Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Влияние технологии изготовления оборудования на его работоспособность в коррозионно-активных средах

03.04.2019

Технологический процесс изготовления оборудования включает ряд стадий, сказывающихся на стойкости оборудования к коррозии. К этим стадиям относятся в первую очередь операции, связанные с деформацией металла (гибка листового и сортового проката, изготовление трубных деталей протягиванием и штамповкой, штамповка элементов оборудования, например днищ, и др.). Влияние деформации металла на стойкость к коррозии была рассмотрена ранее.

Гибочные операции, в том числе вальцовку, осуществляют, как правило, в холодном состоянии в пределах, не допускающих критической степени деформации (3—15%). Вследствие искажения кристаллической решетки при холодной деформации, повышения плотности дислокаций и уровня микронапряжений, стойкость металла ко всем видам коррозии, кроме KP, несколько снижается, а к KP снижается существенно.

Прессовые операции, например изготовление днищ, могут производиться как при высоких, так и низких температурах. Штамповку днищ на прессах производят при температуре, существенно превышающей температуру рекристаллизации стали. В этом случае деформация не сказывается на коррозионной стойкости металла. Изготовление днищ на давильно-обкатных машинах может производиться в холодном состоянии. Как правило, в этом случае используют промежуточную термическую обработку, позволяющую устранить негативные последствия холодной деформации, но возможно изготовление днищ и без промежуточной (последующей) термической обработки. Аппараты с изготовленными таким образом днищами не следует использовать в средах с повышенной коррозионной активностью.

Основным способом соединения отдельных элементов аппаратов и трубопроводов является электрическая дуговая сварка. Влияние сварки на коррозионную стойкость конструкции, изготовленной из углеродистой или низколегированной стали, связано, во-первых, со структурными изменениями в металле при этой технологической операции, а во-вторых, с образованием остаточных напряжений и деформаций в зоне влияния источника тепла при сварке. В процессе сварки зона шва имеет температуру плавления металла. Температура металла по мере удаления от этого участка постепенно падает и наконец доходит до температуры окружающей среды. Поэтому в свариваемой конструкции выделяют зону термического влияния сварного соединения, в которой из-за нагрева металла во время сварки происходят структурныe изменения и возникают остаточные послесварочные напряжения.

Структура сварного соединения зависит от ряда факторов, в том числе от химического состава свариваемых стальных элементов, скорости нагрева и охлаждения свариваемых участков и длительности пребывания их при высокой температуре. Все сварное соединение можно представить как ряд переходящих друг в друга участков. Сам шов — литой. Он существенно отличается по металлургической природе от свариваемого листового металла (или груб), который подвергался прокатке с большими степенями обжатия, вследствие чего изменились его кристаллическое строение, плотность, расположение неметаллических включений, а следовательно, и свойства. Металл шва является неуплотненным, может иметь разнонаправленную кристаллизацию, скопления неметаллических включений и обладает комплексом свойств, существенно отличающихся от свойств свариваемого металла. С металлом шва соседствует зона сплавления, весьма неоднородная как в химическом, так и в структурном отношении. За ней — зона перегрева, которая при сварке подвергается нагреву до температуры 1500—1200°С, вследствие чего она характеризуется крупнозернистой структурой. Следующая зона — нормализации, при сварке нагревается до 1200—900°С и быстро охлаждается, благодаря чему характеризуется мелкозернистой структурой. За ней следует зона неполной перекристаллизации, для которой характерна структура, сочетающая как измельченные зерна, прошедшие перекристаллизацию, так и зерна исходного металла. Далее — зона рекристаллизации (750—450°С), затем зона отпуска и, наконец, металл с исходной структурой, на которую сварка не повлияла.

Неравномерный прогрев металла в процессе сварки приводит не только к структурным изменениям, но и к возникновению остаточных послесварочных напряжений. При охлаждении после сварочной процедуры металл самого шва и примыкающие к нему зоны, подвергавшиеся во время сварки воздействию высокой температуры, стремятся к сжатию. Этому препятствуют соседние зоны, находившиеся во время сварки в области более низких температур. В результате после полного охлаждения сам шов, зона сплавления зона перегрева и другие участки, нагревавшиеся до температуры выше температуры превращения у-железа в a-железо, оказываются в области действия остаточных растягивающих напряжения. Сочетание неблагоприятной структуры этих участков и действующих в них растягивающих остаточных напряжений делаю» их весьма уязвимыми в коррозионном отношении, особенно и условиях, вызывающих коррозионное растрескивание. Исключение составляет только металл самого шва. Его структура не является неблагоприятной: шов имеет разориентированное кристаллическое строение, обеспечивающее несколько повышенную стой кость к общей и язвенной коррозии, чем строение, сориентированное в направлении проката. Сечение шва существенно больше, чем основного металла. Поэтому уровень напряжений от рабочих нагрузок, характерных для сварной металлоконструкции в условиях эксплуатации, в металле шва ниже, чем в основном металле, что обеспечивает ему повышенную стойкость к обшей коррозии.

Радикальным способом повышения коррозионной стойкости сварных соединений является послесварочная термическая обработка: высокий отпуск (нагрев до температуры ниже перехода у-железа в a-железо без ограничений скорости последующего охлаждения) при температуре 620—640°С в течение времени, достаточного для полного прогрева стенки изделия, или послесварочный отжиг (нагрев сварного соединения до температуры 870—920°С, в зависимости от марки стали, с последующим охлаждением ниже критической скорости).

Обязательная термическая обработка сварных конструкций предусмотрена нормативными документами для всех металлоконструкций, работающих в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, а также для металлоконструкций, отдельные элементы которых получены с применением холодной деформации.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: