Способ термической обработки сварных труб

Способ термической обработки сварных труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к термической обработке сварных прямошовных труб. Целью изобретения является повышение качества сварных труб и снижение порога хладноломкости. Способ включает нагрев до температуры на 10-20°С выше А<SB POS="POST">С3</SB>, охлаждение на воздухе до температуры на 20-30°С ниже А<SB POS="POST">С3</SB>, затем охлаждение со скоростью 10-25°С/с до температуры 620-640°С на глубине 0,4-0,6 толщины стенки, далее - на воздухе. Использование способа позволяет повысить ударную вязкость при низких температурах и снизить коробление труб. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 В 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21). 4372683/23-02 (Ц!) 10.12.87 (46) 07.01.90. Бюл. Н" 1 (71) Выксунский металлургический завод (72) А.Б.Калинин, B.Ô.Ðÿáîâ, Б.Ф.Антипов, А.К.Сиомик, М.Л.Бродский, Е,П.Синев, В.М,Маркевич, .

Ю.И.Макиевский и Б.А.Моисеев (53) 621.785.79 (088.8) (56) Лившиц Л.С. Нормализация низколегированной стали с нагревом в межкритическом интервале температур.

Сталь, 1978, 5, с.457-460.

Маркевич В.М. Новые печи для поточной нормализации сварных труб.

Металлург, 1983, V 8, с ° 29-31.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к термической обработке сварных труб, преимущественно прямошовных, Целью изобретения является повышение качества труб и снижение порога хладноломкости при сохранении их высокой геометрической точности.

На партии труб иэ стали 09Г2СФ, сваренных токами. высокой частоты в условиях ТЗСА 203-530, проводят термообработку по предлагаемому способу.

Термообработке подвергают партии труб размерами 219х5 мм 108 шт.;

273х5 мм 95 шт.; 530x5 мм 197 шт.

Для проведения термообработки трубы подвергают скоростному нагреву (V„

=5"7 5 С/с (300-450 С/мин) в газовйс, проходных, секционных печах до 940„„SU„„1534072 А1

2 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СВАРНЬ!Х ТРУБ (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к термической обработке сварных прямошовных труб.

Целью изобретения является повышение качества сварных труб и снижение порога хладноломкости ° Способ включает нагрев до температуры на 10-20 С выше

Ас, охлаждение на воздухе до темпеЭ ь ратуры на 20-30 C ниже А, затем охлаждение со скоростью 10-25 С/с до температуры 620-640 С на глубине 0,40,6 толщины стенки, далее - на воздухе. Использование способа позволяет повысить ударную вязкость при низких температурах и снизить коробление труб, I ил., 1 табл.

960 С. После нагрева трубы транспортируют по рольгангу к месту подачи охлаждающей водовоздушной смеси, охлаждаясь при этом на воздухе до 910"

920 С ° Охлаждение водовоздушной смесью осуществляют со скоростью 10-25 С/с-. до достижения на глубине 0,4-0,6 толщины стенки от наружной поверхности трубы температуры 620-640 С, Окончательное охлаждение всей трубы на воздухе. Граничные условия ре- жимов охлаждения установлены опытным путем: если начать ускоренное охлаждение водовоздушной смесью с температуры свыше 920 С, то происходит ис-,.кривление труб, которое на трубах ф 219 мм составляет до 20 мм (максимальная стрела прогиба по длине трубы 11,6 м), если охлаждение начинать

1534072 с температуры менее 890 С, то не происходит достаточно полного выравнивания структурной неоднородности в зоне термического влияния труб за счет образования отдельных участков

ro структурой нормализации и достаточно четкой полосчатостью.

Оптимальную для начала охлаждения водовоэдушной смесью температуру трубы достигают на шлепперном поперечном транспортере-холодильнике„ где организовано интенсивное охлаждение труб водовоздушной смесью по всей длине трубы. Для обеспечения достаточной интенсивности и равномерности охлаждения трубы на холодильнике находятся в постоянном поступательно-вращательном движении за счет их принудительного перекатывания, а водовоздушная смесь подается в виде тумана (сжатый воздух и вода), про. изводимого специальными форсунками, собранными в спрейер, расположенный над столом-холодильником. Скорость охлаждения труб водовозцушной смесью находится в интервале 10-25 С/с и подбирается регулировкой расхода воды и воздуха для смеси.

Оптимальность интервала скоростей (10-25) С/с выявлена опытным путем. В результате проведенных экспериментов установлено, что охлаждение со скоростью ниже 10 С/с не обеспечивает после термообработки необходимых бейнитных структур и устранения в зоне шва полосчатости, сохраняющейся в феррито-перлитной (нормализованной) структуре, образующейся в результате охлаждения со скоростью ниже граничного уровня. Это ухудшает качество

40 труб за счет снижения их. уровня прочности (б„=48,5 кгс/мм ; Ж, =30,033,0 кгс/мм ) и вязкости (КС „„, „ =

=1,5-2,9 кгс/мм при температуре испытания -30 С). Также опытным путем о 45 установлено, что охлаждение со скоростью выше 25 С/с приводит к искривлению труб (прогиб l7 мм), что очевидно объясняется возникновением в изделиях в результате превращения высокого уровня напряжений.

Для снижения уровня остаточных напряжений и образования после термообработки равномерных структур отпуска с достаточно высоким уровнйм меха- нических свойств в предлагаемом процессе проводят самоотпуск. С этой целью охлаждение водовоздушной смесью проводят до температуры 620-640 С на глубину 0,4-0,6 толщины стенки от наружной поверхности (для стенки 5 мм глубина охлаждения составляет 2,03,0 мм). Указанные параметры, подобранные опытным путем для разных толщин стенки и разной температуры отпуска и соответствующие в общем виде

Т--гс с глубина охлаждения (0,4- -, 0,6) толщйны стенки от наружной поверхности, обеспечивают последующий

"самораэогрев" труб в среде спокойного воздуха под отпуск за счет выравнивания температуры внутренних и наружных слоев металла труб, который обеспечивает оптимальные требуемые механические свойства. Любое отклонение от приведенных параметров - Т,„ глубина охлаждения 0,4-0,6 от толщины стенки, вызывает либо перегрев при самоотпуске, либо недогрев, которые соответственно или приводят к снижению прочностных характеристик, труб, или сохранению в иэделиях высокого уровня остаточных напряжений и их деформации. Для обеспечения необходимой равномерной скорости во всем указанном температурном интервале охлаждение осуществляют каскадно, двумя расположенными один за другим спрейерами,расстояние между которыми подбирают так, чтобы струя последующего спрейера своей центральной частью била под корень трубы, перекрывая при этом струю предыдущего спрейера на угол 10-30 град. После охлаждения до температуры 620-640 С трубы выходят из зоны водовоздушного охлаждения и дальнейшее охлаждение осуществляют на воздухе. В момент выхода из водовоздушной смеси происходит саморазогрев наружных слоев металла за счет выравнивания температуры по толщине стенки до температуры 650 С.

Далее трубы охлаждают на воздухе до температуры среды. Причем охлаждение до температуры 250 + 40 С осуществля-, ется при обязательном вращении трубы вокруг своей оси со скоростью не менее 3 об/мин, Результаты механических испытаний труб, обработанных по предлагаемому способу, приведены в таблице (здесь для сравнения приведены результаты механических испытаний труб после обработки по известному способу: нагрев до 9ч0 С, охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды), 5 1534072

На чертеже приведены данные по ударной вязкости, по изменению порога хладноломкости, полученные на элементах труб из стали О Г2СФ (шов - ос5 новнои металл) различными способами обработки.

На чертеже обозначены кривые: 1 - после охлаждения по предлагаемому способу, 2 — после закалки с отпуском, после нормализации (известный способ). Сплошной линией обозначены значения для основного металла, пунктирной — для сварного соединения.

Из граФика видно, что значения ударной вязкости на образцах с круглым надрезом иэ труб, обработанных по режиму с введением водновоздушного охлаждения, выше, чем на образцах после закалки с отпуском и нормализа- 20 ции. По основному металлу разница более 1 МДж/мм2, по металлу сварного соединения ее почти нет. Однако, если проследить за изменением ударной вязкости при снижении температуры, то, 25 если на образцах из труб после нормализации и закалки с отпуском после

-40 С наблюдается падение ударной вязкости, на образцах с термообработкой по предлагаемому способу значения стабильны и при -бО С, т.е. при низких температурах, использование труб с термооЬработкой по предлагаемому способу предпочтительнее . б

Таким образом, предлагаемый способ термической обработки обеспечивает повышение механических свойств (в том числе ударной вязкости шва- за счет ликвидации структурной полосчатости) труб при сохранении их геометрической точности, B целом использование способа позволяет повысить качество электросварных труб и использовать их для ответственного назначения в условиях низких температур.

Формула изобретения

Способ термической обработки сварных труб, включающий нагрев до Ас + и з

+(10-20 C) и охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества труб и снижения порога хладноломкости материала при сохранении высокой геометрической точности труб, охлаждение осуществляют сначала всей трубы на воздухе до

Аг - (20-30)о С, затем ведут охлаж-дейие поверхности труЬы водовоздушной смесью со скоростью 10-2> С/с до достижения на глубине 0,4-0,6 толщины стенки от наружной поверхности трубы температуры 620-б40 С, а окончательное охлаждение всей трубы проводят на воздухе.

Ф

Основной ме талл (среднее значение) в « е ба, . 8т, т.2 KCV

Ийа ИПа ИДм/миз

Ремни термообработни

Сварное соединение

Диаметр труб, Кривизна (стрела лрог иба) . средняя, 6 ИПа ЯСЧ

ИДв/мнз макс мин

11редлагаемый слособ

537,8 421,4 29,8 1,52

566,3

222,8 217,4 23,2

1,14

498,3 291,6 31 0,708

475 3 281,4 30

552,9 451,7 26,7

0,702

1,4

Herpes до Ас (960 С)-и охлаждение на воздухе до

А + (910 С) — далее водовоздуюной смесью со скоростью 10 C/ñ до

640 С, охлаждение на воздухе

Нагрев до Я (960 С) охлаждение на воздухе до (890аC) — э далее водовоздушной смесью до .

620 С, окончательное охлаждение на воздухе

Нагрев до 960 С, ох" ламдение на воздухе дб

910 С, далее водовоздувной снесью до &00 С со скоростью охлаждения; 10 Ñ/ñ

7254С/с

Нагрев и охлаждение ло лредлагаемому режиму с окончанием водовоздувного охлаждения: виже y, „ (640 С) 465,4 0,362 220,8 218,7 4,0

452,6 0,546 221 218,2 5,4

561,3 1,07 223, 0 217,2 24 ° 1

)5340/2

Продолжение таблицы.

Основной нателл (среднее значение) ° Ф Ф Ф

Сеерное соединение о

11Дщ/мм2

xcv

ИДм/юР

8т, 8. 2

И11е ба, 1и1е

4Я1,6 40 1 7 27,6 1 2

554,4 0,98

221,0 218>1 5,4

541,8 410,2 19,1 0,75

Мееестмый сФюсбб

558,3 0,62 222,3 217,6 15,1

455 Оь12 223 217 24е1

Негрее ео 860 С, охлвщ внме мэ еоедухе

475

275 Зе 0 15

-4О -M -Ю ТВЯПфО ЩЯО ОСПЬ1./77ÉЩОЯ, 4

Корректор A.®ÐÓ l Ð

Заказ 23 Тираж 51 3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

l13o;35, Москва, ж-3., Раушская наб., д. 11/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191 ме глубину менее

0,4 толщины миме 1 с (6204C) не глубнйу более

0,6 тоюа мнн Сос-гавитель В.Русаненко

Редактор Н.Гунько Техред К.Дидык

° юефвееэае м™еме гр труб мм немс ммм

11 рмемэне

1стреле. лрогмбе) срермлл мм