Способ термической обработки сварных соединений

 

Союз Советских

Социапистическ их

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 061077 (21) 2529186/22-02 (5))М. Кл.

С 21 И 9/50 с присоединением заявки H2—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 250680. Бюллетень М 23 (53) УДК 621 783 (038. 8) Дата опубликования описания 30. 06. 80 (72) Авторы изобретения

Н. В. Дунаев, В. M. Кобрин, И. П. Лапин, Б. С. Куриков и В. М. Ежов (71) Заявитель

Всесоюзный проектно-конструкторский технологический институт атомного машиностроения и котлостроения (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к способам термической обработки сварных соеди» нений и может использоваться в любой отрасли машиностроения, например в атомном машиностроении и котлостроении, где необходима местная термообработка сварных соединений крупногабаритных изделий.

Известен способ термообработки сварного соединения, по которому наружная поверхность нагревается до

720-750 С с помощью индуктора, а внутренняя — до 500-600 С с помощью нагревательных приборов (1).

Одйако таким способом осуществлять15 местную термообработку крупногабаритных изделий очень дорого и трудоемко, так ясак, во-первых, нагревательные ,элементы часто перегорают, а во-вторых ввести нагревательные элементы 20 во внутрь котельного барабана составляет определенную трудность.

Известен способ термической обработки сварных швов, по которому снижение перепада температур по толщине . изделий достигается теплоиэоляцией внутренней поверхности свариваемых деталей с помощью теплоиэолирующих панелей (2).

Недостаток этого способа заключается в том, что панели требуют специальной оснастки и сложных устройств для удержания их на внутренней поверхности иэделия с определенньм диаметром.

Известен также способ обработки сварных швов вертикальных сосудов, заключающийся в том, что нагрев и теплоизоляцию осуществляют посредством нагревательных и теплоизоляционных панелей, которые соединены и укреплены на плавающей опоре для одновременного и синхронного перемещения.

Недостатком этого способа является сложность процесса внутренней теплоизоляции, его трудоемкость, так как требует специальных устройств для осуществления термообработки в виде нагревательных и теплоизоляционных панелей, соединенных и укрепленных на плавающей опоре, и механизма для их синхронного перемещения. Кроме того, такой способ теплоизоляции непригоден для местной термообработки сварных швов горизонтальных крупногабаритных иэделий.

742475

Цель изобретения — упрощение процесса внутренней теплоизоляции.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу термической обработки сварных соединений, включающему местный индукционный нагрев и теплоизоляцию внутренней поверхности, последнюю осуществляют методом облива гранулами диаметром 3 — 5 мм из ферромагнитного и теплоизоляционного материалов, которые удерживают на внутренней. поверхности изделий посредством электромагнитного поля индун тора.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предла— гаемого способа.

Изделие-барабан 1, сварной шов 2 которого необходимо подвергнуть термообработке, установлено на опорах

3. На сварной шов и прилегающую часть металла наложена асботкань 4, поверх которой намотан гибкий водоохлаждае— мый кабель — индуктор 5. При этом на барабане 1 имеется монтажный лаз 6. в который с помощью гибкого пневмопровода 7 в зону нагрева подают гранулированный теплоизоляционный материал 8, используя метод облива.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Барабан 1 устанавливают на опоры 3, затем вокруг сварного шва наматывают асботкань 4, а потом водоохлаждаемый кабель — индуктор 5, две секции которого запитываются от двух трансформаторов. Подают на кабель напряжение, нагревают барабан до

620ОC со скоростью 50 С/ч и выдерживают при этой температуре 3 ч.

Одновременно с началом выдержки через монтажный лаз 6 с помощью гибкого пневмопровода 7 в зону нагрева подают гранулированный теплоизоляционный материал 8, используя метод облива.

Гранулы, попадая в переменное магнитное поле, образованное при подаче на кабель напряжения, на внутренней поверхности барабана удерживаются равномерным слоем до окончания термообработки.

Гранулы диаметром 3-5 мм представляют собой смесь теплоизоляцион.ного материала, например каолина и ферромагнитного порошка, или имеющих ферромагнитную сердцевину с нанесенным на ее поверхность теплоизоляционных материалом. Ферромагнитный материИл-должен иметь точку Кюри прес

4 вышающую 800 С, так как температура отпуска в зависимости от марки стали колеблется от 620 до 750 С. Ферромагнитные гранулы удерживаются на поверхности в виде равномерного слоя эа счет электромагнитного поля индуктора 5.

В результате осуществляется теплоизоляция внутренней поверхности барабана, что снижает градиент температуры по сечению изделия до 30 С °

Затем выключают подачу тока на индуктор, после чего исчезает электромагнитное поле, при этом теплоизоляционные гранулы ссыпаются в нижнюю часть барабана и с помощью того же пневмопровода 7 их откачивают из барабана для последующего использования.

Предлагаемый способ был проверен при высокотемпературном отпуске сварного шва барабана длиной 15 м, диаметром 3000 мм, толщиной стенки

100 мм из стали 22К. Барабан установили на опоры и обмо-.али сварочный

15 шов и прилегающую часть металла длиной по 500 мм по обе стороны от шва асботканью AT-6, а на нее намотали гибкий водоохлаждаемый кабель в две секции по 17 витков, с зазором между секциями 150 мм. Затем индуктор под20 ключали к двум трасформаторам мощностью по 320 ква.

Ток индуктора — 600 А, напряжение — 130 В, частота — 50 Гц. Нагревали сварной шов до 620 С со.скоростью 50 С/ч и выдерживали при этой температуре 3 ч. Одновременно с началом выдержки через монтажный лаз в зону нагрева подавали гранулированный теплоизоляционный материал методом облива. Гранулы получали из ферромагнитного порошка и каолина, взятых в весовом соотношении 1:1 и подвергнутых обжигу при 1200 С. Гранул лы, попадая в переменное электромагнитное поле с внутренней стороны бара бана, удержив ались на его поверхности равномерным слоем. По окончании выдержки отключали индуктор, действие электромагнитного поля прекращалось, поэтому теплоизоляционные

40 гранулы ссыпались в нижнюю часть барабана, после чего их с помощью пневмотранспорта откачали из барабана.

Таким способом можно осуществлять местную термообработку сварных кольцевых швов крупногабаритных изделий с толщиной стенки более 80 мм, изделий широкого диапазона диаметров и неограниченной длины.

Предлагаемый способ термической обработки свЯзных соединений позволяет по сравнению с существующими способами упростить процесс внутренней теплоизоляции. за счет удержания теплоизсляционного слоя электромагнитным полем индуктора при термообработке крупногабаритных изделий типа барабанов котлов, корпусов реакторов и т д»

Кроме того, этот способ позволяет механизировать процесс нанесения и удаления теплоизоляционных гранул посредством пневмотранспорта и дает возможность многократного исjBGTIbsoBBHHR гранул, что позволяет

742475

Формула изобретения

Составитель A. Ляпунов

Редактор Л. Лашкова Техред M.Ïåòêo Корректор С . щомак

Заказ 3410/27 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д ° 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 снизить себестоимость процесса термообработки и его трудоемкость.

Способ термической обработки сварных соединений крупногабаритных изделий, например барабанов, включающий местный индукционный нагрев с одновременной изоляцией внутренней поверхности, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса внутренней теплоизоляции, термоизоляцию осуществляют методом облива гранулами фракции 3-5 мм иэ ферромагнитного и теплоизоляционного материалов, которые удерживают на поверхности иэделий посредством электромагнитного поля индуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 1305444, кл. С 21 D 9/50, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 373286, кл . С 21 D 9/50, 1974.