для элементов, свариваемых из сталей разных марок, необходимость термической обработки и ее режим устанавливаются НТД (ПТД) на сварку.

4.3.9. При основной термической обработке деталей и элементов всех типов, а также при дополнительной термообработке продольных и поперечных сварных швов изделие следует нагревать целиком. Допускается отпуск изделия частями при условии, что будут обеспечены заданная структура и механические свойства по всей длине изделия, а также отсутствие его поводки.

(в ред. Постановления Госгортехнадзора РФ от 13.01.97 N 1)

4.3.10. Допускается местная термообработка при аустенизации гибов из аустенитной стали и отпуск гибов из углеродистой, низколегированной марганцовистой и кремнемарганцовистой стали. При местной термообработке гибов труб должен производиться одновременный нагрев всего участка гибов и примыкающих к нему прямых участков длиной не менее трехкратной толщины стенки трубы, но не менее 100 мм с каждой стороны гиба.

(в ред. Постановления Госгортехнадзора РФ от 13.01.97 N 1)

4.3.11. Отпуск поперечных сварных швов трубопроводов, а также сварных швов приварки штуцеров, элементов опор, креплений и других деталей к трубопроводам разрешается производить путем местного нагрева переносными нагревательными устройствами. При термообработке поперечных (кольцевых) сварных швов должен быть обеспечен равномерный нагрев по всему периметру кольца. Ширина зоны нагрева устанавливается НТД (ПТД) с расположением сварного шва посередине нагреваемого участка.

Участки трубопровода, расположенные возле нагреваемого при термообработке кольца, должны быть покрыты изоляцией для обеспечения плавного изменения температуры по длине.

4.3.12. Термическая обработка должна производиться таким образом, чтобы были обеспечены равномерный прогрев металла изделий, их свободное тепловое расширение и отсутствие пластических деформаций. Режимы нагрева, выдержки и охлаждения при термообработке изделий с толщиной стенки 20 мм и более при температурах выше 300 °C должны регистрироваться самопишущими приборами.

Зачем нужна и как проводится закалка стали?

Закалкой называют вид термической обработки металлов, который заключается в нагреве выше критической температуры с последующим резким охлаждением (обычно) в жидких средах. Критической называют температуру, при которой происходит изменение типа кристаллической решетки, то есть осуществляется полиморфное превращение. Она определяется она по диаграмме «железо-углерод». фото

Свойства стали после закалки

После закалки увеличивается твердость и прочность стали, но при этом повышаются внутренние напряжения и возрастает хрупкость, провоцирующие разрушение материала при резких механических воздействиях. На поверхности изделия появляется толстый слой окалины, который необходимо учитывать при определении припусков на обработку.

Внимание! Некоторые изделия закаляются частично, например, это может быть только режущая кромка инструмента или холодного оружия. В этом случае на поверхности изделия можно наблюдать четкую границу, разделяющую закаленную и незакаленную части. Закаленную часть на клинках называют «хамон», что в переводе на современный язык металлургии означает «мартенсит».

Определение! Мартенсит – основная составляющая структуры стали после закалки. Вид этой микроструктуры – игольчатый или реечный.

Для уменьшения внутренних напряжений и роста пластичности осуществляют следующий этап термообработки – отпуск. При отпуске происходит некоторое снижение твердости и прочности.

Технология закалки

Режим закалки определяется температурой, временем выдержки, скоростью охлаждения, используемой охлаждающей средой.

Способы закалки стали:

  • в одном охладителе – применяется при работе с деталями несложной конфигурации из углеродистых и легированных сталей;
  • прерывистый в двух средах – востребован для обработки высокоуглеродистых марок, которые сначала остужают в быстро охлаждающей среде (воде), а затем в медленно охлаждающей (масле);
  • струйчатый – обычно востребован при частичной закалке изделия, осуществляется в установках ТВЧ и индукторах обрызгиванием детали мощной струей воды;
  • ступенчатый – процесс, при котором деталь остывает в закалочной среде, приобретая во всех точках сечения температуру закалочной ванны, окончательное охлаждение осуществляют медленно;
  • изотермический – похож на предыдущий вид закалки стали, отличается от него временем пребывания в закалочной среде.

Типы охлаждающих сред

От правильного выбора охлаждающей среды во многом зависит конечный результат процесса.

    Для поверхностной закалки и работы с изделиями простой конфигурации, предназначенными для дальнейшей обработки, применяется в основном вода. Она не должна содержать соли и примеси моющих средств, оптимальная температура +30°C.

Внимание! Использовать этот способ охлаждения для деталей сложной конфигурации не рекомендуется из-за риска появления трещин.

  • Для изделий сложной формы применяют 50% раствор каустической соды, который нагревают до +60°C. При использовании такого состава для охлаждения сталь приобретает светлый оттенок. Пары каустической соды вредны для здоровья человека.
  • Для тонкостенных деталей, изготовленных из углеродистых и легированных сталей, применяются минеральные масла, обеспечивающие постоянную температуру охлаждения, не зависящую от температуры окружающей среды. Главное условие, которое необходимо соблюдать при охлаждении сталей после закалки, – отсутствие воды в минеральных маслах. Недостатки процесса: выделение вредных для человека паров, возможность возгорания масла, образование налета, постепенная потеря эффективности охлаждающего состава.
  • Внимание! Для работы с изделиями из углеродистых сталей со сложным химическим составом используют комбинированное охлаждение. Оно состоит из двух этапов. Первый – охлаждение детали в воде, второй, после +200°C, – в масляной ванне. Перемещение из одной охлаждающей среды в другую должно производиться очень быстро.

    Какие стали можно закаливать?

    Процедурам закалки и отпуска не подвергается прокат и изделия из него, изготовленные из малоуглеродистых сталей типа 10, 20, 25. Этот вид термообработки эффективен для углеродистых сталей (45, 50) и инструментальных, у которых в результате твердость увеличивается в три-четыре раза.

    Таблица режимов закалки и областей применения для некоторых видов инструментальных сталей

    Читать еще:  Магнитный браслет на руку: польза и вред, лечебные свойства
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector
    Численность группыРазряд
    183-5