Разработка технологии изготовления кожуха диаметром 3050 мм, толщиной стенки 100 мм, длиной 7150 мм из биметалла 20ЮЧ + 06ХН28МДТ

 

максимальный линейный размер отдельного дефекта по наибольшей протяженности не должен превосходить 1,5 мм, а сумма их линейных размеров не должна быть более 3 мм;

з)   смещение   основного   и   плакирующих   слоев   в   сварных   соединениях двухслойных сталей свыше норм, предусмотренных в ОСТ 26-291-94;

и) в сварных соединениях двухслойных сталей усиление основного шва не должно располагаться выше линии раздела слоев боле, чем на 30% толщины плакирующего слоя, а доля основного металла в составе коррозионностойкого слоя шва не должна превышать 25-30%. Назначаем следующие виды контроля качества сварных швов:

- внешний осмотр;

- металлографические исследования;

- ультразвуковой контроль;

- механические испытания;

- гидростатические испытания;

- стилоскопирование.

1) Внешний осмотр

При внешнем осмотре невооруженным глазом или через лупу проверяют наличие трещин, подрезов, свищей, прожогов, не проваров и др. Некоторые из этих дефектов, такие как прожоги, не провары, не заваренные кратеры, свищи являются недопустимыми и подлежат вырубке и повторной заварке.

Так же определяют дефекты формы шва, распределение чешуек, характер распределения шлака в усилении шва. Неравномерная чешуйчатость, разная ширина и высота шва указывает на колебания мощности дуги, частые ее обрывы и неустойчивость горения. Геометрические размеры швов определяют с помощью шаблонов и линеек. Внешнему осмотру подвергаются все сварные швы. Визуальный контроль и измерение следует проводить в доступных местах с двух сторон по всей протяженности шва.

2) Металлографические исследования

Металлографические макро- и микроисследования должны проводиться на образцах, вырезанных из контрольного сварного соединения поперек сварного шва согласно ГОСТ 3242-69.

Контролируемая поверхность образца должна включать сечение шва с зонами термического влияния и прилегающими к ним участками основного металла.

Качество сварного соединения по результатам металлографических исследований должно соответствовать требованиям ОСТ 26-291-71.

3) Механические испытания

Механические испытания будем проводить, с целью определить следующие параметры: предел прочности; угол загиба; ударную вязкость.

Определение предела прочности осуществляем в соответствии с ГОСТ 6996-66 на прямоугольных образцах, нарезанных из контрольной пластины. Предел прочности определяется при температуре + 20°С. Для этого необходимо два образца типа XII, XIII, XIV, XV (рисунок 43) со снятием усиления по ГОСТ 6996-66.

Рисунок 43 – Образцы для определения предела прочности

 

На таких плоских образцах не удается получить и относительное удлинение, то есть определить пластические свойства сварного соединения из-за неравномерного течения образца по сечению. В связи с этим пластические свойства сварного соединения определяются испытанием на угол загиба плоских образцов (рисунок 44).

Испытания на угол загиба проводим при температуре +20°С. Для этого необходимо два образца типа XXVII, XXVIII (рисунок 44) по ГОСТ 6996-66.

D – диаметр оправки; S - толщина образца; Ls – ширина сварного соединения; L – расстояние между оправками.

Рисунок 44 – Схема испытания сварного соединения на изгиб

 

Ответственной за прочность конструкции является сталь 20ЮЧ, которая относится к перлитному классу. Согласно ОСТ 26.260.480-2003 угол загиба в таком случае должен составлять a = 80° – 110°. В этом случае пластические свойства металла шва считаются приемлемыми.

Если результаты, полученные по какому-либо виду механических испытаний, неудовлетворительные, то проводятся повторные испытания на удвоенном количестве образцов, результаты которых считаются окончательными.

Для испытания на ударную вязкость необходимо по три образца (рисунок 45) на шов по ГОСТ 6996-66 с V-образным надрезом по оси шва.

Испытание проводим на маятниковом копре. Ударная вязкость в данном случае должна составлять ан = 35 Дж/см2.

Если результаты, полученные по какому-либо виду механических испытаний, неудовлетворительные, то проводятся повторные испытания на удвоенном количестве образцов, результаты которых считаются окончательными.

 

Рисунок 45 – Образец для испытания на ударную вязкость

 

Механические свойства сварных соединений должны быть не ниже норм, указанных в таблице 20 по ОСТ 29-291-94.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 20 – Минимальные нормы механических свойств сварных соединений

Механические свойства	Для углеродистых сталей	Для хромистых, хромомолиб- деновых и хромована- диевоволь- фрамовых сталей	Для аyстенитно- ферритных сталей	Для ayстенитных сталей
Временное сопротивление разрыву при температуре +20 °С	Не ниже нижнего значения временного сопротивления разрыву основного металла по стандарту или техническим условиям для данной марка стали
Минимальное значение ударной вязкости, KCU, Дж/см (кгс·м/см ):
при температуре +20 °С;	50 (5)	50 (5)	40 (4)	70 (7)
при температуре ниже -20 °С	30 (3)	-	30 (3)	-
Минимальное значение угла изгиба, град.:	100	40	60	100
при толщине более 20 мм
Твердость металла шва сварных соединений, НВ, не более	-	240	220	200

 

Примечания.

1. Твердость металла шва в  коррозионностойком слое сварных  соединений сосудов из двухслойных  сталей не должна превышать  НВ 220.

2. Показатели механических свойств  сварных соединений по временному  сопротивлению разрыву и углу  изгиба определяются как среднеарифметическое от результатов испытаний отдельных образцов. Общий результат считается неудовлетворительным, если хотя бы один из образцов показал значение временного сопротивления разрыву более чем на 7% и угла изгиба более чем на 10% ниже норм, указанных в таблице 20. При испытании на ударный изгиб результат считается неудовлетворительным, если хотя бы один из образцов показал значение ниже норм, указанных в таблице 20.

Допускается на одном образце при температурах -40 °С и ниже получение значения ударной вязкости не менее 25 Дж/см (2,5 кгс·м/см ).

4)Ультразвуковой контроль

Ультразвуковая дефектоскопия (УЗД) применяется для выявления внутренних дефектов и является проникающим, не разрушающим методом контроля и проводиться согласно ГОСТ 14782. Обязательному контролю УЗД подлежат:

     – стыковые, угловые  и тавровые соединения, доступные  для контроля, в объеме от 10% до 100%. Так как данный сосуд относится к первой группе, то УЗД подлежит 100% сварных швов;

     – места пересечений  и сопряжении сварных соединений;

    – перекрываемые укрепляющими кольцами участки сварных швов;

УЗД будем осуществлять при помощи дефектоскопа УДГ-14, технические данные которого представлены таблице 21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 21 – Техническая характеристика дефектоскопа УДГ-14

Параметр	Величина
Частота ультразвука, излучаемая наклонным искателем, МГц	2,5
Максимальная условная чувствительность по эталону №1 при b = 40° и f = 2,5 МГц, мм	50
Мёртвая зона при работе с искателем мм, b =40°/50°	8/3
Максимальная глубина прозвучивания при работе прямым искателем, мм	700
Дополнительные индикаторы	динамик;  лампочка
Режимы контроля	от поверхности; по слоям
Источник питания	сеть напряжением 220В
Углы призм искателя	30°, 40°, 50°

 

5) Стилоскопирование сварных соединений

Стилоскопирование свариваемых деталей и сварных швов должно производиться с целью установления соответствия типа использованной стали и сварочных материалов требуемым. В процессе стилоскопирования следует определять в металле шва наличие хрома и никеля.

Должны контролироваться:

- каждый сварной шов в одной  точке через каждые 2 м;

- места исправления каждого  сварного шва;

- наплавка не менее чем в  одной точке.

При получении неудовлетворительных результатов контроля должно производиться повторное стилоскопирование того же сварного соединения на удвоенном количестве точек.

При  неудовлетворительных результатах повторного  контроля должен производиться спектральный или химический анализ сварного соединения, результаты которого считаются окончательными.

Таблица 22 - Контроль качества сварных швов

№ шва	Внешний осмотр	Метало-графические исследования	Механические испытания			УЗК	Стилоскопирование
			Предел прочности	Угол загиба	Ударная вязкость
1	+	+	+	+	+	+	+
2	+	-	-	-	-	+	+
3	+	-	-	-	-	+	-
4	+	-	-	-	-	+	-
5	+	-	-	-	-	+	-