Термообработка — сложный процесс нормализации металла сварного шва
В этой статье мы обсудим угловые сварные швы и проблемы, связанные с их термообработкой.
Стать квалифицированным термистом после краткосрочных курсов — задача не из легких. Для этого требуется значительный практический опыт, чтобы понять, как металл ведет себя при нагреве в различных условиях и при использовании разных методов. Проведение термообработки трубных систем в комфортных условиях сборочного цеха — это одно, а выполнение работ в условиях ремонта действующего предприятия, где сроки сжаты, а условия далеки от идеальных, — совсем другое. Рассмотрим реальную ситуацию:
Требуется провести термообработку угловых стыков штуцеров диаметром 133 мм, приваренных к коллектору диаметром 325 мм из стали 12Х1МФ.
Коллектор расположен в труднодоступном месте — в замкнутом пространстве котла высотой 40 метров. В зоне установки коллектора наблюдается сильный сквозняк. По результатам промышленной экспертизы, в местах приварки тройников обнаружены продольные трещины, которые были удалены с помощью болгарки и заварены в соответствии с технологией ремонта, описанной в РД 153-34.1-003-1.
Рассмотрим различные варианты термообработки сварного шва врезки штуцера (тройника).
Термообработка углового шва тройника индукционным нагревом
Индукционный нагрев можно сравнить с работой микроволновой печи, но в данном случае индуктор наматывается непосредственно на нагреваемую деталь. Основная сложность заключается в намотке кабеля индуктора. Для прогрева потребуется нагреть весь коллектор и штуцер трубы диаметром 133 мм. Перед намоткой кабеля необходимо закрепить на трубе фиксирующие элементы, например, с помощью проволоки диаметром 5-6 мм. Затем укладывается слой электроизоляции (например, асбестовая ткань в три слоя или другой негорючий материал, выдерживающий температуру до 1000℃). После этого наматываются витки индуктора, подключаются конденсаторы и кабель питания высокой частоты. Зона нагрева укрывается теплоизоляционным материалом, таким как каолиновая или базальтовая вата.
Каолиновая (муллит-кремнеземистая) вата марки МКРР-130 выдерживает температуру до 1150℃; МКРХ-150 — до 1300℃. Базальтовая минеральная вата — до 1200℃. Кремнеземная вата — до 1100℃.
Далее процесс термообработки выполняется по стандартной программе. В нашем случае, поскольку это ремонтный стык, требования несколько отличаются:
- Нагрев до 600℃ со скоростью 100℃ в час.
- Нагрев до 720-750℃ со скоростью 150℃ в час.
- Выдержка при температуре 720-750℃ в течение трех часов.
- Охлаждение до 300℃ со скоростью не более 150℃ в час.
Термообработка тройника радиационным нагревом с использованием нагревательных ковриков
В этом случае основная сложность заключается в правильном наложении нагревательных ковриков для равномерного прогрева стыка тройника. Возможны три способа:
-
Если используются стандартные коврики для кольцевых стыков, один коврик наматывается на трубу диаметром 133 мм, а два или три других — вдоль коллектора диаметром 325 мм для обеспечения прогрева верхней и нижней частей трубы вместе с угловым стыком.
-
Использование специальных П-образных ковриков, которые можно заказать у производителей. Такие коврики крепятся к трубам, после чего зона нагрева укрывается теплоизоляцией, и запускается программа термообработки.
-
Использование шнуровых нагревателей. Этот метод особенно удобен для работы в труднодоступных местах. При намотке шнуровых нагревателей на трубу выделяется дополнительная индуктивная энергия(при использовании для нагрева трансформатора переменного тока), что повышает эффективность нагрева. Для крепления нагревателей можно приварить временные бобышки из металлического прутка.
Также существует традиционный метод нагрева с использованием газовых горелок, о котором мы подробно рассказывали в другой статье.
Что произойдет, если не провести термообработку сварного шва или выполнить её с нарушениями?
Не все сварные швы требуют термообработки. Однако для современных легированных сталей, используемых в энергетике, это обязательная процедура. После термообработки специалисты проверяют твердость шва. Если шов остается слишком твердым (хрупким) или слишком мягким (пластичным), это может привести к образованию трещин и аварийным ситуациям. Аварии на особо опасных объектах (ОПО) — это серьезно.
Желаем успехов в вашей работе! Делитесь своими идеями и замечаниями в комментариях.