Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

Задачей данного проекта является совершенствование технологии и планировки участка сборки и сварки емкости пробкоуловителя из стали 10Х17Н15М3Т с внутренним диаметром 2550 мм, толщиной стенки 28 мм и длиной цилиндрической части 6750 мм.

Целью проекта является усовершенствование технологического процесса сварки емкости пробкоуловителя для повышения качества и производительности сварки, а так же для улучшения качества сварных соединений.

В проекте описана характеристика изделия и условия его работы, характеристика материала, сборочные и сварочные операции. Выбраны необходимое оборудование, сварочные материалы, режимы сварки и контрольные операции.

В графической части показаны сборочный чертеж аппарата, технологические параметры сварки данного изделия, средство механизации, технологический процесс изготовления пробкоуловителя и экономическая характеристика сборочно-сварочного участка.

Дипломный проект состоит из пояснительной записки объемом 171листов, включающий 29 рисунков, 51 таблиц, 24 литературных источника, графической части объемом в сумме 8 листов, формата: А1х2-1лист, А2х3-2 листа, А1-3 листа, технологического процесса сборки и сварки пробкоуловителя листов.



Содержание

• Аннотация
• Введение
• 1. Анализ способов повышения коррозионностойкости сварных соединения аустенитных сталей
• 1.1 Коррозионная стойкость сварных соединений
• 1.2 Структура и назначение хромоникелевых и хромоникельмолибденовых сталей
• 1.3 Классификация межкристаллитной коррозии
• 1.4 Способы повышения стойкости сварных соединений аустенитных сталей
• 1.5 Дополнительная термообработка аустенитных сталей
• 1.6 Режимы термической обработки с повышением стойкости к питтинговой и межкристаллитной коррозии
• 1.7 Рекомендации по дальнейшему повышению коррозионной стойкости из аустенитных, аустенитно-ферритных сталей
• 1.8 Патентная проработка
• 2 Технологический раздел
• 2.1 Исходные данные объекта разработанной технологии
• 2.2 Критический анализ базовой технологии изготовления пробкоуловителя
• 2.3 Анализ технологичности изделия
• 2.4 Оценка свариваемости
• 2.5 Выбор и обоснование способов сварки
• 2.5.1 Сварка продольных и кольцевых стыков корпуса аппарата
• 2.5.2 Выбор подготовки кромок под сварку продольного и кольцевого стыков корпуса аппарата
• 2.5.3 Сварка заготовок днищ
• 2.5.4 Приварка эллиптических днищ к корпусу аппарата
• 2.5.5 Приварка штуцеров и люков к корпусу аппарата
• 2.5.6 Сварка опоры и приварка ее к корпусу аппарата
• 2.6 Выбор сварочных материалов
• 2.7 Расчет и выбор режимов сварки
• 2.8 Выбор сварочного оборудования
• 2.9 Выбор способов оборудование для сборки деталей и узлов
• 2.9.1 Сборка продольных стыков заготовок эллиптических днищ
• 2.9.2 Сборка продольных стыков обечаек
• 2.9.3 Сборка обечаек между собой в корпус
• 2.9.4 Сборка цилиндрической части корпуса с первым днищем
• 2.9.5 Разметка и вырезка отверстий под штуцера и люки
• 2.9.6 Установка штуцеров и люков
• 2.9.7 Сборка корпуса со вторым днищем
• 2.9.8 Сборка опоры и прихватка ее к корпусу аппарата
• 2.9.9 Сборка корпуса аппарата с опорой
• 2.9.10 Термическая обработка сварных соединений
• 2.10 Выбор методов контроля качества
• 2.10.1 Визуальный контроль и измерение сварных швов
• 2.10.2 Механические испытания
• 2.10.3 Испытания сварного соединения на статическое растяжение
• 2.10.4 Испытания сварного соединения на статический изгиб
• 2.10.5 Испытания сварного соединения на ударный изгиб
• 2.10.6 Металлографические исследования
• 2.10.7 Радиографический и ультразвуковой контроль
• 2.10.8 Цветная и магнитопорошковая дефектоскопия
• 2.10.9 Гидравлические испытания на прочность и герметичность
• 2.11 Конструкторская проработка
• 2.12 Описание усовершенствованного технологического процесса сварки изделия
• 2.13 Планировка участка сварки
• 2.13.1 Общие требования при проектировании сборочно-сварочныхучастков
• 2.13.2 Расчет ширины пролета
• 2.13.3 Расчет длины участка
• 2.13.4 Расчет высоты пролета
• 3. Безопасность и экологичность проекта
• 3.1 Анализ безопасности проектируемого участка
• 3.2 Техника безопасности
• 3.3 Производственная санитария
• 3.3.1 Метеорологические условия
• 3.3.2 Вентиляция
• 3.3.3 Освещение
• 3.3.4 Производственный шум
• 3.3.5 Вибрации
• 3.4 Пожарная безопасность
• 3.5 Безопасность в условиях чрезвычайных ситуация
• 3.6 Охрана окружающей среды
• 3.6.1 Защита атмосферы
• 3.6.2 Защита гидросферы и литосферы
• 4. Экономика и организация производства
• 4.1 Исходные данные
• 4.2 Организационная часть
• 4.2.1 Режим работы участка
• 4.2.2 Количество рабочих мест, оборудования и их загрузка
• 4.2.3 Численность рабочих на участке
• 4.3 Потребность в основном и оборотном капитале
• 4.3.1 Капитальные вложения на строительство зданий
• 4.3.2 Вложения в оборотный капитал
• 4.4 Себестоимость продукции
• 4.4.1 Стоимость полуфабрикатов и комплектующих изделий
• 4.4.2 Стоимость сварочных материалов
• 4.4.3 Стоимость энергоресурсов
• 4.4.4 Оплата труда и отчисления на социальные нужды
• 4.4.5 Амортизационные отчисления
• 4.4.6 Косвенные расходы
• 4.4.7 Расчет себестоимости годового выпуска
• 4.5 Финансово-экономическая оценка проекта
• 4.5.1 Расчет нормы безубыточности и построение графика
• 4.5.2 Движение денежных потоков
• 4.6 Расчет экономической эффективности нового техпроцесса
• Заключение
• Список использованной литературы
• Приложения


Введение

Быстрое развитие химической технологии и все возрастающее производство многочисленного химического оборудования, и в том числе химической аппаратуры, требуют создания высокоэффективных, экономичных и надежных аппаратов высокого качества, большинство из которых изготовляются из стали самой распространенной повсеместно технологией - сваркой. Для конструирования химической аппаратуры в настоящее время имеется много новых стандартов, ГОСТов, ОСТов, РТМ и других разрозненных нормативно-технических материалов.

Химические аппараты предназначаются для осуществления в них химических, физических или физико-химических процессов (химическая реакция, теплообмен без изменения агрегатного состояния, испарение, конденсация, кристаллизация, растворение, выпарка, ректификация, абсорбция, адсорбция, сепарация, фильтрация и т.д.), а также для хранения или перемещения в них различных химических веществ.

В зависимости от назначения, чаще всего по протекающему технологическому процессу, химические аппараты называются: реактор, теплообменник, испаритель, конденсатор и т. д.

Содержащиеся и перерабатываемые вещества в аппаратах бывают в разном агрегатном состоянии (чаще всего в жидком и газообразном, реже в твердом), различной химической активности (по отношению к конструкционным материалам) - от инертных до весьма агрессивных, для обслуживающего персонала - от безвредных до токсичных и в эксплуатации - от безопасных до огневзрывоопасных.

Различные химико-технологические процессы в аппаратах осуществляются при различных, свойственных каждому процессу, давлениях - от глубокого вакуума до избыточного в несколько сот тысяч килопаскалей и самых разнообразных температурах: от - 250 до +900С.

Характер работы аппаратов бывает непрерывный и периодический, а установка их может быть стационарной (в помещении или на открытой площадке) и нестационарной (предусматривающей или допускающей перемещение аппарата).

Основными особенностями этих конструкций с точки зрения сооружения являются значительные геометрические размеры - порядка десятков метров, большая, исчисляемая километрами, протяженность сварных соединений, к плотности и прочности которых к тому же предъявляются высокие требования.

Одним из широко распространенных технологических процессов получения такой аппаратуры является сварка. Хотя сварка является ведущим технологическим процессом изготовления металлических конструкций, однако, значительная часть общей трудоемкости производства сварного изделия приходится на заготовительные, сборочные и отделочные операции. Отсюда следует, что обеспечение реальной интенсивности производства сварных конструкций возможно только на основе комплексной механизации и автоматизации всех основных и вспомогательных операций.

При осуществлении собственно сварочных операций, в том числе при применении механизированных способов сварки, выполняются вспомогательные приемы по установке и кантовке изделий под сварку, зачистке кромок и швов, установке автомата в начале шва, отводу автомата или перемещению изделия и т.д. На выполнение этих операций затрачивается в среднем 35% трудоемкости собственно сварочных операций. Таким образом, комплексная механизация сварочного производства имеет чрезвычайно важное значение.



1. Анализ способов повышения коррозионностойкости сварных соединения аустенитных сталей

1.1 Коррозионная стойкость сварных соединений

К аустенитному классу коррозионностойких сталей относятся стали, имеющие после высокотемпературного нагрева преимущественно структуру аустенита; эти стали могут содержать до 10% феррита. Состав и свойства коррозионностойких хромоникелевых сталей, известных в мировой практике под наименованием стали типа 18-10 (содержание примерно 18% Сr и 10% Ni), хромоникельмолибденовых сталей, хромомарганцевых, хромомарганценикелевых, хромоникельмолибденовых и высококремнистых сталей приведено в таблице 1.1 по ГОСТ 5632-72.

1.2 Структура и назначение хромоникелевых и хромоникельмолибденовых сталей

Хромоникелевые стали

Основным элементом, обусловливающим высокую коррозионную стойкость сталей типа 18-10, является хром, обеспечивающий способность стали к пассивации. Присутствие хрома в стали в количестве 18% делает сталь стойкой во многих средах окислительного характера, в том числе в азотной кислоте в широком диапазоне концентраций и температур. Благодаря наличию в стали никеля в количестве 9-12% обеспечивается аустенитная структура, что гарантирует высокую технологичность стали в сочетании с уникальным комплексом служебных свойств. Это дает возможность использовать стали типа 18-10 в качестве коррозионностойких, жаростойких, жаропрочных и криогенных материалов.



Таблица 1.1

Состав и свойства коррозионностойких хромоникелевых сталей

Номер марки	Марка сталей и сплавов	Массовая доля
	Новое обозначение	Старое обозначение	Углерод	Кремний
					Марганец	Хром	Никель	Титан
6-16	ОЗХ16Н15МЗБ	00X161П 5МЗБ, ЭИ844Б	Не более 0,03	Не более 0,6	Не более 0.8	15,0-17.0	14.0-16.0	-
6-17	09Х16Н15МЗБ	Х16Н15МЗБ, ЭИ847	Не более 0,09	Не более 0.8	Не более 0.8	15,0-17.0	14.0-16.0	--
6-19	12Х17Г9АН4	Х17Г9АН4. ЭИ878	Не более 0,12	Не более 0.8	8,0-10,5	16.0-18.0	3.5--4.5
6-20	03X17H14M3	000X17HI3M2	Не более 0,030	Не более 0.4	1,0-2.0	16.8-18.3	13.5-15.0	-
6-21	08Х17Н13М2Т	0Х17Н13М2Т	Не более 0.08	Не более 0.8	Не более 2.0	16.0-18.0	12.0-14.0	5-С 0,7
6-22 6-23	10Х17Н13М2Т	Х17Н13М2Т, ЭИ448	Не более 0.10	Не более 0.8	Не более 2.0	16.0-18.0	12.0-14.0	5-С 0,7
	10X17H13M3T	XI7HI3M3T, ЭИ432	Не более 0.10	Не более 0.8	Не более 2.0	16.0-18.0	12.0-14.0	5-С-0,7
6-24	08Х17Н15МЗТ	0Х17Н16МЗТ, ЭИ580	Не более 0.08	Не более 0.8	Не более 2,0	16.0-18.0	14.0-16.0	0.3-0.6
6-25	I2X18H9	Х18Н9	Не более 0,12	Не более 0.8	Не более 2,0	17.0-19.0	8,0-10,0
6-26	17Х18Н9	2Х18Н9	0,13-0.21	Не более 0,8	Не более 2,0	17.0-19.0	8,0-10,0
6-27	I2XI8H9T	Х18Н9Т	Не более 0,12	Не более 0,8	Не более 2.0	17.0-19.0	8.0-9.5	5-С-0,8
6-28	04X1SH10	00X18Н10, И 842, ЭП550	Не более 0,04	Не более 0,8	Не более 2.0	17.0-19.0	9.0-11,0
6-29	08X18Н10	0XI8HI0	Не более 0.08	Не более 0.8	Не более 2.0	17.0-19.0	9,0-11.0
6-30	08X18Н ЮТ	OXI8HIOT. ЭИ914	Не более 0,08	Не более 0.8	Не более 2.0	17.0-19.0	9.0-11.0	5-С-0.7
6-31	12Х18Н10Т	X18HI0T	Не более 0.12	Не более 0.8	Не более 2.0	17.0-19.0	9.0-11.0	5-С-0.8
6-32	I2XI8H10E	XI8H10E, ЭП47	Не более 0,12	Не более 0.8	Не более 2.0	17.0-19.0	9.0-11.0
6-33	03X18H1I	OOOXI8HI1	Не более 0,030	Не более 0.8	Не более 0,7-2.0	17.0-19.0	10.5-12,5	-
6-34	06Х18Н11	0Х18Н11. ЭИ684	Не более 0,06	Не более 0.8	Не более 2.0	17.0-19.0	10.0-12.0	--
6-35	03XI8H12	OOOXI8H12	Не более 0,030	Не более 0.4	Не более 0.4	17.0-19.0	11.5-13,0	Не более 0.005
6-36	08XI8HI2T	0Х18Н12Т	Не более 0,08	Не более 0.8	Не более 2,0	17.0-19.0	11.0-13.0	5С-0.6
6-37	12X18HI2T	Х18Н12Т	Не более 0,12	Не более 0.8	Не более 2.0	17.0-19.0	11.0-13.0	5С-0.7
6-38	08Х18Н12Б	ОХ18Н12Б. ЭИ402	Не более0,08	Не более 0.8	Не более 2.0	17.0-19.0	11.0-13.0	--
6-39	31Х19Н9МВБТ	ЗХ19Н9МВБТ. ЭИ572	0,28-0.35	Не более 0.8	0,8-1,5	18.0-20.0	8.0-10,0	0,2-0.5
6-40	36Х18Н25С2	4Х18Н25С2	0,32-0.40	2,0--3.0	Не более 1.5 8.0-10.0	17.0-19.0	23,0-26.0	--
6-41	55X20Г9АН4	5Х20Н4АГ9. ЭИЗОЗ	0,50-0.60	Не 6олee 0,45		20,0-22.0	3,5--4.5	--

В сталях типа 18-10 в зависимости от температурно-временных условий обработки могут происходить следующие фазовые превращения: выделение избыточных карбидных фаз и у-фазы при нагреве в интервале450 - 900°С; образование в аустенитной основе д-феррита при высокотемпературном (более 1200°С) нагреве; образование б-фазы мартенситного типа при охлаждении или холодной пластической деформации.

Ограничением содержания углерода (не более 0,02-0,03%) либо легированием (стабилизацией) сильными карбидообразующими элементами (титаном или ниобием) достигается высокая стойкость сталей типа 18-10 против межкристаллитной коррозии (МКК).

Хромоникелевые стали широко используют в сварных конструкциях, работающих в контакте с азотной кислотой и другими средствами окислительного характера некоторых органических кислотах, органических растворителях, атмосферных условиях и т д.

Хромоникельмолибденовые стали.

К этой группе относятся хромоникелевые стали, дополнительно легированные 2-4% Мо. Молибден повышает коррозионную стойкость сталей в условиях воздействия фосфорной, муравьиной, уксусной кислот и других средах повышенной агрессивности. Повышение содержания Ni по сравнению со сталями типа 18-10 сопряжено с уменьшением растворимости С и соответственно повышением его активности при образовании карбидных фаз. По этой причине стали этой группы часто стабилизируют Ti или Nb.

Сг, Мо и Si в хромоникельмолибденовых сталях способствуют выделению б-фазы при отпуске в диапазоне температур 600-900°С. Образование б-фазы по границам зерен может явиться причиной протекания МКК в конструкциях.

Рекомендуемой термической обработкой для всех молибденсодержащих сталей является закалка с 1050-1120°С в воде В этом состоянии стали имеют преимущественно аустенитную структуру. После высокотемпературного нагрева (1200-1250°С) стали 08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 10X17H13M3T могут иметь в структуре некоторое количество д-ферита.

Хромоникельмолибденовые стали применяют в сварных конструкциях, работающих в условиях воздействия сред повышенной агрессивности (фосфорная, муравьиная, уксусная кислоты, синтез карбамида и др.

1.3 Классификация межкристаллитной коррозии

Коррозия сварных соединений может быть равномерной и сосредоточенной. К сосредоточенной относятся: межкристаллитная, структурно-избирательная, ножевая, точечная. Межкристаллитная коррозия -наиболее опасный вид коррозионного разрушения.

При сварке хромоникелевых сталей межкристаллитная коррозия может наблюдаться на следующих участках сварного соединения:

1) в основном металле на некотором расстоянии от шва;

2) в металле шва;

3) непосредственно у границы сплавления.

Причины, вызывающие развитие коррозии, на различных участках сварного соединения различны. Появление очагов коррозии на некотором расстоянии от шва (рис. 1.1, а) связано с длительным пребыванием металла в температурном интервале 450-850°С и выпадением из аустенита комплексных карбидов железа и хрома, обедняющих хромом периферийные участки зерен аустенита. Потеря коррозионной стойкости металла и приводит к его разрушению по границам зерен.

а) б)

Рисунок 1.1 -Схема межкристаллитной коррозии в основном металле под воз действием сварочного нагрева - а) и зависимость межкристаллитной коррозии (заштрихованная зона) от температуры и времени - б)

Возможность появления межкристаллитной коррозии в зависимости от температуры и времени иллюстрируется на рисунке 1.1,б. Как видим, наименьшее время выдержки, необходимое для того, чтобы металл приобрел чувствительность к межкристаллитной коррозии, лежит в температурном интервале 730-750°С. Отвечающее этому интервалу время называется критическим - t_кр. Как ниже, так и выше указанных температур увеличивается время, нужное для появления в металле чувствительности к коррозии, а при температуре более 850°С структурных изменений, способствующих межкристаллитной коррозии в металле, вообще не наблюдается.

Большое влияние на величину t_кр оказывает содержание углерода в стали: с увеличением количества углерода значение t_кр интенсивно уменьшается (рисунок 1.2). Поэтому одним из средств борьбы с межкристаллитной коррозией стало снижение содержания углерода в хромоникелевых сталях. Увеличить t_кр можно также за счет введения в металл более сильных карбидообразователей, чем хром, Например Ti, Nb. В этом случае обеднение хромом аустенита не происходит, так как образуются преимущественно мелкодисперсные карбиды титана или ниобия. Исходя из этих соображений, хромоникелевые стали легируют титаном или ниобием.

Рисунок 1.2 - Влияние содержания углерода в металле на зависимость межкристаллитной коррозии от температуры и продолжительности нагрева

К числу наиболее существенных мер борьбы с межкристаллитной коррозией в зоне термического влияния относятся следующие:

1. Закалка на гомогенный твердый раствор. При нагреве под закалку выпавшие карбиды хрома растворяются в аустените. Последующее быстрое охлаждение позволяет получить однородный аустенит. Однако повторный нагрев в области критических температур может снова привести к выпадению карбидов хрома.

2. Стабилизирующий, или диффузионный, отжиг, заключающийся в нагреве металла при 850-900°С в течение 2-3 ч с последующим остыванием на воздухе. В этом случае карбиды хрома выпадают наиболее полно, но за счет диффузионных процессов содержание хрома в объеме зерен аустенита выравнивается и поэтому металл становится нечувствительным к межкристаллитной коррозии.

3. Тепловой режим сварки должен исключать перегрев металла (использование малой погонной энергии, искусственное охлаждение металла в зоне термического влияния и др.).

Межкристаллитная коррозия в металле шва может быть вызвана наличием карбидов хрома на границах зерен или низкой стойкостью металла к воздействию опасных температур в процессе эксплуатации сварного соединения. Причем диффузионный отжиг после сварки (850°С; 2,4 ч. охлаждение на воздухе) позволяет несколько улучшить картину коррозии по сравнению с картиной, наблюдаемой после сварки без термообработки.

Интересно проследить влияние двухфазной структуры на стойкость металла шва против межкристаллитной коррозии. Наличие первичного феррита в аустенитном шве значительно увеличивает эту стойкость, что объясняется различной скоростью диффузии атомов Сr и С в аустените и феррите. Как известно, феррит отличается от аустенита менее компактной упаковкой атомов в кристаллической решетке, в связи с чем подвижность атомов Сr и С в объемно- центрированной решетке б (д) - железа выше, чем в гранецентрированной решетке г - железа. Поэтому карбиды хрома располагаются на границах ферритных участков, где сосредоточиваются места обеднения хромом. Химически нестойкие участки перемежаются здесь с химически стойкими зернами, служащими своеобразным барьером против проникновения агрессивной среды. Следует также иметь в виду быстрое восстановление необходимой концентрации хрома в обедненных участках за счет высокой скорости диффузии хрома в феррите.

Межкристаллитная коррозия основного металла вблизи границы сплавления называется ножевой коррозией, так как она поражает очень узкую полоску металла, нагреваемую при сварке до температур 1200-1250°С. Обычно ножевая коррозия наблюдается в сталях, содержащих Ti, Nb или Та, карбиды которых при нагреве до указанных температур растворяются в аустените. Тогда, по мнению некоторых исследователей, движущиеся границы растущих зерен захватывают атомы С, Ti и Nb, накапливая их в количествах, превышающих равновесную концентрацию. Это приводит к ослаблению межатомных связей в искаженных граничных участках кристаллической решетки, которые и подвергаются интенсивной коррозии. Эффективными мерами борьбы с этим опасным видом разрушения металла служат стабилизирующий, или диффузионный, отжиг сварных соединений, а также создание повышенных скоростей охлаждения металла в околошовной зоне.

1.4 Способы повышения стойкости сварных соединений аустенитных сталей

Применяют следующие способы повышения стойкости сварных соединений аустенитных сталей против межкристаллитной коррозии:

1) уменьшение содержания углерода (? 0,03%) в стали и швах (применение низкоуглеродистых конструкционных сталей и соответствующих сварочных материалов);

2) стабилизация карбидообразователями (легирование металла шва Ti, Nb или V);

3) создание двухфазной аустенитно-ферритной структуры (долегирования металла шва элементами - ферритизаторами);

4) применение высоких скоростей охлаждения металла в области критических температур (500-800°С) при сварке (ограничение сварочного тока, ниточные валики, принудительное охлаждение и др.);

5) введение гомогенизирующей термообработки (закалки) или стабилизирующего отжига.

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей может быть в значительной степени повышена методами легирования, применения оптимальных режимов термической обработки, соответствующей механической, химической. и электрохимической обработки, применения анодной защиты. Наиболее эффективным является увеличение содержания хрома. С повышением его содержания расширяется область пассивного состояния нержавеющих сталей, т. к. в значит, степени снижаются потенциал и ток пассивации. При высоком содержании хрома нержавеющие стали устойчивы даже в слабоокислительных средах. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей резко повышается при снижении содержания углерода, что особенно важно для борьбы со структурной коррозией и повышения коррозионной стойкости стали после высокого отпуска. Значительно повышается коррозионная стойкость нержавеющих сталей, особенно в слабоокислительных средах, при введении никеля, молибдена и меди. При этом, с одной стороны, повышается термодинамическая устойчивость сталей, а с другой-повышается их пассивируемость и защитные свойства пассивных пленок. Исключительно эффективно влияние титана, ниобия, тантала как карбидообразователей для борьбы с межкристаллитной коррозией.

В работах последнего времени установлено благоприятное влияние легирования нержавеющих аустенитных и ферритных сталей небольшим количеством благородных металлов (палладий, платина) в слабоокислительных средах при высоких температуpax, когда нержавеющие стали находятся в активном состоянии.

Коррозионная стойкость нержавеющей стали мартенситного и аустенитного классов резко снижается после высокого отпуска. Наибольшую коррозионную стойкость стали мартенситного, мартенсито-ферритного и мартенсито-карбидного классов приобретают после закалки и низкого отпуска, а стали аустенитного и аустенито-ферритного класса после закалки в воду. При нагревах происходит распад твердого раствора б и г с образованием карбидов хрома в аустенитных сталях и ряда промежуточных структур в мартенситных сталях (троостит, сорбит, перлит). Если отпущенные аустенитные и мартенситные стали подвергать стабилизирующему отжигу при 780-900°, то скорость их коррозии понижается.

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей определяется защитными свойствами поверхностной пассивной пленки, которые сильно зависят от состава стали и качества обработки поверхности. Как правило, нержавеющие стали с грубо обработанной поверхностью характеризуются пониженной коррозионной стойкостью. Наибольшая коррозионная стойкость в атмосферных условиях достигается в полированном состоянии. В целях повышения защитных свойств поверхностной пленки нержавеющие стали после механической обработки, в т.ч. и механического полирования, подвергают химической пассивации. В этом случае создается более совершенная пассивная пленка и удаляются следы железа, занесенные при обработке инструментом (следы железа на поверхности нержавеющих сталей становятся очагом коррозии). Пассивация производится в 20%-ном растворе HN03 при 45-55° в течение 16-30 мин., можно проводить пассивацию в 40%-ном растворе HN03 при комнатной темп-ре. Пассивация мартенситных сталей производится в растворе, содержащем 20% HNO, и 2% К2Сr 207 при 45-55° в течение 15-30 мин. Пассивация нержавеющих сталей может проводиться и в др. растворах, содержащих окислители.

С защитной целью для деталей небольших габаритов применяют электрополировку. Состав ванн и режим электрополировки зависят от состава и структуры нержавеющих сталей. В этом случае дополнительная химическая пассивация не проводится, т. к. пассивная пленка образуется в процессе электрополировки.

В соответствии с теорией пассивности после перехода металла в пассивное состояние требуется очень незначительный ток для поддержания стали в пассивном состоянии. Поэтому в ряде случаев, напряжение в химических аппаратах, может быть использован эффект анодной защиты; так, сталь XI8H9, подверженная коррозии в серной кислоте, особенно при повышенных температуpax, может быть защищена путем анодной поляризации. Для перевода нержавеющей стали в пассивное состояние вначале требуется значительная плотность тока, однако после того как сталь будет переведена в пассивное состояние, требуется всего несколько мкА/см² для поддержания пассивного состояния.

Созданием аустенитно-ферритной структуры с содержанием феррита до 20-25% путем дополнительного легирования хромом, кремнием, молибденом, алюминием и др. Однако такое высокое содержание в структуре феррита может понизить стойкость металла к общей коррозии.

При сварке создание в металле шва аустенитно-ферритной структуры для повышения стойкости швов к межкристаллитной коррозии достигается легированием титаном или ниобием. Однако титан, обладающий высоким сродством к кислороду, выгорает в зоне сварки на 70-90% (при ручной дуговой сварке, сварке под кислыми флюсами). Поэтому легирование швов титаном возможно при сварке в инертных защитных газах, при дуговой и электрошлаковой сварке с использованием фторидных флюсов. В металле швов содержание титана должно соответствовать соотношению Ti/C ? 5. Ниобий при сварке окисляется значительно меньше и поэтому чаще используется для легирования шва при ручной дуговой сварке. Его содержание в металле шва должно отвечать соотношению Nb/C > 10. Однако он может вызвать появление в швах горячих трещин.

1.5 Дополнительная термообработка аустенитных сталей

Изделия из аустенитных коррозионно-стойких сталей сплавов могут иметь недостаточную стойкость против МКК в агрессивных средах слабо- и среднеокислительной способности, например при эксплуатации при повышенных температурах и давлении в выпарном, теплообменом или другом оборудовании - а химической, нефтехимической и т.д. промышленности.

Задача повышения стойкости против МКК, а также жаростойкости труб из стабилизированных титаном (или ниобием) аустенитных хромоникелевых сталей, например стали 12Х18Н12Т, решена путем введения дополнительной (после основной высокотемпературной термической обработки и правки) обработки по разработанному режиму: температура 850-1120°С и выдержка , определяемая из уравнения . Коэффициент k в данной зависимости определяется химическим составом стали и требуемым уровнем механических свойств. Температурный и временной диапазоны дополнительной термической обработки были выбраны исходя из необходимости связывания углерода в стойкие карбиды титана (или ниобия) и недопущения критического роста зерна, который возможен при высокотемпературной обработке слабодеформированной (??10%) стали.

Предложенная дополнительная термическая обработка по этому режиму способствует стабилизации стали путем связывания углерода, высвобождающегося при высокотемпературной термической обработке, в прочные карбиды титана. Это привод к повышению стойкости к МКК и жаростойкости как при сдаточных и квалификационных испытаниях. Кроме того, дополнительная термическая обработка способствует удалению с границ зерен и из поверхностных слоев металла диффузионным путем поверхностно активных элементов: углерода, бора, мышьяка, фосфора и др., приводящих к образованию сегрегаций и избыточных фаз по границам зерен и ухудшающих их коррозионную стойкость.

1.6 Режимы термической обработки с повышением стойкости к питтинговой и межкристаллитной коррозии

Увеличение доли специальных низкоэнергетических границ зерен в аустенитной составляющей микроструктуры способствует повышению стойкости против питтинговой коррозии.

Разработаны режимы термической обработки, обеспечивающие получение структуры, которая сочетает максимально возможное количество низкоэнергетических границ зерен в аустенитной составляющей при примерно ровном соотношении аустенитной и ферритной фаз и повышении стойкостипротив питтинговой и межкристаллитной коррозии при сохранении высокого уровня механических свойств.

Разработаны научно обоснованные технологические решения, обеспечивающие повышение стойкости против межкристаллитной, питтинговой коррозии и увеличение жаростойкости из аустенитных хромоникелевых и хромоникельмолибденовых сталей и сплавов

1.7 Рекомендации по дальнейшему повышению коррозионной стойкости из аустенитных, аустенитно-ферритных сталей

На основе полученных результатов даны научно обоснованные рекомендации по дальнейшему повышению коррозионной стойкости из аустенитных, аустенитно-ферритных сталей, включающие: уточнение химического состава по содержанию легирующих (следует стремиться к содержанию на верхнем пределе хрома, молибдена и азота, влияющих на эквивалент питтингостойкости) и примесных элементов; исключение коррозионно-активных неметаллических включений, содержащих серу и кальций, создание оптимальной микроструктуры путем термической обработки по заданному режиму.

1.8 Патентная проработка

Патент РФ №2276695. Опубликовано 20.05.2006. Аустенитная сталь для производства труб и способ производства труб из нержавеющей стали.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к нержавеющим сталям, и может быть использовано при производстве труб повышенной коррозионной стойкости различного назначения, например, для строительства трубопроводов, транспортирующих агрессивные в коррозионном отношении среды. Предложена нержавеющая сталь для производства труб, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, железо и неизбежные примеси. Способ производства труб из нержавеющей стали включает выплавку стали, ее разливку в слитки, деформацию слитков в трубные заготовки, горячее прессование, последующую термообработку. После разливки стали и деформации слитков проводят прессование трубных заготовок в трубы и последующее ускоренное охлаждение прессованных труб в воде, а термообработку проводят путем аустенизации при температуре 1030-1050°С с выдержкой в течение 1 мин/мм толщины стенки трубы и охлаждением на воздухе. Технический результат - создание новой марки нержавеющей стали для производства труб, в том числе и труб "большого" диаметра (159-219 мм), имеющей сбалансированный химический и фазовый состав и обладающей повышенным уровнем механических свойств.

Задачей изобретения является создание новой марки нержавеющей стали для производства труб большого диаметра, имеющей сбалансированный химический и фазовый состав и обладающей повышенным уровнем механических свойств.

Патент РФ №2387727. Опубликовано 20.02.2007. Модификатор для углеродистой и низколегированной стали для проката и труб для повышения коррозионной стойкости.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве углеродистых и низколегированных сталей для проката и труб с повышенными механическими свойствами и стойкостью против различных видов общей и локальной коррозии. Такая металлопродукция используется в строительстве, для трубопроводов систем нефтесбора, тепловых сетей и для других назначений. Модификатор содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: кальций - 0,5-15, редкоземельные металлы - 17-40, кремний - 5-50, железо - остальное, причем содержание кальция соответствует условию: Са0,7 РЗМ, где Ca и РЗМ - содержание кальция и редкоземельных металлов соответственно. Модификатор дополнительно может содержать магний в количестве 0,5-5,0 мас.%. Изобретение позволяет повысить коррозионную стойкость стали путем формирования модифицированных неметаллических включений, не являющихся КАНВ, при сохранении ее технологичности и физико-механических свойств, в том числе прочности и хладостойкости.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве углеродистых и низколегированных сталей для проката и труб с повышенными механическими свойствами и стойкостью против различных видов общей и локальной коррозии. Такая металлопродукция используется в строительстве, для трубопроводов систем нефтесбора, тепловых сетей и для других назначений.

Обычные стали в таких условиях могут быть подвержены общей и локальной коррозии, коррозионному растрескиванию под напряжением, водородному охрупчиванию, коррозионной эрозии, что приводит к сквозным коррозионным повреждениям трубопровода. Поэтому основными требованиями, предъявляемыми к таким сталям, должны быть их высокая стойкость против различных видов коррозионного и коррозионно-механического разрушения при достаточной прочности, необходимой для трубопроводов, работающих под давлением, а также вязкости и хладостойкости.

Патент СССР №1497273. Опубликовано 30.07.1989. Состав для химико-термической обработки коррозионно-стойких сталей.

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к составам для диффузионного насыщения хромом и цирконием, и может быть использован в машиностроительной, приборостроительной, химической промышленности для повышения износо- и коррозионной стойкости деталей, изготовленных из коррозионностойких сталей.

Цель изобретения: повышение коррозионной стойкости при питтинговой коррозии в растворах хлорного железа. Состав для химико-термической обработки коррозионностойких сталей включающий окись алюминия, окись хрома, окись циркония, алюминий и хлористый аммоний, дополнительно содержит катализатор СТК1-7, при следующем соотношении ингредиентов, мас. Х: Окись хрома 33-38, Окись циркония 8-10, Алюминий порошок 18-22. Изобретение относится к составам для химико-термической обработки и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости изделий. Состав содержит, мас. Е: окись хрома 33-38; окись циркония 8-10; катализатор на основе окиси железа 8-12; порошок алюминия 6, 5-8,5; хлористый аммоний 1-2; окись алюминия остальное. Это позволяет значительно повысить коррозионную стойкость против питтинговой коррозии.

Катализатор СТК1-7 8-12

Хлористый аммоний 1-2

Окись алюминия Остальное

Патент РФ №2281843. Опубликовано 20.08.2006. Самозащитная порошковая проволока для сварки аустенитных хромоникелевых сталей.

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к порошковым проволокам для механизированной сварки открытой дугой конструкций из аустенитных хромоникелевых сталей, работающих в условиях, когда к металлу сварного шва предъявляются высокие требования по стойкости к межкристаллитной коррозии.

Известна самозащитная порошковая проволока для сварки кислотостойких сталей типа Х18Н10Т, состоящий из малоуглеродистой стальной оболочки и сердечника из порошкообразной шихты, содержащей следующие компоненты, мас. %:

Рутил - 15-18

Плавиковый шпат - 16-20

Мрамор - 3-5

Ферротитан - 4-8

Ферромарганец - 2-4

Ферросилиций - 2-4

Однофазный дисперсный нихром - 51-58

Данная самозащитная порошковая проволока (ПП) для сварки открытой дугой объектов химического машиностроения за счет указанных компонентов шихты и их соотношений обеспечивает достаточно высокие сварочно-технологические свойства проволоки: высокую стабильность горения дуги, хорошее формирование сварного шва и легкую отделимость шлаковой корки, удовлетворительную защиту сварочной ванны при достаточном легировании металла шва хромом и никелем за счет введения в состав шихты порошка нихрома.

Однако из-за использования в качестве оболочки ленты из малоуглеродистой или низколегированной стали и содержания в шихте однофазного дисперсного нихрома, который сильно сепарирует в сердечнике и, кроме того, дорого стоит проволока не обеспечивает высокой производительности сварки, однородности металла шва ввиду неравномерного распределения основных легирующих компонентов хрома и никеля и, как следствие, жестких требований к межкристаллитной коррозии (МКК), высоких прочностных и вязкопластических свойств сварного соединения из-за различий по хим. составу металла шва и металла основы.

Известна также порошковая проволока для сварки аустенитных хромоникелевых сталей в среде защитных газов 80% Ar + 20% CO2 и чистом CO2, содержащая оболочку из аустенитной хромоникелевой стали и порошкообразную шихту при следующем соотношении компонентов проволоки, мас.%:

Азот - 0,05-0,30

Рутил - 4,0-8,0

Двуокись кремния - 0,3-3,0

Окись алюминия - 0,05-1,5

Металлический фторид - 0,05-0,7

Двуокись циркония <0,5

Металлический карбонат ?1,0

Оболочка из нержавеющей стали - остальное.

Такой состав порошковой проволоки для сварки конструкций из аустенитных хромоникелевых сталей по сравнению с предыдущим аналогом позволяет улучшить сварочно-технологические свойства проволоки, достичь более высокой идентичности металла шва основному металлу, более равномерного распределения легирующих элементов хрома и никеля, расширения ферритной фазы, за счет чего повышается стойкость сварного соединения к межкристаллитной и общей коррозии, а также повысить качество металла шва (в том числе механические характеристики), экономичность и производительность сварки за счет использования оболочки из аустенитной хромоникелевой стали.



2. Технологический раздел

2.1 Исходные данные объекта разработанной технологии

Пробкоуловитель (рисунок 2.1) предназначен для улавливания жидкостных пробок, сбора жидкостей и механических примесей.

Рисунок 2.1 - Схема емкости - пробкоуловителя

Техническая характеристика приведена в таблице 2.1.

Внутренний диаметр = 2550 мм, длина цилиндрической части L= 6750 мм, толщина стенки S = 28 мм, материал - сталь 10Х17Н15М3Т. Годовая программа изготовления 50 шт.

Таблица 2.1

Техническая характеристика

Назначение: предназначен для улавливания жидкостных пробок, сбора жидкостей и мех примесей.
Параметры
Давление, МПа (кгс/)	Рабочее, не более	10,45 (104,5)
	Расчетное	10,45 (104,5)
	Пробное при гидравлическом испытании	13,1 (131,1)
Температура, С	Расчетная стенки	50
	Минимально допустимое отрицательная стенки аппарата, находящегося под давлением	Минус 20
	Средняя наиболее холодной пятидневки района установки аппарата	Минус 10
	Минимальная рабочей среды	Минус 10
	Максимальная рабочей среды	25
Среда	Состав	1
	Характеристика	2
Прибавка на коррозию, мм	2
Расчетный срок службы, лет, не менее	20
Внутренний объем (вместимость), , не более	100
Район территории по скоростным напорам ветра	не регламентируется
Расчетное количество циклов нагружения за весь период работы, не более
Группа аппаратов для контроля сварных соединений	1
Герметичность	Гидроиспытания по ОСТ26-291-94
Масса, кг, не более	пустого	25000
	при гидроиспытании	30000

Технические требования

1. Технические требования по ОСТ 26-291-94

Аппарат подлежит действию "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" (ПБ 03-584-03).

2. Материал основных элементов аппарата, сварочные материалы: корпус, днища, штуцера и опора из монометалла 10Х17Н15М3Т толщиной 28 мм по ГОСТ 10885 - 85.

3. Основные сварочные материалы:

- для сварки корпуса сварочная проволока СВ-07Х25Н12Г2Т по ГОСТ 2246-70, флюс АН-26С по ГОСТ 9087-81;

- для вварки штуцеров сварочная проволока СВ-07Х25Н12Г2Т по ГОСТ 2246-70;

- для сварки опоры применяем сварочную проволоку СВ - 08Г2С по ГОСТ 2246-70;

- Газ: смесь аргона с углекислым газом: К-18 (Аr 82% + С0₂ 18%) ТУ 2114-001-04826783-2008.

4. Допускается замена основных и сварочных материалов материалами свойства которых не ухудшают качества деталей и изделия в целом. При этом возможные замены отражаются в паспорте.

5. Аппарат подлежит термообработке по технологии завода-изготовителя.

6. Штуцера Г.И. К установить заподлицо.

7. Допуск плоскостности привалочных поверхностей фланцев каждой пары штуцеров относительно общей прилегающей плоскости для Р₁-Р₂,Р₃-P₄-2 мм на длине 1000мм.

Допуск параллельности прилегающей плоскости и общей вертикальной оси штуцеров относительно вертикальной оси аппарата - 3 мм на длине 1000.

8. * Размеры для справок

Характеристика материалов

По справочным данным для стали 10Х17Н15М3Т по ГОСТ 5632-72 химический состав, (таблица 2.2):

Таблица 2.2

Химический состав стали

Марка материала

Углерод

Марга-нец

Кремний

Хром

Молибден

Титан

Ванадий

Ниобий

Сера

Фосфор

Вольф-рам

Никель

10Х17Н15М3Т

0,1

2

0.8

16,00-18,00

3-4

0.7

-

-

До 0.02

до 0.035

-

12-14

В соответствии с ГОСТ 5582-75 для стали 10Х17Н15М3Т механические свойства, (таблица 2.3):

Таблица 2.3

Механические свойства стали

Марка материала	Структурный класс	Предел прочности ув, МПа	Предел текучести ут МПа	Относи тельное удлинение б %	Ударная вязкость бн, Дж/см	Стойкость к МКК	ГОСТ	Толщина металла S, мм
					+20°С
10Х17Н15М3Т	Аустенитный	540	200	40	-	-	ОСТ 26-01-135-81	28



По справочным данным для стали 09Г2С по ГОСТ 5058-65 химический состав, (таблица 2.4):

Таблица 2.4

Химический состав стали

Марка материала

Углерод

Марга-нец

Кремний

Хром

Молибден

Титан

Ванадий

Ниобий

Сера

Фосфор

Медь

Никель

09Г2С

12

1,30-1,70

0,50-0,80

0,30

-

-

-

-

-

до 0.035

не более 0,30

не более 0,30

В соответствии с ГОСТ 5520-79 для стали 09Г2С механические свойства, (таблица 2.5):

Таблица 2.5

Механические свойства стали

Марка материала	Структурный класс	Предел прочности ув, МПа	Предел текучести ут МПа	Относи тельное удлинение б%	Ударная вязкость бн, Дж/см2	Стойкость к МКК	ГОСТ	Толщина металла S, мм
					+20°С	-40°С	-70°С
09Г2С	Низколегированная	460	305	21	59	34	29	-	ОСТ 26-01-135-81	28

2.2 Критический анализ базовой технологии изготовления пробкоуловителя

Остановимся кратко на технологических процессах изготовления обечайки, днища, вварки штуцеров и опоры.

Начинается процесс изготовления с подготовки кромок под сварку специальной установкой. Далее осуществляется сборка продольных стыков обечаек и заготовок эллиптических днищ. Для сборки стыков применяются универсальные сборочные приспособления, такие как сборочно-сварочные плиты, винтовые стяжки и полуструбцины, а так же специальные роликовые стенды. Далее производим сборку обечаек между собой в корпус. Сборка производится на универсальном роликовом стенде (рисунок 2.11) методом последовательного наращивания обечаек в корпус в горизонтальном состоянии. Все прихватки при сборке аппарата выполнялись полуавтоматом ПДГ-508 МТ сварочной проволокой OK Autrod 19.85, диаметром 3 мм на постоянном токе обратной полярности с предварительным подогревом. Далее осуществляется сборка цилиндрической части корпуса с первым и вторым днищем. Сборку производим в горизонтальном положении на специальной установке (рисунок 2.14). Прихватки устанавливаются в той же последовательности, и тем же материалом свариваются, что и при сборке обечаек в корпус (рисунок 2.13). После сборки корпуса с днищами осуществляется сварка всех кольцевых стыков. После сборки обечаек и днищ производят разметку и вырезку отверстий под штуцера и люки. После вырезки всех отверстий на аппарате и подготовки кромок под сварку устанавливаются штуцера и люки.

Сварка продольных и кольцевых стыков корпуса аппарата, сварка заготовок днищ производится автоматической сваркой под флюсом на специальной сварочной установке (рисунок 2.24) с применением сварочного трактора.

Приварка обоих днищ осуществляется аналогично сварке поперечных стыков корпуса аппарата. Приварка штуцеров выполняется автоматической сваркой под флюсом.

Сборка и сварка опоры. Опора состоит из нижнего листа, двух вертикальных стенок и ложемента. Готовые части опор закрепляются с помощью упоров-фиксаторов. Прихватывают аналогично предыдущим операциям. Сварка продольных стыков элементов опоры выполняется автоматической сваркой под слоем флюса. Сварка опоры из стали 09Г2Сосуществлялась ручной дуговой сваркой.

Далее выполняется сборка корпуса пробкоуловителяс опорой. С помощью крана устанавливают корпус аппарата на ложемент. Приварка опоры к ложементу выполнялась ручной дуговой сваркой, такими же материалами и оборудованием как и сварка опоры.

На основе критического анализа базовой технологии я выделил несколько недостатков базовой технологии изготовления аппарата:

1. Для сварки штуцеров и опоры применялась РДС, что замедляло процесс изготовления, и вследствие этого уменьшалась производительность процесса;

2. Применялось морально устаревшее сварочное оборудование (к примеру, ПДГ-508), что также уменьшало производительность и скорость изготовления. К тому же требовала много энергии и мощности, считаю, что это экономически не выгодно;

На анализе недостатков предлагаю обоснованно заменить их. Во-первых, заменить ручную дуговую сварку на полуавтоматическую сварку в среде защитных газов, что увеличит производительность, уменьшит нагрузку на рабочего, более качественно осуществится сварка с наилучшими качеством шва. Во вторых применить более современно сварочное оборудование, например, предлагаю заменить устаревшее оборудование ПДГ-508 на современное ВДУ-506 МТ с подающим механизмом "Урал-5". Этот источник имеет ряд преимуществ над устаревшим источником питания, они подробно описаны в разделе 2.12 усовершенствование технологического процесса. К тому же применение качественного и современного оборудования имеет положительные отзывы по всей стране на различных машиностроительных предприятиях. Современное оборудование весомо ускоряет процессы изготовления аппаратов, при этом, не меняя качественности процесса.

2.3 Анализ технологичности изделия

Анализ существующих технологических решений по повышению эффективности изготовления емкостей, работающих под давлением.

Под технологическими решениями по повышению эффективности изготовления емкостей, работающих под давлением, понимается решение, основанное на выборе экономически выгодного варианта получения готовой продукции.

Сюда нужно отнести:

- выбор материалов конструкции;

- выбор метода получения заготовок;

- выбор прогрессивных методов обработки материала;

- нормирование технологического процесса;

- расчет технико-экономических показателей процесса.

На основе технико-экономических показателей делается вывод об эффективности технологии.

Повышение эффективности изготовления того или иного изделия делается возможным в результате действия нескольких факторов, а именно:

- появления новых материалов, с лучшими физико-химическими

свойствами;

- появление новых прогрессивных методов получения заготовок;

- появление новых технологических приёмов изготовления детали.

2.4 Оценка свариваемости

Сталь 10Х17Н15М3Т является хромоникельмолибденовой коррозионно стойкой (нержавеющая) обыкновенная, относится к аустенитному классу. Применяется для изготовления сварных конструкций, работающих в условиях действия кипящей фосфорной, серной, 10%-ной уксусной кислоты и сернокислых средах, предназначенных для длительных сроков службы при температуре эксплуатации до +600°С; соединений оборудования, работающего в радиоактивных средах и не контактирующего с агрессивной средой; в качестве плакирующего слоя при изготовлении горячекатаных двухслойных коррозионно-стойких листов.

Сталь 10Х17Н15МЗТ хорошо сваривается ручной и автоматической электродуговой и газоэлектрической сваркой.

Из стали 10Х17Н15М3Т изготавливают наиболее ответственную аппаратуру в производстве синтетической уксусной кислоты, синтетического каучука и изопрена.

Сталь 10Х17Н15МЗТ сохраняет устойчивое пассивное состояние в концентрированных растворах едкого натра (50%) при температуре до 100°С. Сталь 10Х17Н15МЗТ является одним из основных материалов для изготовления аппаратуры по производству этаноламинов.

Свариваемость:

- Сварка без ограничений производится без подогрева и без последующей термообработки.

- Сварка ограниченно свариваемая возможна при подогреве до 100-120 град. И последующей термообработке.

- Сварка трудно свариваемая производится для получения качественных сварных соединений с требованием дополнительных операций: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг.

Сталь 09Г2С (опора)

Сталь 09Г2С относится к низколегированным сталям, общее количество легирующих добавок в которых не превышает 2,5% (в отличие от высоколегированных, где этот показатель - свыше 10%).

Основное предназначение этой стали - использование ее для сварных конструкций. Сварка возможна как при подогреве до 100-120°С, с последующей термической обработкой, так и без подогрева и обработки. Хорошая свариваемость стали обеспечивается благодаря низкому (меньше 0,25%) содержанию углерода. Если углерода больше, то в сварном шве могут образовываться микропоры при выгорании углерода и возникать закалочные структуры, что ухудшает качество шва. Еще одно достоинство этой марки состоит в том, что сталь 09Г2С не склонна к отпускной хрупкости, то есть ее вязкость не снижается после процедуры отпуска. Она также устойчива к перегреву и образованию трещин.

Широкое распространение и популярность стали 09Г2С объясняется тем, что ее высокие механические свойства позволяют экономить при изготовлении строительных конструкций. Более того, такие конструкции имеют меньший вес.

2.5 Выбор и обоснование способов сварки

При выборе способа сварки проводят экономическое сравнение. Для этого производят расчеты стоимости сварки одного погонного метра наплавленного металла по тем показателям, которые зависят от способа сварки. Такое сравнение стоимости одного погонного метра наплавленного металла при различных способах сварки даст возможность сделать вывод о применении наиболее экономичного способа сварки.

Для сварки данного аппарата применяем два способа сварки: автоматическая сварка под флюсом и полуавтоматическая сварка в среде защитных газов. Полуавтоматическая сварка стала заменой ручной дуговой сварки в целях повышения производительности и качества сварки.

Сварку всех продольных и кольцевых стыков корпуса аппарата, днищ, а также продольных стыков опоры будем производить автоматической сваркой под флюсом. Был выбран именно этот способ сварки, потому как он наиболее эффективный, быстрый и высокопроизводительный. Изделия, полученные сваркой под флюсом, надежно работают при высоких температурах и в условиях глубокого холода, в агрессивных средах, в вакууме и в условиях высоких давлений. Наиболее выгодно использовать автоматическую сварку под флюсом при производстве однотипных сварных конструкций, имеющих протяженные швы и удобных для удержания флюса. Экономически целесообразнее сваривать под флюсом металл толщиной от 1,5-2,0 до 60 мм. Нецелесообразно сваривать конструкции с короткими швами.