МНОГОСЛОЙНЫЕ СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ТРУБЫ

НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ РУЛОННАЯ СТАЛЬ МАРКИ 08Г2СФБ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСУДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Задача снижения металлоемкости и повышения эффективности производства крупногабаритных рулонированных сосудов высокого давления обусловливает необходимость освоения промышленного производства низколегированной рулонной стали шириной 1700 мм

с пределом прочности не менее 600 МПа взамен рулонной стали 10Г2С1 шириной 1500 мм с пределом прочности 520 МПа [1].

В данной работе исследовали механические свойства рулонной стали 08Г2СФБ, а также свойства сварных соединений из нее. Опыт­но-промышленные партии стали были выплавлены в кислородном кон­верторе, отлиты способом непрерывной разливки в слябы весом до 28 т, из которых затем методом контролируемой прокатки на непре­рывном стане изготовили полосы толщиной 4—5 мм и шириной 1500 мм и смотали их в рулоны весом до 28 т. Метод контролируемой прокатки [2] предусматривает строгое регламентирование условий нагрева, температурного интервала пластической деформации, осо­бенно температуры конца прокатки (840—870 °С), степени обжатия в последних пропусках, скорости охлаждения после обжатия и темпе­ратуры полос при сматывании в рулон (550—620 °С). Химический сос­тав исследуемой стали приведен в табл. 1.

Результаты испытания механических свойств рулонной стали 08Г2СФБ толщиной 4 мм (образцы вырезаны по длине и ширине рулона) (табл. 2—4) свидетельствуют о том, что свойства металла по длине и ширине полосы, изготовленной способом контролируемой прокатки, одинаковы [5]. Сталь 08Г2СФБ обеспечивает предел проч­ности 600 МПа.

Исследовано влияние термической обработки (отпуска) после сварки на механические свойства стали, а также влияние механичес­кого старения на ударную вязкость стали (табл. 5, 6).

Разработанная технология изготовления рулонированной сталь­ной полосы толщиной 4—5 мм и шириной до 1800 мм из стали 08Г2СФБ способом контролируемой прокатки обеспечивает получе­ние металла мелкозернистой ферритно-перлитной структуры с разме­ром зерна 11—12 (ГОСТ 5639—65) с требуемыми механическими свойствами.

На промышленную поставку высокопрочной горячекатаной ру­лонной стали 08Г2СФБ толщиной 4—6 мм и шириной до 1800 мм с пределом прочности 600 МПа, предназначенной для рулонированных сосудов высокого давления, утверждено Изменение № 1 к техниче­ским условиям ТУ—14—1—2551—78.

Исследованы свариваемость и свойства сварных соединений ру­лонной стали 08Г2СФБ.

Результаты исследований показали, что сталь 08Г2СФБ, испытан­ная по методике ИМЕТ и МВТУ им. Баумана [3], устойчива к обра­зованию горячих трещин при сварке и аналогична стали 10Т2С1, при­меняемой в настоящее время для изготовления рулонированных сосу­дов высокого давления. При газовой резке стали 08Г2СФБ в зоне тер­мического влияния отсутствуют малопластичные закалочные струк­туры с повышенной твердостью. В связи с этим сварка стали 08Г2СФБ толщиной до 4 мм может производиться без механической обработки по кромкам со следами газовой резки.

Плавка

Массовая доля

С

Si

Мп

Норма по ТУ—14—1-2551—76 382314

Не более 0,12 0,09

0,4—0,6 0,22

1,2-1,6 1,62

Сварные соединения стали 08Г2СФБ толщиной 4 мм, имитирую­щие стыковые продольные швы обечаек, выполненные ручной дуговой сваркой электродами УОНИ 13/55 и автоматической сваркой прово­локой Св-08Г2С под флюсом АН-43 обеспечивают получение равно­прочных с основным металлом швов, высокие пластические свойства

Таблица 2. Механические свойства стали 08Г2СФБ по длине полосы

Номер листа

Направление

проката

Температура

испытаний,

°С

Временное сопротивле­ние разры­ву, МПа

Предел те­кучести, МПа

Относитель­ное удлине­ние, %

1

Поперечное

20

698

612

23

300

670

542

22,6

2

Продольное

20

678

594

' 25,4

300

634

504

23,2

3

Поперечное

20

698

612

23,6

300

648

524

22

4

Продольное

20

684

602

24,6

300

634

504

23,2

Таблица 3. Механические свойства стали 08Г2СФБ па ширине полосы

Место отбора проб по полосе

Направление

проката

Темпера­тура ис­пытаний, °С

Временное сопротивле­ние разрыву, МПа

Предел те­кучести, МПа

Относитель­ное удлине­ние, %

Край

Поперечное

20

300

663

668

577

530

21,2

19,6

Продольное

20

300

653

659

583

518

22,8

21,2

Середина

Поперечное

20

300

691

652

612

510

24,8

22,2

Продольное

20

300

684

645

595

507

24.3

23.4

*/з от кромки

Поперечное

20

300

695

668

612

541

23

22,5

Продольное

20

300

676

636

592

504

25,4

23

елемента, %

1 V

Nb |

N

р

1 s

0,03—0,08

0,01-0,04

0,015—0,025

Не более 0,010

Не более 0,025

0,07

0,027

0,006

0,004

0,020

Таблица 4. Ударная вязкость стали 08Г2СФБ по ширине полосы

Место отбора проб по полосе

Направление

проката

Ударная вязкость

, Дж/см*

Температура, °С

20

0

-20

—40

—60

Край

Поперечное

99

115

122

150

124

Продольное

165

180

155

181

181

Середина

Поперечное

91

107

97

122

105

Продольное

152

180

168

160

154

1/а от кромки

Продольное

157

184

173

104

183

Поперечное

91

106

109

104

100

Таблица б. Механические свойства стали 08Г2СФВ после отпуска

в течение 42 ч

Температура отпусна, °С

Направление

проката

Темпера­тура ис­пытания,

°С

Времен­ное со­против­ление разрыву, МПа

Предел текуче­сти, МПа

Относи ■

тельное

сушение,

%

Исходное состояние

Поперечное

20

696

614

22,8

300

655

533

22,4

Продольное

20

675

591

25,2

300

640

510

23,1

500

Поперечное

20

703

620

25,5

300

644

510

21,8

Продольное

20

682

602

25,4

300

640

504

22,6

550

Поперечное

20

707

628

24,1

300

637

504

22,0

Продольное

20

691

610

25,0

300

630

502

22,3

600

Поперечное

20

662

591

22,9

300

603

479

20,7

Продольное

20

645

564

26,8

300

592

463

20,9

Таблица 6. Ударная вязкость стали 08Г2СФБ после механического старения

и отпуска при 500—600 °С

Номер

листа

Состояние стали

Темпера­тура от­пуска °С

Ударная вязкость образца, Дж/см1 поперечного | продольного

Т

20

емпература испытания -40 | 20

°С

—40

1

Исходное

93

103

167

161

2

Исходное

91

110

155

160

1

После механического

старения

72

79

115

112

1

После отпуска в тече­

500

93

107

134

143

ние 42 ч

550

89

93

136

145

600

103

103

157

158

Таблица 7. Прочностные свойства и ударная вязкость сварных соединений

Тип сварного соединения

Временное сопротивление разрыву, МПа

Ударная вязкость, Дж/см2

Угол загиба, град

Температура, °С

20

300

—20

-40

660

652

140

117

Односторонний

663

577

139

130

180

700

652

95

98

Двухсторонний

663

595

103

80

О

00

и ударную вязкость. Механические свойства сварных соединений ^ исходном состоянии и после отпуска при температуре 580—600 °С приведены в табл. 7, а результаты измерения твердости в различных зонах — в табл. 8 [6].

Отпуск при 580—600 °С не снижает прочность сварных соединений толщиной 4 мм.

Свойства многослойных сварных соединений, моделирующих коль­цевые швы, исследовали на плоских образцах (пакетах) толщиной 100 мм, собранных из пластин толщиной 4 мм. Торцы пакетов обра­батывали под наплавку механическим способом. Наплавку торцов пакетов осуществляли в один слой высотой 8 мм металлической крош­кой типа 08А проволокой Св-08Г2С диаметром 3 мм под флюсом АН-60 с поперечными колебаниями электрода по режиму: сила тока 750— 800 А; напряжение дуги 38—40 В; скорость наплавки 4,4 м/ч, скорость колебаний электродов 116 м/ч, амплитуда колебаний 100 мм. Автома­тическую сварку наплавленных пакетов выполняли с предваритель-

Твердость сварного соединения, НВ

Сварка

Основного

металла

Зоны терми­ческого влияния

Металла

шва

Ручная односторонняя

192—204

188—203

210—232

171-221

180—193

177—188

192—105

177—221

180—203

Ручная двухсторонняя

185-195

182-203

175—198

Автоматическая под слоем флюса

192—201

183-192

185—221

183—204

183—223

170—219

Таблица 9. Прочностные свойства сварного соединения

Место вырезки образцов

Темпера­тура ис­пытаний,

°С

Времен­ное со­против­ление разрыву, МПа

Место вырезки образцов

Темпера­тура ис­пытаний, °С

Времен­ное со­против­ление разрыву, МПа

558

556

Металл шва

20

553

Зона термического

20

587

влияния

570

521

200

497

200

504

580

558

300

505

300

514

ным подогревом до температуры 150 °С при постоянном токе обратной полярности проволокой Св-08Г2С диаметром 3 мм под флюсом АН-43 по режиму: сила тока 450—500 А; напряжение дуги 37—38 В; ско­рость сварки 20—21 м/ч.

Результаты механических испытаний образцов на растяжение и ударная вязкость различных зон сварного соединения приведены в табл. 9, 10.

Результаты исследований сварных соединений толщиной 100 мм показывают, что выбранные сварочные материалы — проволока Св-08Г2С в сочетании с флюсами АН-60 и АН-43 — на принятых ре­жимах сварки и наплавки обеспечивают требуемые прочностные свойства кольцевых сварных швов рулонированных сосудов. Пласти­ческие свойства сварных соединений и ударная вязкость, как при повышенных, так и пониженных температурах достаточно высокие, f На основании выполненных исследований выданы рекомендации для разработки промышленной технологии наплавки и сварки ру-

Место вырезки образцов

Ударная вязкость, Дж/см!

Температура, °С

20

—4!j

102

94

Металл шва

103

80

95

96

Зона термического влияния наплавки

97

94

95

85

Металл шва наплавки

100

76

89

62

Линия сплавления наплавки с основным металлом

89

72

99

99

На расстоянии 1,5—2 мм от линии сплавления на­

104

89

плавки с основным металлом

95

99

На расстоянии 5—6 мм от линии сплавления на­

97

100

плавки с основным металлом

91

101

На расстоянии 10 мм от линии сплавления наплавки

85

81

с основным металлом

лонированных сосудов из стали 08Г2СФБ. Получено разрешение на применение новой низколегированной рулонной стали марки 08Г2СФБ для изготовления рулонированных сосудов, работающих при температурах от —40 до 300 °С. Технико-экономическое сравне­ние применения рулонных сталей 08Г2СФБ и 10Г2С1 показывает, что вес цилиндрической части сосуда диаметром 2400 мм снижается на 20 %, трудозатраты — на 18 и себестоимость — на 16 %.

МНОГОСЛОЙНЫЕ СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ТРУБЫ

Переходы нержавеющие приварные

Переход концентрический – деталь трубопроводной системы, которая соединяет два отрезка трубы, фитинга или оборудования с различным диаметром присоединяемой части. Когда на производстве есть потребность соединить по вертикали два трубопровода различного …

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕТАЛЛА КОЛЬЦЕВЫХ СВАРНЫХ ШВОВ РУЛОНИРОВАННЫХ СОСУДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

В связи с перспективами строительства крупнотоннажных хими­ческих производств в районах с холодным климатом, а также исходя из особенностей технологического цикла изготовления РСВД, оцен­ка вязкостных свойств и сопротивления хрупкому разрушению эле­ментов …

ВЛИЯНИЕ КОНТАКТНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ИЗГИБНУЮ ЖЕСТКОСТЬ И ЧАСТОТУ КОЛЕБАНИИ МНОГОСЛОЙНЫХ КОЛЕЦ

Для определения напряженно-деформированного состояния мно­гослойной стенки сварного сосуда, вызванного как внутренним дав­лением, так и воздействием сосредоточенных, импульсных, ветровых j сейсмических, кратковременных большой интенсивности и динами­ческих сил работающих машин, необходимо учитывать …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.