Состав термитной смеси
Использование: состав термитной смеси , применяемой для изготовления гибкого экзотермического мата для термообработки сварных соединений. Мат состоит из подкладочного материала и термитной смеси, нанесенной на подкладочный материал и содержащей порошок магния, железную окалину и связующее. Подкладочный материал выполнен из стеклоткани. Термитная смесь содержит 43-70 was.. % железной окалины . 26-50 мас.% порошка магния и 4-7 мас.% бутадиеннитрильного каучука в качестве связующего. 1 табл.
СОК)З СОВГТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК!
si)s В 23 К 28/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!
f
l !
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4851465/08 (22) 09.07.90 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (71) Казанский химико-технологический институт им, С.М.Кирова (72) P. Ш. Идия тул ли н, Ф.П. Медякин, А,М.Новцов, И,А,Абдуллин, Н.В.Волошин, Р, В,Заляев, Н.Х. Валеев, С, B.Ñåðèêîâ, Л.А,Урманов, M.Ã.E àäîååâ и А,С.Аберков (56) Авторское свидетельство СССР
М 1575458, кл. В 23 К 23/00, 18.10.88.
Изобретение относится к области пиро-техники, касается термической обработки сварных кольцевых швов трубопроводов и может найти применение для термообработки сварных соединений различных металлических конструкций. а также для подогрева их перед сваркой.
Состав термитной смеси при своем действии должен обеспечивать надежное снятие остаточных послесварочных напряжений кольцевых сварных швов трубопроводов не менее, чем на 70 — 80 (, от исходного, формоваться в изделия, которые можно удобно монтировать на криволинейной поверхности (трубопроводов), обеспе-. чивая при этом плотное прилегание заряда к поверхности термообрабатываемого участка, образовывать при своем сгорании твердые нерастекающиеся шлаки, надежно воспламеняться от штатных средств воспламенения и др.
Известен состав термитной смеси на основе силиконового каучука (заявка М
4494554, кл. В 23 К 23/00 от 18.10 88). Из данной термитной смеси можно готовить гибкие экзотермические устройства ленточ„„5U „„1776522 А!
{54) СОСТАВ ТЕРМИТНОЙ СМЕСИ (57) Использование: состав термитной смеси, применяемой для изготовления гибкого экзотермического мата для термообработки сварных соединений. Мат состоит из подкладочного материала и термитной смеси, нанесенной на подкладочный материал и содержащей порошок магния, железную окалину и связующее. Подкладочный материал выполнен из стеклоткани. Термитная смесь содержит 43 — 70 ма;..,ь железной окалины. 26 — 50 мас. порошка магния и
4 — 7 мас,ф, бутадиеннитрильного каучука в качестве связующего, 1 табл, ной формы типа "экзо-енил", которые можно монтировать на трубопроводе.
К недостаткам укаэанных смесей на силиконовых каучуках можно отнести -.о, что они имеют высокую теплоту образования (1500 ккал/кг), вследствие чего составы на их основе имеют низкую калорийность. Этот факт, в свою очередь, приводит к тому, что для снятия остаточного напряжения сварного шва трубопровода потребуется значительное количество экзотермического материала, Известна термитная экзотермическая смесь для термообработки сварных кольцевых швов трубопроводов, включающая (мас,%), 19,4 алюминиевого порошка, 8,6 фенольной смолы, 34 крагного оксида железа; 1,7 криолита и 36.3 измельченного огнеупорного кирпича. После приготовления указанная смесь наносится на поверхность гибкого подкладочного материала и формуется под давлением в зкзотермический заряд, имеющий серию канавок V-образной формы. Полученный гибкий экзотермический мат. состоящий из гибкого подкладочного материала и твердого заряда, удобен s
1776522 эксплуатации и достаточно просто монтируется на поверхности трубопровода, Использование гибкого экзотермического мата для термообработки кольцевых сварных швов трубопроводов позволяет снять уровень остаточных, апряжений на 70 — 80 от исходного, К недостаткам известного состава можно отнести то, что он, во-первых, трудно воспламеняется (температура воспламенения более 1300 С), во-вторых, имеет низкую калорийность(ниже 0,5 ккал/г), что потребует значительного расхода экзотермического заряда для снятия остаточных напряжений до требуемого уровня, в-третьих, изготовление гибких экзотермических матов на его основе весьма сложно в технологическом плане, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является промышленно выпускаемый термитный состав, включающий 76 железной окалины, 24 порошкообразного магния и 14% св. 100" лака
НЦ-551 (см. например, ГОСТ 18493 — 79). Из данного состава можно изготовить гибкие экзотермические маты (технология описана в пат; США N 3751308, 1971), Указанный состав имеет высокую калорийность(0,6 ккал/г) и температуру горения (2100 С) и позволяет эффективно проводить термообработку кольцевых сварных соединений трубопроводов.
К недостаткам указанного состава можно отнести то, что он имеет высокую температуру воспламенения (более 1200 С), не высокую скорость горения (1,8 мм/с), что скажется.на времени проведения процесса термообработки, повышенную плотность (1,6 — 2,0 г/см ): при строго определенных гез, .ометрических размерах гибких экзотермических матов для снятия остаточного напряжения потребуется повышенный расход термосмеси. Снижение плотности твердого экзотермического заряда, нанесенного на гибкую подкладку, менее
1,6 г/см исключает возможность изготовз ления экзотермического мата, так как он (экзотермический заряд) будет иметь крайне низкие физико-механические характеристики.
Целью изобретения является снижение времени термообработки, расхода экзотермического заряда и сохранения уровня снятия остаточных сварочных напряжений при использовании заряда в виде гибкого мата с основой из стеклоткани.
Поставленная цель достигается тем, что состав термитной смеси, содержащий магниевый порошок, железную окалину и свя10
55 зующее при использовании заряда в виде гибкого мата с основой из стеклоткани, содержит в качестве связующего бутадиеннитрильный каучук при избранном соотношении входящих в состав компонентов, Из состава термитной смеси готовили гибкие экзотермические маты следующим образом. Предварительно приготовленная термитная смесь; содержащая легколетучий растворитель каучука, заливалась в противень определенной формы и геометрических размеров, поверхность которого покрыта гибким подкладочным материалом, с последующей ее сушкой.
По указанной технологии были изготовлены гибкие экзотермические маты, представляющие собой плоские пластинки размером 1500х200х10 мм и состоящие из экзотермического заряда, нанесенного на гибкий подкладочный материал, В качестве основного окислителя в составе термитной смеси применяли железную окалину (ОСТ 84-234 — 87). Магниевый порошок марки МПФ вЂ” 1 (ГОСТ 6001-79) является основным горючим. В качестве связующего использовали бутадиеннитрильный каучук марки СКН вЂ” 40Т (ГОСТ
7738-79). Бутадиеннитрильный каучук получают эмульсионной полимеризацией бутадиен-1,3 и акрилонитрила, Применяемый для изготовления зарядов каучук марки
СКН вЂ” 40Т содержит 40 акрилонитрила, является жестким каучуком (жесткость
6 — 12 Н), имеет плотность 0,986 г/см (при
25 С), мол.м. 200000 — 300000 у,е. Каучук растворяется в кетонах, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах.
В качестве гибкого подкладочного материала использовали стеклоткань марки T10 (ГОСТ 19770-73). Определение эффективности действия, выполненного в виде гибкого мата с основой из ствклоткани, состава термитной смеси проводили в процессе термообработки кольцевых сварных стыков, сваренных из труб 57х10 мм по технологической инструкции В СН-154-83. Для этих целей экзотермический мат накладывался в несколько слоев в зависимости от требуемой массы на сварное соединение, Полученную сборку закрывали слоем высокотемпературной изоляции (каолиновая вата) и фиксировали на трубе в нескольких местах при помощи проволоки. Воспламенение экзотермического заряда осуществляли при помощи термитных спичек, После окончания нагрева остатки сгоревшей смеси удаляли со сварного соединения путем зачистки.
1776522
Характеристики составов и термообработанных сварных кольцевых lUBoB определялись по разработанным и утвержденным в промышленности методикам. Результаты испытаний заявляемого технического решения представлены в таблице. Здесь же приведены данные по эффективности состава-прототипа (ГОСТ 18493 — 79), Иэ состава-прототипа готовили тибкие экзотермические заряды размером 1500x200x i 0 мм по технологии, описанной в пат. США
%3751308. 1971. В качестве гибкого подкладочного материала использовали стеклоткань марки Т-10. Технология приготовления экзотермических матов предусматривала получение V-образных канавок требуемых размеров.
Из приведенных в таблице данных видно, что как в случае использования для термообработки предлагаемого состава (варианты 1, 2, 3, 4), так и состава-прототипа, удалось при равенстве габаритных размеров изготовленных из них матов снизить остаточное напряжение на 75-80 от исходного значения. Исключение составляет вариант 1, использование которого для термообработки кольцевых швов позволяет
Результаты сравнительных испытаний
Прототип по ГОСТ
18493-79
52
43
38
56
6 26
24
76
14о св,100о, 25
73
Содержание компонентов в составе, мас, Магниевый порошок
Железная окалина
Бутадиеннитрильный каучук
Лак HLI,— 551
1. Длительность цикла термообработки, ч
2, Расход экзотермического заряда, кг
3. Температура самовоспламенения, С
4. Кол ич ест во те рм итных спичек, необходимых для воспламенения,шт, 5. Уровень снятия остаточных напряжений
6, Скорость горения заряда, мм/с
7. Плотность заряда, г/см з снизить величину остаточного нап ряжения лишь на 68 . Использование состава (вар.1 — 5) для термообработки трубопроводов позволило в сравнении с прототипом
5 сократить расход состава в 1,3-1,7 раза и снизить время термообработки (вар,1 — 4) в
1,1 — 3,2 раза. Другим преимуществом предлагаемого изобретения является то, что в сравнении с прототипом термитные смеси
10 лучше воспламеняются, Формула изобретения
Состав термитной смеси преимущественно для термообработки сварных соединений, содержащий магниевый порошок, 15 железную окалину и связующее, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения времени термообработки, расхода экзотермического заряда и сохранения уровня снятия остаточных сварочных напряжений при
20 использовании заряда в виде гибкого мата с основой из стеклоткани, состав содержит в качестве связующего бутадиеннитрильный каучук, при следующем соотношении компонентов, мас. ;
25 Железная окалина 43-70
Магниевый порошок 26 — 50
Бутадиеннитрильный каучук 4-7
8а ианты экзоте мических за я ов
