Способ определения содержания диффузионного водорода в металлических изделиях

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИФФУЗИОННОГО юдородА В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ, заключающийся в отделении пробы путем механической обработки изделия и количественном измерении диффузионного водорода, отличающийся тем,, что, с целью повышения точности и экспрессности определения, отбор пробы осуществляют путем сбора в герметичный пробоприемник стружки, образующейся при механической обработке изделия, при этом время измерения на каждой фиксируемой глубине изделия выбирают равным времени полного выделения водорода из собранной стружки. -ч| ее Ci CD

(19) (И) COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59G 01 И 7 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУ/ АРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ.СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21.) 3537600/18-25 (22) 30.12.82 (46) 15.02.84 . Бюл. М 6 (72) Н.И.Егоров, Э.Л.Макаров, В.В.Покидышев, А.В.Козлов и Ю.Д.Лабутьев (71) МВТУ им.Н.Э.Баумана (53) 543.27(088.8) (56) 1. Электроды покрытые. Метод определения содержания диффузионноподвижного водорода в наплавленном металле. ГОСТ 23338-78.

2. Takahashi Е,, Iwai К. Prevention of the Transverse cracks in

Неачу Section Butt leldments of 2

Cr - 1 Мо Steel through Бои ТemperaФиге Postweld Heat Treatment (Report 1).- "Transactions of the Japan

Welding Society", 1979, v. 10, Р 1, .р. 46-52 (прототип). (54 } (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИФФУЗИОННОГО ВОДОРОДА В METAJIЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ, заключающийся в отделении пробы путем механической обработки изделия и количественном измерении диффузионного водорода, отличающийся тем,, что, с целью повышения точности и экспрессности определения, отбор пробы осуществляют путем сбора в герметичный пробоприемник стружки, образующейся при механической обработке изделия, при этом время измерения на каждой фиксируемой глубине изделия выбирают равным времени полного выделения водорода из собранной стружки.

1073619

Изобретение относится к машино-. строению, преимущественно к сварке и другим ВидаМ обработки металлов, при которых происходит объемное насыщение иэделий диффузионным водороДОМ. 5

При сварке конструкций, особенно из легированных сталей большой толщины, имеет место значительное насыщен 3е металла ililiа и околошовной эоны диффузионны3м водородом из атмосферы 30 сварочной дуги. Для разработки оптимальной технологии сварки, ограничиВающей количество диффузионного ВоT;орода В сварном шве ни1ке допустимоГо, необходимо определение его коли- 15 чества В различньх зонах шва.

Известен способ определения срсд".е1 o соце1 3!(а!Зия,циффузиОнн01"О ВодОрО а 33 мота. !JIB сварногo ше3а < прод у. м-.-. 1. Jii:idKEI<;!и напла13ку мст алла эле!<— т рода I:B пластину, помещение обраэi1а ч=, з (1<уу;л лую уcT2 I — "oBI<) выдержку

В и -iI Об = .BÖЗ В течее!3ие э сут, и изме рение3 I

ОД11ако данный способ не позволяет

o pBi",елит1, -,.аспредсление диффузионноГО 130доро. а в различных зонах свар". 01 <: 1113.- 1 FJ И ) JJe 33LIFIY

Цель изобретения — повышение точности и экспрессности определения содержания диффузионного водорода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения содержания диффузионного водорода в металлических иэделиях, заключающемуся в отделении пробы путем механической обработки изделия и количественном измерении диффузионного водорода, отбор пробы осуществляют путем сбора в герметичный пробоприемник стружки, образующейся при механической обработке изделия, при этом время измерения ка каждой фиксируемой глубине изделия выбирают равным времеки полного Выделения воцорода иэ собранной стружки.

Повышение точности достигается благодаря тому, что операция отделения пробу мсхакической обработкой совмещена с ее сбором в пробоприемник, а следовательно, отсутствуют потери водорода при механической обработке. Кроме того, минимальный размер пробы не ограничивается возможными потерями при ее отделении, а выбирается в соответствии с чувствительностью прибора для измерения количества выделяющегося водорода. При примеке3!Ии отечественного хроматографа ЛХ11-81!Д, имеющего точность 3 0,001 см, минимальный объем пробы составляет 150 мм .

Качественное изменение со=тояния прЬбы.

Применение пробы измельченного металла В виде стружки вместо образца цельного плотного металла позволяет во много раз сократить время оп- ределения количества водорода в заданной зоне и-делия. Это обусловлено тем, что выделение водорода из стружки происходит с очень большой скорОстью. Практически полное выделение диффузионного водорода из пробы общим объемом 150 мм в виде стружки

"=-астицы которой имеют объем около

1,5 Im, происходит за 10 мин,причем выделение водорода и Определе-ItIB BVo количества начинаются сразу при механическом отделении пробы.

Папболее близким и изобретению являсз ся < ПО<.nb ог<ределения содержания -o",)узкоi 11ОГО ВОдОрОд 13 металличес—

; 3,1,СЛ!.3Я <,. З «1BCTI-IOCТИ В СВНРК.ЫХ

i в(1х, 3 ак. !юча с: ьч33!ся В мехс1.1иче кОй

i -. р,» з ке Ох. (аждегlн03. О до Отрицатель

:. 3х .: емпера-."„ p (-50" C, сварнот"о из;.к:.лил сразу посля ОкОЙчания сварки призматические образцы пробы раз14е130 1 6 1 3 . . 00 . 110< ледую"3ем BГ 1 ОтО 3

å -B,. Fi0мещании В вакуумную установ-4{

<у "i измере.è11 количества Водорода (2)., I.-3:B Tii:--й «посо б H обладает Вbic0 <01! лоха FI Oil "o= HOOT!i;(3 13 Опредет!ении .О; ества Водород.--, "рудое31ОК и ма- 45

03-.; 3 :-., ;.! .3 .301. 3ТЕ ЛЕН ПC. СЛРДУ!ВЩИМ ПОИ !И ToQ - из бежаTF: б0,3!ьших потерь . с;орсда при:;<еханической раэрезке и.--:делия, егo гг3едварительно эаморажи— .†--ают до температуры ниже -50 C когда подвижность водорода становится

FlBs(1ачи" ень!30Й 11 Он практически F:Ba.=.-:,сляется В атмосферу. Однако полк:.-с<ью избежать 110терь ьОДОрОДа при

-T0; i не удается, Последний теряется вследствие чего уменьшается точность

ОГО IIOc3еДующ ГО измерения При

B1.o-! чем ме!!Вше размеры вырезаемого

- î:pQBEJB.-lE3Joáû, тем болх..ше относительныс. потери Водорода. Поэтому вырезают Обр;:-.цы-прэбы объемом 7800 мм .

Полное Выделение водорода 1 э обраэцсв3-краб 1!редставля3:;.:,3их приэматичес:<:ie объемы плотного цельного металла, при ком!1атной температуре заканчиваетсяся через 5 сут.

Совмещение операций отделения гробы, отбора ее в пробоприемник и определение количества выделившегося во- дорода за короткий период времени искл!очает необходимость замораживания изцелия, содержащего диффузионный водород, Поскольку применяется проба в виде стружки, легко извлекаемая иэ заданной зоны изделия, отсутствуют какие-либо "холостые" проходы режущего инструмента, необходимые для извлечения пробы в виде образца цельного плотного металла. Все это снижает трудоемкость определения количества диффузионного водорода при

1073619 применении предлагаемого способа по сравнению с известным.

При определении диффузионного ьодорода в сварных швах по предлагаемому способу исследовался стыковой многослойный сварной шов после окончания сварки и через некоторый пери-.. од после сварки.

Пример 1. Стальные пластины толщиной 22 мм сваривают ручной дуговой сваркой покрытыми электродами марки 48-Н-П (металл шва СВ-08 ГН 2

МТ) встык шестью слоями в X-образную разделку. Слои укладывают поочередно в верхнюю и нижнюю части разделки.

После охлаждения сварного шва до t5 комнатной температуры на нем закрепляют устройство, реализующее предлагаемый способ определения распределения водорода по высоте шва.

На чертеже показана схема устрой- 20 ства. устройство крепится на образцы 1 и состоит из корпуса 2, через отверстие которого вводится сверло 3.

В корпусе имеется полость с запирайщей жидкостью (дистиллированная вода) 4. Для предотвращения вытекания жидкости иэ корпуса 2 служит прокладка 5 и сальниковое уплотнение б. Во-. дород, выделившийся из стружки, собирается в полости над запирающей жидкостью 4. Газоноситель продувают через трубку 7. Захватывая водород, гаэоноситель через трубку 8 поступает на хроматограф.

Сверление шва выполняют последовательно на глубину 5, 10, 15 и 20 мм и берут четыре пробыв.различных зонах шва по высоте его центральной оси приведены в таблице.1 °

Таблица 2 г

Количество диффузионного.водорода, см / э

/100 г

Расстояние от внешней поверхности шва до измеряемой зоны шва, мм

0,950

1,155

1,425

0,785

15

Суммарное время измерений составляет 45 мин.

В результате проведенных экспери ментов установлены оптимальные режимы сверления диаметр сверла из быстрорежущей стали (РбМ 5) 6-7 мм, частота вращения сверла 600 oG/Mèÿ> подача О, 1 мм/об.

Использование предлагаемого способа определения распределения диффузионного водорода в изделиях, насыщенных водородом, преимущественно в сварных швах, обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: возможность определения содержания водорода в различных зонах сварного шва непосредственно на свапном изделии беэ полной его разрезки с последующей подваркой образовавшегося отверстия, а не на образце-свидетеле как принято в известном способе; корректировку режима сварки в процессе изготовления иэделия с целью снижения содержания водорода в шве ниже допустимого (а не задолго .до начала изготовления изделия как позволяет известный способ, что может привести к различию данных пробы и действительным содержанием водорода в швах вследствие различия климатических условий сварки — абсолютной влажности, давления, температуры окружающего воздуха); увеличение точности определения содержания водорода в шве и, следовательно, уменьшение допуска на

45

Таблица 1

Количество диффу" 50 зионного водорода, см /100 г.Расстояние от внешней поверхности шва до измеряемой.зоны шва, мм

1,75

1,35

2,45

10 60

20

2,85

В табл.1 показаны результаты распределения диффузионного водорода в различных зонах шва по высоте его в центральной части после окончания сварки.

Суммарное время измерений составляет 45 мин.

Пример 2. Исследовался стыковой многослойный сварной шов через 8 ч после окончания сварки. Условия сварки и способ определения распределения водорода аналогичны примеру 1.

В табл.2 приведены результаты распределения диффузионного водорода по высоте в центральной части шва. через 8 ч после сварки.

1073б19

Составитель, С. Веловодче нко

РЕдактор М.Петрова ТехредЛ.Микеш Корректор В.Вутяга

»»»»»»»»»Ф

Заказ 319/40 . Тираж .В23 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскай наб., д.4/5

»»» «е» М»»»»»»» в»» » «»»» Ю «\

Фи)ткал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 регулнрование параметров режима сварки, что, в конечном счете, приводит

tc пэвыаению надежности швов и снижению затрат электроэнергии на сварку и подогрев изделия; сокращение кости операции дорода в швах, но, уменьшение н ° времени, трудоемопределения воа следовательее стоимос