Способ соединения стальных деталей

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к способу сварки стальных деталей с последующей защитой сварных швов и околошовных зон от интенсивной коррозии. Способ включает обработку кромок соединяемых стальных деталей под сварку, сборку под сварку, сварку кромок соединяемых стальных деталей и нанесение защитного покрытия на зону сварки. Стальные детали соединяют аргонодуговой сваркой. Покрытие наносят после сварки плазменным напылением на сварочный шов и зону его термического влияния после охлаждения зоны сварки ниже температуры плавления сварного шва. Плазменное напыление осуществляется таким же материалом, что и соединяемые детали. Это позволит повысить надежность защиты зоны сварки от локальной коррозии за счет выравнивания химических потенциалов, исключая образование анодных и катодных участков, а также упростить процесс создания защитного покрытия.

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к защите сварных швов и околошовной зоны от интенсивной коррозии.

Существуют различные технологии, предотвращающие интенсивную коррозию сварных швов и околошовной зоны.

Известен способ защиты от коррозии зоны сварного шва, заявка RU (№94020870/02, дата публикации 10.04.1997), технической стороной которой является получение надежного антикоррозийного покрытия необходимых размеров и свойств для защиты зоны сварного соединения трубопроводов. Способ заключается в нанесении защитного слоя на внутреннюю поверхность концов трубы в зоне термического воздействия сварки методом газодинамического напыления порошка металла.

Недостатком указанного способа является проведение сварки трубопровода после нанесения протектора на внутреннюю поверхность концов трубы газодинамическим напылением порошка металла. Во время сварки происходит сплавление основного металла с нанесенным защитным покрытием, при этом образуются анодные и катодные участки, которые являются очагами коррозионных процессов.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ формирования и защиты от коррозии сварного шва строящихся и ремонтируемых трубопроводов сбора и подготовки нефти с высокой обводненностью (патент RU №2238830, дата публикации 27.10.2004), заключающийся в том, что концы труб обрабатывают под сварку и наносят изнутри на концевые участки труб коррозионно-стойкое покрытие. После обработки концов труб под сварку на их концевые участки изнутри наносят два адгезионных слоя путем плазменного напыления термостойкого металлического порошка толщиной каждого слоя не более 0,15-0,20 мм. На внутреннюю поверхность труб наносят полимерное покрытие. После сборки под сварку осуществляют сварку концевых участков труб, причем корневой шов производится электродом из коррозионно-стойкой стали. Указанная последовательность нанесения слоев покрытия обеспечивает качественную защиту концевых участков труб от коррозии и получения качественного сварного соединения.

Указанный метод защиты сварных швов и зоны их влияния от коррозии не может предотвратить образования при сварке анодных и катодных участков. Поэтому коррозия, хотя и с меньшей скоростью и в основном локальная, будет иметь место.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности защиты сварного шва от локальной коррозии за счет нанесения на сварной шов и зону его термического влияния защитного покрытия с одновременным упрощением процесса.

Задача решается предложенным способом соединения стальных деталей, включающим обработку кромок соединяемых стальных деталей под сварку, сборку под сварку, сварку кромок соединяемых стальных деталей и нанесением защитного покрытия на зону сварки, в котором стальные детали соединяют аргонодуговой сваркой, а нанесение покрытия осуществляют после сварки плазменным напылением на сварочный шов и зону его термического влияния после охлаждения зоны сварки ниже температуры плавления материала основы (сразу после затвердевания шва), причем плазменное напыление осуществляют материалом свариваемых деталей. Нанесение плазменного покрытия на зону сварки после ее охлаждения до температуры ниже температуры плавления сварного шва придает хорошие адгезионные свойства защитному покрытию. Применение для напыления такого же материала, что и свариваемые детали, приводит к выравниванию химического потенциала, что исключает образование анодных и катодных участков, которые являются зонами зарождения локальной коррозии.

Способ осуществляется следующим образом. Свариваемые детали механическим способом подготавливаются для сварки (очищаются от ржавчины, окалины), затем производится разделка шва. Подготовленные детали закрепляются относительно друг друга с необходимым зазором. Полученная конструкция устанавливается на сварочную установку, на которой производится аргонодуговая сварка. Сразу после сварки производится плазменное напыление порошка материала свариваемых деталей, причем сварочная и плазменная горелки установлены таким образом, что плазменное напыление происходит после охлаждения шва ниже температуры плавления свариваемых деталей, сразу после затвердевания шва.

Пример. Две пластины из стали 09Г2С размером 75×20×5 сваривались между собой аргонодуговой сваркой с помощью присадочной проволоки из стали Х18Н10Т (для создания четко выраженных анодных и катодных участков) и покрывались с помощью плазменного напыления порошком из стали 09Г2С, толщиной 0,25 мм. После этого сваренный образец устанавливали на испытательной машине УМЭ-10ТМ в ванне, заполненной 3% раствором NaCl, и прикладывается постоянное растягивающее напряжение на 10% ниже предела текучести стали 09Г2С. После выдержки в течение десяти суток образец снимался и производился металлографический анализ. Никаких локальных коррозионных поражений выявлено не было.

Применение предложенного способа позволит упростить защиту сварного шва и повысить его надежность.

Способ соединения стальных деталей, включающий обработку кромок соединяемых стальных деталей под сварку, сборку под сварку, сварку кромок соединяемых стальных деталей и нанесение защитного покрытия на зону сварки, отличающийся тем, что соединяют стальные детали аргонодуговой сваркой, а нанесение покрытия осуществляют после сварки плазменным напылением на сварочный шов и зону его термического влияния после охлаждения зоны сварки ниже температуры плавления сварного шва, причем плазменное напыление осуществляется материалом соединяемых деталей.