Дистанционный раздел программы повышения квалификации руководителей и специалистов предприятий сро нп «союзатомстрой»
Скачать 0.72 Mb.
|
| Тема 3 Технология сварки и ремонта перлитных сталей На АЭС двухслойный металл применяется для изготовления толстостенных трубопроводов большого диаметра. Основной слой изготавливается из низкоуглеродистой либо низколегированной стали, плакирующий слой — из высоколегированной аустенитной коррозионностойкой стали. Применение двухслойной стали позволяет сэкономить дорогостоящие высоколегированные стали. Особенность сварки двухслойной стали состоит в том, что в процессе одного стыка неизбежно взаимодействие двух технологий сварки — перлитной и аустенитной стали, отличающихся друг от друга применяемыми сварочными материалами, техникой и режимами. Первым сваривают перлитный слой, причем наплавленный металл не должен контактировать с плакирующим аустенитным слоем. В случае контакта (перемешивания) перлитного наплавленного металла с плакирующим в перлитном металле возникают трещины. Восстановление аустенитной плакировки выполняют в два слоя: первый —разделительный слой, соприкасающийся с основным, выполняют электродами ЭА-395/9, ЗиО-8. Второй — коррозионностойкий слой выполняют электродами ЭА-400/10У, ЭИ-898. Рассмотрим технологию сварки стыков главного циркуляционного контура (ГЦК) с условным диаметром 850 мм (D 850) реакторной установки ВВЭР-1000. Материалом трубопровода является низколегированная сталь 10ГН2МФА (основной слой) и коррозионностойкая высоколегированная сталь ЭИ-898 (плакирующий слой). Сварка стыков труб осуществляется в следующей последовательности. Снаружи стыка сначала выполняют сварку корневой части шва, ее выполняют аргонодуговым способом проволокой Св-08Г2С диаметром 2—3 мм. Затем контролируют корень шва и исправляют обнаруженные дефекты. Далее стык подогревают до 200—250 °С и приступают к заполнению разделки основного (перлитного) слоя электродами ПТ-30. Сварку части разделки выполняют круглосуточно до полного заполнения стыка, одновременно сварку производят два сварщика по обычной технологии сварки низколегированных сталей. Одна пара сварщиков сменяет другую, и так до окончания сварки перлитного слоя. Выполняется тщательная зачистка каждого слоя. Важной особенностью сварочных работ при сварке перлитной части стыка является соблюдение заданных тепловых режимов. Весь период сварки температура стыка должна поддерживаться в пределах 120—250 °С, для чего периодически сварка прекращается и производится сопутствующий подогрев. После окончания сварки перлитного слоя сразу же, не допуская охлаждения стыка ниже 120 °С, проводится термический отдых при 150—250 °С продолжительностью 12 ч, а для стыков примыкания ГЦК к корпусу реактора — промежуточный отпуск при 620—660 °С. Затем следуют контроль качества перлитной части стыка и при обнаружении дефектов их исправление. Операции исправления дефектов (подварка выбранных мест) производятся по той же технологии, что и, — с соблюдением всего термического цикла от подогрева до термического отдыха или термической обработки. После сварки перлитной части стыка производится окончательный отпуск при 620—660 °С. Сварка плакирующего слоя производится изнутри трубопровода. Вначале выполняется сварка промежуточного слоя электродами ЗиО-8, затем антикоррозионного слоя электродами ЭА-898/21Б. Разрешается также выполнение всего плакирующего слоя электродами ЗиО-8 или ЦЛ-25 диаметром 3—4 мм, его выполняют за два прохода с соблюдением требований к сварке аустенитных коррозионностойких сталей (узкими валиками на пониженных режимах тока, охлаждение до 100 °С после сварки слоя). На последнем этапе проводится контроль качества сварки плакирующего слоя и при обнаружении дефектов их исправление. Фактически цикл одного стыка труб (диаметр 990 х70 мм) составляет две недели. Такая большая длительность стыков труб связана со значительными затратами времени на удаление дефектных мест и их заварку, контрольные операции (многократное просвечивание радиографическим методом, ультразвуковая дефектоскопия, цветная дефектоскопия) после сварки и исправления дефектов.
Химический состав
Физические свойства
Технологические свойства
ГЦТ служит в реакторах ВВЭР для транспортировки воды 1-го контура от реактора к парогенераторам. Трубы для этого трубопровода толщиной 65мм и наружным диаметром 990мм изготавливаются из легированной перлитной стали 10ГН2МФА, плакированной изнутри нержавеющей сталью. Для сварки стали 10ГН2МФА в качестве присадочной проволоки используется специально разработанная в ОАО НПО ЦНИИТМАШ сварочная проволока, позволяющая надежно исключить образование пористости. До настоящего времени сварка ГЦТ осуществлялась вручную. Разработанная технология сварки в узкую разделку обеспечивает существенное повышение производительности, что очень актуально ввиду большого объема монтажных работ. Для повышения производительности применена технология «горячая проволока», то есть присадка подается предварительно подогретой. По разработанной технологии выполнена сварка трех натурных образцов с использованием сварочных автоматов «Полисуд» (Франция) и «АРКмашинс» (США). Сварка велась с предварительным и сопутствующим подогревом. После сварки была выполнена термообработка с температурой выдержки 640+10-30⁰С. Результаты неразрушающего контроля и определения механических свойств, выполненных в объеме аттестационных испытаний, показали соответствие полученных результатов требованиям конструкторско-технологической документации. Тема 4 Технологии сварки и ремонта сталей аустенитного класса Нержавеющие стали делятся по химическому составу на несколько основных типов. 1. Хромистые: мартенситные, полуферритные (мартенситно-ферритные), ферритные; 2. Хромоникелевые: аустенитные, aустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные, аустенитно-карбидные; 3. Хромомарганцевоникелевые. Ферритные стали - содержат 12-20% хрома. Некоторые марки нержавеющей стали могут содержать небольшое количество титана и молибдена. Их применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах, бытовых приборов, в пищевой промышленности и энергомашиностроении. Ферритные хромистые стали устойчивы к азотной кислоте, водным растворам аммиака, фосфорной и фтористоводородным кислотам, а также многим другим окислительным средам. Ферритные стали - это стали 400 серии. Аустенитные стали - содержат 16-25% хрома, 6-14% никеля, иногда 2-6% молибдена и небольшое количество других элементов. Эти коррозионностойкие стали широко применяются в качестве конструкционного материала в различных отраслях машиностроения. Аустенитные стали - это стали 300 серии. Аустенито-ферритные стали отличаются повышенным пределом текучести по сравнению с аустенитными сталями, содержат меньше ортодефицитного никеля и хорошо свариваются. Аустенито-ферритные стали применяются в самых различных отраслях современной техники и промышленности. Незаменимо ее применение в химической промышленности, судостроении и авиации. Аустенито-ферритные стали - это стали 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 08Х18Г8Н2Т. Аустенито-мартенситные стали так же отличаются повышенным пределом текучести и содержат меньше ортодефицитного никеля, хорошо свариваются. Аустенито-мартенситные стали появились благодаря стремительному развитию научно технического прогресса и появлению более высоких требований к повышенной прочности и технологичности. Это стали 07Х16Н6, 09Х15Н9Ю, 08Х17Н5М3. Мартениститные и мартенсито-ферритные нержавеющие стали - применяются, когда требуется высокая твердость и точность, обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и слабоагрессивных средах. Чаще всего используются для изделий, работающих на износ, в качестве режущего инструмента, для упругих элементов и конструкций в пищевой и химической промышленности для работы в слабоагрессивных средах. К этому виду сталей относятся 30Х13, 40Х13 и подобные. 12Х18Н10Т, особенности сварки нержавейки Сварка стали – основной технологический процесс практически любого производства изделий из металла. С VII века до нашей эры и до наших дней сварка широко применяется как основной способ образования неразъемных соединений металлов. С самого зарождения и вплоть до XIX века н.э. в применялся метод кузнечной сварки металлов. Т.е. свариваемые детали нагревались и затем спрессовывались ударами молота. Эта технология достигла своего пика к середине XIX века, когда по ней стали изготавливать даже такие ответственные изделия как железнодорожные рельсы и магистральные трубопроводы. С появлением легированной стали процессы сварки усложнились в связи с необходимостью предотвращения карбидации легирующих элементов, в основном – хрома. Появились методы сварки в инертных средах или под флюсом, а также технологии долегирования сварного шва. Сталь 12Х18Н10Т относиться к хорошо свариваемым. Характерной особенностью сварки этой стали является возникновение межкристаллитной коррозии. Она развивается в зоне термического влияния при температуре 500-8000С. При пребывании металла в таком критическом интервале температур по границам зерен аустенита выпадают карбиды хрома. Все это может иметь опасные последствия - хрупкие разрушения конструкции в процессе эксплуатации. Чтобы добиться стойкости стали нужно исключить или ослабить эффект выпадения карбидов и стабилизировать свойства стали в месте сварного шва. При сварке высоколегированных сталей используют электроды с защитно-легирующим покрытием основного вида в сочетании с высоколегированным электродным стержнем. Применение электродов с покрытием основного вида позволяет обеспечить формирование наплавленного металла необходимого химического состава, а также других свойств путём использования высоколегированной электродной проволоки и долегирования через покрытие. Сочетание легирования через электродную проволоку и покрытие позволяет обеспечить не только гарантированный химический состав в пределах паспортных данных, но и некоторые другие свойства, предназначенные для сварки аустенитных сталей 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т и им подобных. Содержащийся в электродных стержнях титан при сварке практически полностью окисляется. По этой причине при сварке покрытыми электродами в качестве элемента-стабилизатора используют ниобий. Коэффициент перехода ниобия из стержня при сварке покрытыми электродами составляет 60-65%. Сварку высоколегированных сталей под флюсом осуществляют с применением или нейтральных по кислороду фторидных флюсов, или защитно-легирующих в сочетании с высоколегированной электродной проволокой. С металлургической точки зрения для сварки высоколегированных сталей наиболее рациональны фторидные флюсы типа АНФ-5, которые обеспечивают хорошую защиту и металлургическую обработку металла сварочной ванны и позволяет легировать сварочную ванну титаном через электродную проволоку. При этом процесс сварки малочувствителен к образованию пор в металле шва из-за водорода. Однако фторидные бескислородные флюсы имеют относительно низкие технологические свойства. Именно низкие технологические свойства фторидных флюсов служат причиной широкого использования для сварки высоколегированных сталей флюсов на основе оксидов. Сварку высоколегированных сталей для снижения вероятности формирования структуры перегрева, как правило, выполняют на режимах, характеризующихся малой величиной погонной энергии. При этом предпочтение отдают швам малого сечения, получаемым при использовании электродной проволоки небольшого диаметра (2-3мм). Поскольку высоколегированные стали обладают повышенным электросопротивлением и пониженной электропроводностью, то при сварке вылет электрода из высоколегированной стали уменьшают в 1,5-2 раза по сравнению с вылетом электрода из углеродистой стали. При дуговой сварке в качестве защитных газов используют аргон, гелий (реже), углекислый газ. Аргонодуговую сварку выполняют плавящимися и неплавящимися вольфрамовыми электродами. Плавящимся электродом сваривают на постоянном токе обратной полярности, используя режимы, обеспечивающие струйный перенос электродного металла. В некоторых случаях (в основном при сварке аустенитных сталей) для повышения стабильности горения дуги и особенно снижения вероятности образования пор из-за водорода при сварке плавящимся электродом используют смеси аргона с кислородом или углекислым газом (до 10%). Сварку неплавящимся вольфрамовым электродом в основном осуществляют на постоянном токе прямой полярности. В некоторых случаях при наличии в сталях значительного количества алюминия используют переменный ток для обеспечения катодного разрушения оксидной плёнки. Применение дуговой сварки в атмосфере углекислого газа позволяет снизить вероятность образования пор в металле шва из-за водорода; при этом обеспечивается относительно высокий коэффициент перехода легкоокисляющихся элементов. Так, коэффициент перехода титана из проволоки достигает 50%. При сварке в атмосфере аргона коэффициент перехода титана из проволоки составляет 80-90%. При сварке в углекислом газе сталей, имеющих высокое содержание хрома и низкое содержание кремния, на поверхности шва образуется тугоплавкая трудноудаляемая оксидная плёнка. Её присутствие затрудняет проведение многослойной сварки. При сварке сталей с малым содержанием углерода (ниже 0,07-0,08%) возможно науглероживание наплавленного металла. Переход углерода в сварочную ванну усиливается при наличии в электродной проволоке алюминия, титана, кремния. В случае сварки глубоко аустенитных сталей некоторое науглероживание металла сварочной ванны в сочетании с окислением кремния снижает вероятность образования горячих трещин. Однако науглероживание может изменить свойства металла шва и, в частности, снизить коррозийные свойства. Кроме того наблюдается повышенное разбрызгивание электродного металла. Наличие брызг на поверхности металла снижает коррозийную стойкость. Технологии сварки нержавеющих высоколегированных сталей постоянно совершенствуются. На данном этапе при строгом соблюдении технологического процесса качество сварного шва нержавейки практически не уступает по своим свойствам металлу соединяемых деталей и гарантирует высочайшую надежность сварного соединения. |
Похожие:
 | «Технология выполнения строительных, монтажных, пусконаладочных работ на объектах использования атомной энергии» | | «Технология выполнения строительных, монтажных, пусконаладочных работ на объектах использования атомной энергии» |
| «Устройство, монтаж и пусконаладочные испытания электрических сетей управления системами безопасности жизнеобеспечения на объектах... | | «Организация работ в строительстве и производство монтажа при устройстве внутренних инженерных систем оборудования зданий и сооружений... |
| Тема Нормативная база, техническое регулирование и саморегулирование в строительстве 3 |  | «Работы по организации проектной документации привлекаемым застройщиком или заказчиком на основании договора, юридическим лицом (генеральным... |
| Порядок разработки программ обеспечения качества для атомных станций (покас) с-10 | | Тема Законодательная и нормативная база, техническое регулирование в строительстве 3 |
| «технический контроль, выполняемый в процессе строительных работ – как элемент управления строительным производством» | | «Организация работ в строительстве и производство монтажа при устройстве наружных сетей (водопровод, сети канализации, сети теплоснабжения)... |