Способ термической обработки сварных труб

 

1 к; .- и : 1",Г . си w.

OП XCА"Нia „„ вззч

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.10,77 (21) 2535774/22-02 (Ь1)М. Кл.

С 21 Э 9/08 с присоединением заявки М (23) Приоритет

3Ъаударетвеииый комитет

СССР да дедам изобретеиий и открытий

Опубликовано 15.12.79. Бюллетень .%46 (53) УДК 621 у у4, 2:62 1.78 5. 9 (088.8 ) Дата опубликования описания 20. 12,7 9 (72) Авторами изобретения

Л. Г. Поздняков, К. Ф. Стародубов, И, И. Пичурин. и В. А. Атаманенко

Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКСЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к области тер мической обработки электросварных труб большого диаметра.

Известен способ термической обработки электросварных изделий, например, сварных труб, включающий локальный на5 грев сварного соединения, с целью первичной перекристаллизацииЦ1.

Указанный способ не позволяет получйть высокие механические свойства из30 делия,и гарантировать его качество вследствие образования высокйх остаточных напряжений и дефектов в виде трещин, образующихся при ускоренном охлаждении сварного соединения от температур перекристаллизации в результате образования мартенситобейнитных структур.

Наиболее близким по техническому решению является способ термической обработки сварных иэделий, например труб, включающий локальный нагрев сварного шва до температуры аустенитизации, ускоренное охлаждение сварного шва до

Х50-200 С, ускоренный нагрев и уско-ренное охлаждение и отпуск всего изделия (2j..

Укаэанный способ термической обработки сварных труб обладает недостатком, который состоит в том, что при ускоренном локальном охлаждении сварного шва до 150-200@С от температуры аустенитизации в сварном соединении возникают остаточные напряжения большой величины, которые приводят к появлению закалочных трещин в результате образования в сварном соединении структур типа мартенсита и нижнего бейнита. Указанные структуры образуются при ускоренном охлаждении сварного соео динения до температур 150-200 С, лежащих ниже точки Мн начала мартенситного превращения, Точка Мн для низколегированных сталей типа 17Г1С и

17Г2СФ, применяемых для изготовления электросварных труб, лежит при температуре 380-400 С. При последующей термообработке труб укаэанные трещины не ликвидируются, в результате чего

03584 - 4

Ф".

3 7 механические свойства и конструктивная

IKBg6)KHocTh труб понижаются. Кроме тбго в результате образования высоких локальных напряжений в сварном соединении, происходит поводка труб и потеря геометрических размеров, качество труб при этом снижается.

Целью настоящего изобретения является повышение ударной вязкости сварного соединения и конструктивной надежности труб.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что охлаждение сварного шва производят ускоренно до температуры Мн + (10 — 30 С), после

-f чего охлаждение до комнатной температуры проводят на воздухе.

Ускоренйое охлаждение сварного соединения от температуры аустенитиэвции " " "до температуры выше точки Мн + (10— о

30 С), как это предусматривается по новому способу, исключает образование структур мартенсита или бейнита, что предотвращает образование заквлочных трещйн в сварном соединении труб. При эТом перекристаллизация переохлажденного до температуры выше точки Мн на о

10-30 С аустенита идет с образованием мелкозернистой структуры фазовой перекристаллизации (резко увеличивается число центров кристаллизации), в результате чего зерно измельчвется, ударная вязкость, хладостойкость и конструкционная надежность труб повышается.

Выбранная величина интервала (10о

30 С) является практически достаточной для контроля ее в условиях производства и исключает переохлвждение аустенита ниже точки Мн при выполнении предложенных режимов в заводских условиях, а колебания в указанном интервале температур практически не оказывают влияния на уровень механических свойств сварного соединения.

Последующее медленное охлаждение от температуры Мн + (10-30 С) на воздухе приводит к снятию остаточных напряжений в сварном соединении, что также способствует улучшению качества иэделий. Кроме тогс, укаэанный режим замедленного охлаждения свар

" ноЖ соединения способствует прохождению более полной перекристаллизации, так как при ускоренном охлаждении и при образовании, например, бейнитных структур, распад аустенитв полностью не заканчивается и в структуре обнаруt

1I

55 живается остаточный вустенит. При ох лаждении на воздухе от температур на о

10-30 С выше Мн распад аустенита происходит более полно.

Описываемый способ, например, применительно к сварным трубам большого диаметра из стали 16ГБР, 16ГФР, 17Г1С и 17Г2СФ и др. сталей, включает ускоренный нагрев зоны сварного соединения до 900-1000 С,ускоренное охлаж0 дение ursa и прилегающей зоны водяным душем до температуры Мн + (10-30 С) с последующим охлаждением на воздухе до цеховой температуры, нагрев всей трубы до температуры аустени"изации, закалку и отпуск трубы при температуре

600-720 С, IT р и м е р. Проводили термическую обработку газопроводных труб диаметром

1020 Х 9 мм из низколегированной ств и

17Г2СФ химического состава 0,17% углерода, 1,38% марганца, 0,50% кремния, 0,21% серы, 0,019% фосфора, 0,1% хрома, 0,09% никеля, 0,045% ванадия, остальное — железо, Критические точки стали 17Г2СФ Ас 850 С, Ас = 720 С

Мн — 380 С.

Трубы проходили следующую обработку: инцуктором ускоренно нагревали сварной шов и прилегаюшую зону до температуры аустенитизации 950 С (Ac + о.

+ 100 С), после чего сварной шов охI лвждвли водяным душем при температуо ре воды 15 С до температуры 400 С о (Мн + 20 С), затем охлаждение до комнатной температуры проводили на воздухе после чего нагревали всю трубу в проходной секционной печи скоростного нагрева до температуры 920 С (Ас + о

+ 70 С), закаливали водой в рвдиальнощелевом спрейере при 15 С и производиО ли отпуск всей трубы при температуре

700 С.

Для получения сравнительных данных проводили термическую обработку однотипных труб, изготовленных из этой же стали по известному способу: нагревали сварной шов до температуры 950 С, охлаждали водой при температуре 1,5 С о до температуры 170 С, ускоренно нагревали до температуры 920 С, ускоренно о охлаждали (закалка) и отпускали все трубы при температуре 700 С. Механические свойства металла и сварного шва труб, обработанных по известному и предлагаемому способам приведены в таблице, I»

l о

CD

tQ

О Ф а

0) (О

О

l I

Ж (О

О

I

tO 4 (О

О с 4

Ь)

oj

lQ !

О

СЧ

I о

I»

fQ

CD (О

3 вв

5 щ «ф о а.Д

Ц о во о 4 "o

, О о - о

<о в О

2 о ь а.

Э

Щ а о а. U .о

go (Q

Я CD

62 в а а о а. э о

"о, o

lO а а о, И (-

v »> а о

65 ,. о о ф

„v o о

/mal

< о вОО о ю

L оа в и

С

v и

CD х

О

2 о а а

Р и и о

703584 н Оэа э ) в м

,- а, (Ll g+j р Ф оа. фва p= а

@О о I m

goaO оnupuцО о хаО в Яд о

ЯCD щ

Ф о в о U щ Йо в ОО

yz>

Яб аа по ва оkm ем

7 703584 8

Анализ табличных данных показывает, ускоренное охлаждение, ускоренный нагрев что термическая обработка по преллагае до температуры аустенитизации, закалку мому способу обеспечивает повышение и отпуск всей. отрубы, о.т л и ч а юударной вязкости сварного соединения шийся тем,чго,сцельюповышенияударпри отрицательной температуре при не- g )юйвязкостисварногосоединенияиконструк котором повышении его прочности, т.е; " тивной надежности труб ускоренное охлажповышается конструктивная надежность дение сварного шва пронзводят до темпе; трубы. ратуры Мн + 10-30 С, после чего охлажD дение производят на воздухе.

Источники информации, Формула изобретения принятые во внимание цри экспертизе

1. Автоматическая сварка, 1966, Способ термической обработки сварных № 4, с. 13-14. труб, включающий ускоренный. нагрев свар- 2. Авторское свидетельство СССР ного шва до температуры.аустенитизации, > № 500272 С 21 Я 9/50, 1974.

Составитель A. Секей

Редактор T. Авдейчик Техред O. Андрейко Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7764/29 Тираж 653 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПНП 4Патент" r. Ужгород, ул. Проектная, 4