RU2361709C1 - Способ сварки труб печей пиролиза в процессе проведения ремонтных работ - Google Patents
Способ сварки труб печей пиролиза в процессе проведения ремонтных работ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361709C1 RU2361709C1 RU2007141830/02A RU2007141830A RU2361709C1 RU 2361709 C1 RU2361709 C1 RU 2361709C1 RU 2007141830/02 A RU2007141830/02 A RU 2007141830/02A RU 2007141830 A RU2007141830 A RU 2007141830A RU 2361709 C1 RU2361709 C1 RU 2361709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- current
- pulse
- duration
- pipes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам сварки труб печей пиролиза при проведении ремонтных работ и может быть использовано при ремонте трубопроводов, работающих при высоких температурах в науглероживающих атмосферах. Сварку ведут с предварительным подогревом до 730…750°С. После сварки проводят отжиг сварного соединения при температуре 700…750°С в течение 50…70 минут при толщине науглероженного слоя более 1 мм до 3 мм или при отсутствии отжига при толщине науглероженного слоя до 1 мм. Сварку проводят с использованием способа импульсно-дуговой сварки с прямоугольной формой импульсов тока с длительностью протекания тока импульса 250…300 мс и длительностью протекания тока паузы 260…310 мс. В результате получают качественное сварное соединение труб, имеющих науглероженный слой толщиной до 3 мм. 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам сварки труб при проведении ремонтных работ и может быть использовано при ремонте трубопроводов, изготовленных из аустенитных высоколегированных нержавеющих жаростойких сталей типа 45Х25Н35СБ, работающих на нефтеперерабатывающих предприятиях в науглероживающих атмосферах в виде блоков печей пиролиза.
Эксплуатация металла трубопроводов при высокой температуре и углеродосодержащей атмосфере приводит к выделению карбидов хрома (Сr7С3 и
Сr23С6) на их внутренней поверхности по границам зерен. Толщина науглероженного слоя (L) достигает 3 мм. Со стороны внешней стенки трубы толщина слоя с измененной структурой за весь период эксплуатации не превышает 0.5…0.6 мм. В этом объеме металла выпадают более сложные химические соединения на основе хрома (карбооксиды, карбооксинитриды). Одновременное действие агрессивной среды и межкристаллитной коррозии приводит, в конечном итоге, к разрушению материала. Металл с такой структурой и образующимися трещинами подлежит отбраковке, а трубопроводы - ремонту.
Известен способ сварки кольцевых стыков труб, предназначенных для работы при высоких температурах (Патент Японии "Способ сварки встык жаропрочных труб, полученных центробежным литьем" №57-7033, опубликованный 08.02.1982, МКИ В23К 9/23, В23К 31/06). Для предотвращения образования горячих трещин в шве предложено выполнять второй и последующие проходы, когда температура наплавленного металла выше температуры основного металла. Это изменяет направление теплоотвода и препятствует росту столбчатых зерен, по границам которых происходит ликвация серы и фосфора, способствующая образованию горячих трещин.
Недостатком такого способа сварки при проведении ремонтных работ печей пиролиза является то, что в процессе сварки нового участка трубы со старой трубой, имеющей науглероженный слой со стороны внутренней и внешней стенки (биметалл), формируется большое количество трещин, как в наплавляемом металле, так и в зоне термического влияния.
Известен способ ремонта сварных соединений деталей из нержавеющих сталей, предпочтительно стыков труб из аустенитной нержавеющей стали, работающих в коррозионной атмосфере химзаводов и атомных электростанций (Заявка Японии "Ремонт сварных соединений нержавеющей стали" № 55-42128, опубликованный 25.03.1980, МКИ В23К 31/06). С целью предотвращения трещин от коррозии под напряжением вырезают кольцо трубопровода, включающее в себя дефектный сварной стык, на наружные поверхности труб, прилегающие к вырезанному участку, наносят путем наплавки слой металла, более коррозионностойкий, чем основной металл труб, надевают на стык кольцо-муфту из металла, более коррозионностойкого, чем основной металл труб, и приваривают указанное кольцо-муфту кольцевыми швами к наплавленному участку.
Недостатком такого способа сварки при проведении ремонтных работ печей пиролиза является то, что в процессе наплавки слоя металла на науглероженный слой и последующей сварки кольца-муфты к наплавленному участку в данном сварном соединении формируется большое количество микротрещин. Проникающий внутрь рабочий газ продолжает интенсивно насыщать углеродом приповерхностный к трещинам объем металла, что приводит к дополнительному образованию карбидов, интенсивному развитию межкристаллитной коррозии и, следовательно, преждевременному выходу из строя данного участка трубопровода.
Задачей изобретения является применение способа импульсно-дуговой сварки и последующей термической обработки, позволяющих получать качественное сварное соединение из труб, имеющих науглероженный слой толщиной до 3 мм.
Способ сварки труб печей пиролиза из аустенитных высоколегированных нержавеющих жаростойких сталей в процессе проведения ремонтных работ при наличии науглероженного слоя металла трубы заключается в следующем. Сварку ведут с предварительным подогревом до 730…750°С. После сварки проводят отжиг сварного соединения при температуре 700…750°С в течение 50…70 минут при толщине науглероженного слоя 1…3 мм или при отсутствии отжига при толщине науглероженного слоя до 1 мм. Сварку проводят с использованием способа импульсно-дуговой сварки с прямоугольной формой импульсов тока с длительностью протекания тока импульса 250…300 мс и длительностью протекания тока паузы 260…310 мс.
На фиг.1 показана прямоугольная форма импульсов тока, где Iи, Iп - сила тока импульса и паузы, tи, tп - соответственно длительность протекания тока импульса и паузы.
Технический результат достигается за счет того, что процесс ведут способом импульсно-дуговой сварки с прямоугольной формой импульсов тока. Прямоугольная форма импульсов тока является наиболее эффективной с точки зрения переноса электродного металла в металл шва за счет того, что в данном случае время действия тока импульса максимально и равно полной длительности протекания тока импульса. Сила тока импульса Iи=145 А, сила тока паузы Iп=50 А.
В таблице 1 представлены данные по влиянию режимов сварки труб на средний размер зерна наплавляемого металла и дисперсию его распределения.
Проведенные исследования по влиянию длительности протекания тока импульса и тока паузы на структуру и свойства высоколегированного наплавляемого металла показали, что оптимальным режимом импульсно-дуговой сварки высоколегированной жаростойкой стали типа 45Х25Н35СБ является режим с длительностью протекания тока импульса 250…300 мс и длительностью протекания тока паузы 260…310 мс (таблица 1, режимы № 2 и № 4). Это позволяет получить наиболее равномерное распределение карбидных включений в наплавленном металле, измельчить структуру первичной кристаллизации (dср= 320 мкм, дисперсия от 13 до 15 мкм, режим № 2 и № 4).
Изменение длительностей протекания тока импульса и тока паузы в сторону их увеличения или уменьшения приводит к увеличению дисперсии зерен по размерам и уменьшению угла их разориентировки, что будет способствовать образованию межкристаллитных трещин через всю толщину сварного соединения в ходе эксплуатации (таблица 1, режимы № 1, № 3 и № 5). При сварке на постоянном питании дуги (таблица 1, режим № 6) средний размер зерна и его дисперсия максимальны (dср=400 мкм, дисперсия 37 мкм), что приводит к образованию трещин в наплавляемом металле даже при проведении послесварочного отжига.
В таблице 2 представлены режимы сварки труб в зависимости от толщины науглероженного слоя.
Предварительный подогрев (730…750°С) и последующий отжиг (700…750°С в течение 50…70 минут, при толщине науглероженного слоя L больше 1 мм) позволяет релаксировать термические напряжения и, следовательно, исключить образование трещин в сварном шве и зоне термического влияния. Уменьшение температуры подогрева ниже 730°С приводит к образованию трещин в процессе формирования корня шва. Более высокие температуры подогрева (выше 750°С) экономически не оправданы. Проведение послесварочного отжига при температурах ниже 700°С не исключают релаксацию термических напряжений, что приводит к формированию трещин в наплавляемом металле и зоне термического влияния. Более высокие температуры отжига (выше 750°С) экономически не оправданы. Данный режим импульсно-дуговой сварки труб с толщиной науглероженного слоя до 1 мм позволяет получить качественное сварное соединение, не используя последующий отжиг.
На фиг.2 изображена форма разделки кромок перед сваркой. Скос свариваемых кромок составляет угол 30°, а притупление 0.5…1.5 мм.
Пример 1. Ведется ремонт трубопроводов печей пиролиза. Участки труб, где наблюдаются коробления и вздутия, вырезаются. После вырезки дефектного участка трубы одним из известных способов (визуально, с помощью шлифования и травления) определяют толщину науглероженного слоя трубы. Из исходной трубы вырезают кусок необходимой длины, заменяющий вырезанный участок трубопровода. Затем согласно фиг.2 разделывают кромки труб. Далее осуществляется сборка на монтаже путем фиксации труб и выполнения прихваток. После осуществляют предварительный подогрев кромок труб до 730…750°С на расстоянии 20 мм от сторон стыка. Корневой слой заваривают покрытыми электродами марки ГС-1 способом импульсно-дуговой сварки с прямоугольной формой импульсов тока с длительностью протекания тока импульса 250…300 мс и длительностью протекания тока паузы 260…310 мс. Заполняющие и облицовочный слой выполняют этим же способом сварки покрытыми электродами марки ОЗЛ-9А. После сварки сварные соединения, имеющие науглероженный слой 1 мм<L≤3 мм, выдерживают в течение 50…70 минут при температуре 700…750°С и охлаждают под слоем изоляции.
Пример 2. Ведется ремонт трубопроводов печей пиролиза. Участки труб, где наблюдаются коробления и вздутия, вырезаются. После вырезки дефектного участка трубы одним из известных способов (визуально, с помощью шлифования и травления) определяют толщину науглероженного слоя трубы. Из исходной трубы вырезают кусок необходимой длины, заменяющий вырезанный участок трубопровода. Затем согласно фиг.2 разделывают кромки труб. Далее осуществляется сборка на монтаже путем фиксации труб и выполнения прихваток. После осуществляют предварительный подогрев кромок труб до 730…750°С на расстоянии 20 мм от сторон стыка. Корневой слой заваривают покрытыми электродами марки ГС-1 способом импульсно-дуговой сварки с прямоугольной формой импульсов тока с длительностью протекания тока импульса 250…300 мс и длительностью протекания тока паузы 260…310 мс. Заполняющие и облицовочный слой выполняют этим же способом сварки покрытыми электродами марки ОЗЛ-9А. После сварки сварные соединения, имеющие науглероженный слой до 1 мм, последующему отжигу не подвергают.
Таблица 1 | |||||
№ с/с | Ток сварки | tи, мс | tп, мс | Средний размер зерна, dcp, мкм | Дисперсия зерен по размерам, мкм |
1 | IИ = 145 А IП = 50 А |
80 | 260 | 340 | 35 |
2 | 250 | 260 | 320 | 15 | |
3 | 100 | 400 | 360 | 28 | |
4 | 300 | 300 | 320 | 13 | |
5 | 300 | 170 | 380 | 30 | |
6 | I=95 A | - | - | 400 | 37 |
Таблица 2 | ||||||
Толщина науглероженного слоя, мм | Температура подогрева, °С | Температура последующего отжига, °С | Длительность тока импульса (tи), мс |
Длительность тока паузы (tп), мс | Сварочные материалы | |
корень | заполнение облицовка |
|||||
До 1 мм | 730…750 | - | 250…300 | 260…310 | ГС-1 ⌀3 мм | ОЗЛ-9 ⌀3 мм |
От 1 до 3 мм | 730…750 | 700…750 | 250…300 | 260…310 | ГС-1 ⌀3 мм |
ОЗЛ-9 ⌀3 мм |
Claims (1)
- Способ сварки труб из аустенитных высоколегированных нержавеющих жаростойких сталей, имеющих науглероженный слой толщиной до 3 мм, в процессе проведения ремонтных работ печей пиролиза, отличающийся тем, что осуществляют импульсно-дуговую сварку с прямоугольной формой импульсов тока с длительностью протекания тока импульса 250…300 мс и длительностью протекания тока паузы 260…310 мс и с предварительным подогревом кромок труб до 730…750°С, при этом при толщине науглероженного слоя 1-3 мм после сварки проводят отжиг сварного соединения при температуре 700…750°С в течение 50…70 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141830/02A RU2361709C1 (ru) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | Способ сварки труб печей пиролиза в процессе проведения ремонтных работ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141830/02A RU2361709C1 (ru) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | Способ сварки труб печей пиролиза в процессе проведения ремонтных работ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007141830A RU2007141830A (ru) | 2009-05-20 |
RU2361709C1 true RU2361709C1 (ru) | 2009-07-20 |
Family
ID=41021369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141830/02A RU2361709C1 (ru) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | Способ сварки труб печей пиролиза в процессе проведения ремонтных работ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2361709C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782860C1 (ru) * | 2022-02-08 | 2022-11-03 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ сварки конструкционной стали (варианты) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103286459B (zh) * | 2013-06-05 | 2015-04-15 | 宁波旭元机械制造有限公司 | 大型pta干燥机密封面磨损现场精密脉冲堆焊修复工艺 |
-
2007
- 2007-11-12 RU RU2007141830/02A patent/RU2361709C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782860C1 (ru) * | 2022-02-08 | 2022-11-03 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ сварки конструкционной стали (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007141830A (ru) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101433990B (zh) | 工件耐磨层大面积硬质合金堆焊方法 | |
CN104924018A (zh) | 一种大型电机转子大断面裂纹现场修复方法 | |
CN105414878B (zh) | 一种高耐热合金钢铸件缺陷的返修方法 | |
JPH06198438A (ja) | 超合金製のワークピースの溶接方法及び装置 | |
CN103921013A (zh) | 钴基合金焊丝、应用该焊丝的钩爪、连杆及堆焊方法 | |
US20150202710A1 (en) | Method of welding structural steel and welded steel structure | |
CN105665898A (zh) | 一种珠光体耐热钢复合板埋弧自动焊焊接方法 | |
CN102500864A (zh) | 核电站控制棒驱动机构钩爪的钴基合金堆焊方法 | |
CN106425276B (zh) | 4145h锻件的焊接修复方法及其修复的4145h锻件 | |
WO2023179061A1 (zh) | 柱塞泵壳体的制作工艺、柱塞泵壳体及柱塞泵 | |
CN107552987A (zh) | 管道焊接工艺 | |
CN111451615A (zh) | 一种异种钢的焊接工艺方法 | |
RU2361709C1 (ru) | Способ сварки труб печей пиролиза в процессе проведения ремонтных работ | |
RU2759272C1 (ru) | Способ односторонней сварки трубопроводов Ду 800 контура многократной принудительной циркуляции энергоблоков с реакторной установкой РБМК-1000 | |
CN105149727B (zh) | 一种中碳钢铸件缺陷去除方法 | |
CN113579417A (zh) | 耐热钢铸件的缺陷焊接及热处理方法 | |
CN105648195B (zh) | 一种提高p91、p92高温管道现场焊后热处理质量的方法 | |
CN117226218A (zh) | 一种压水堆核电冷却剂主泵的堆焊工艺 | |
CN116551127A (zh) | 苯酚丙酮tp2205双相管道焊接施工方法 | |
US6307178B1 (en) | Method for welding shaped bodies made of carburized heat-resistant steel | |
CN113510342B (zh) | 液压支架用q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法 | |
Vahdatkhah et al. | Weld repair of gas turbine disc: optimization of pulsed TIG welding process parameters and microstructural analysis of Cr–Mo-V Steel | |
CN110343986B (zh) | 用于在镀锌沉没辊轴端复合衬套的施工方法 | |
JP2007130654A (ja) | テンパービード工法 | |
Zharinova et al. | Semi-automatic welding in the environment of protective gases of welded structures from hardening steels with regulation of thermal cycles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091113 |