(250-350 МПа). Поява зварювальних напруг обумовлено нерівномірністю нагріву різних зон з'єднання і усадкою металу при охолодженні, структурними змінами і жорсткістю зварюється. Зварювальні напруги небезпечні тим, що можуть викликати появу тріщин у зварних з'єднаннях, особливо з легованих сталей. Крім того, ці сталі при зварюванні у виробничих умовах швидко остигають, що призводить до утворення гартівних структур в шві і ЗТВ, також сприяють трещинообразованию.
Одним з основних засобів підвищення надійності зварних з'єднань є термічна обробка (ТО), в результаті якої знижується рівень зварювальних напруг, поліпшується структура і властивості металу з'єднання.
При будівельно-монтажних роботах, ремонті технологічного обладнання та трубопроводів зварні з'єднання піддають місцевій термообробці, при якій нагрівають зварний шов, ЗТВ і ділянки основного металу, що примикають до зварного шва з двох сторін. В окремих випадках для зварних конструкцій застосовують повну (об'ємну) термообробку, коли конструкцію нагрівають цілком за один цикл (об'ємна термообробка кульових резервуарів) або послідовно ділянками (відновна термообробка паропроводів і барабанів на теплових електростанціях ТЕС).
1. Призначення, види і режими термообробки
1.1 Призначення термообробки
Необхідність проведення ТО визначають науково-дослідні інститути при проведенні досвідчених робіт. При цьому враховують вимоги, пропоновані до зварних з'єднань, хімічний склад використовуваних металів, експлуатаційні умови виробництва (температура, тиск і корозійна небезпека робочого середовища, кліматичні умови тощо). Визначають вид термообробки, розробляють її режими і випускають НТД (нормативно-технічні документи), які є керівним матеріалом при призначенні та проведенні ТО. Термообробку зазвичай призначають для зварних з'єднань із перлітних сталей, що гартуються типу 12Х1МФ і т.п., рідше термообробку наказують для зварних з'єднань із перлітних низьковуглецевих сталей типу сталь 20 і низьколегованої типу 09Г2С для зниження рівня зварювальних напружень в тому випадку, якщо ці стали працюють в контакті з корозійно-небезпечними середовищами. Як правило, кожна галузь промисловості має свої НТД по термообробці зварних з'єднань, які відображають особливості даного виробництва. Ці документи повинні бути узгоджені з інспекцією технагляду.
1.2 Режими термообробки
Процес термообробки складається з трьох послідовних етапів: нагрівання до певної температури з заданою швидкістю, витримка при цій температурі протягом певного часу і подальше охолодження із заданою швидкістю.
При будівельно-монтажних роботах, у ремонтних умовах для зварних з'єднань технологічних трубопроводів та обладнання застосовують такі види термообробки: високий відпустку, нормалізацію, термічний відпочинок, стабілізуючий отжиг і аустенізацію (рис.1), відновну термообробку ( нормалізація + високий відпустку), а також отжиг для зварних з'єднань чавунних трубних елементів.
Рис. 1. Графік термообробки зварних з'єднань із сталі 12Х1МФ (а) і хромонікелевої (нержавіючої) сталі 12Х18Н9Т: 1 - термічний відпочинок; 2 - високий відпустку; 3 - нормалізація; 4 - стабілізуючий отжиг; 5 - аустенізація; Т (А с1), Т (А с3) - температури критичних точок структурних змін.
Високий відпустку . При термообробці зварне з'єднання нагрівають до температури на 20-30 ° С нижче температури критичної точки А C1 витримують протягом 1-5 год і потім повільно охолоджують. При цьому на 70-90% знижується рівень зварювальних напруг, відбуваються структурні зміни в зварному шві і ЗТВ, які полягають для низьколегованих сталей у розпаді гартівних структур, що в кінцевому підсумку призводить до помітного зниження твердості і підвищенню пластичності металу. Високому відпуску зазвичай піддають зварні з'єднання труб із сталей перлітного класу.
При проведенні високого відпустки велике значення має точність дотримання регламентируемого режиму термообробки. Відхилення від заданого режиму може призвести до істотного погіршення механічних і спеціальних властивостей зварного з'єднання.
Нормалізація. Зварне з'єднання нагрівають до температури на 20-30 ° С вище температури критичної точки A C3, витримують протягом нетривалого часу і охолоджують на спокійному повітрі. Мета нормалізації - отримати однорідну дрібнозернисту структуру металу і поліпшити механічні властивості зварного з'єднання, а також знизити рівень зварювальних напруг. Нормалізації найчастіше піддають зварні з'єднання тонкостінних труб малого діаметру з низьколегованих сталей перлітного класу, зварені газовим зварюванням, які в початковом...
