📄Работа №108361
Тема: Исследование процессов формирования структуры и свойств паяных соединений из хромо - никелевых сплавов
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
машиностроение
Объем:
87 листов
Год:
2018
Просмотров:
228
4885
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
1 Общие сведения 5
1.1. Описание конструкции изделия и условий его эксплуатации 5
1.2. Технология изготовления изделия 6
1.3. Основные сведения о никеле и его сплавах 17
2 Анализ и выбор способа соединения 28
2.1. Сварка 28
2.2. Пайка 33
2.3. Особенности пайки высоколегированных сплавов 46
3 Методика проведения и результаты экспериментов 61
3.1. Особенности формирования структуры и свойств паяных соединений,
выполненных припоем ПЖК-1000 63
3.2. Особенности формирования структуры и свойств паяных соединений,
выполненных припоем ВПр51 72
4 Анализ результатов и технические рекомендации 78
Заключение 80
Список использованных источников 82
1 Общие сведения 5
1.1. Описание конструкции изделия и условий его эксплуатации 5
1.2. Технология изготовления изделия 6
1.3. Основные сведения о никеле и его сплавах 17
2 Анализ и выбор способа соединения 28
2.1. Сварка 28
2.2. Пайка 33
2.3. Особенности пайки высоколегированных сплавов 46
3 Методика проведения и результаты экспериментов 61
3.1. Особенности формирования структуры и свойств паяных соединений,
выполненных припоем ПЖК-1000 63
3.2. Особенности формирования структуры и свойств паяных соединений,
выполненных припоем ВПр51 72
4 Анализ результатов и технические рекомендации 78
Заключение 80
Список использованных источников 82
📖 Введение
Для производств химической продукции огромной мощности преимущественное распространение составили многорядные прямоточные печи с верхним пламенным обогревом. Такая печь максимальное обязательное оборудование на любом химическом предприятии для производства таких продуктов как аммиак, сероводород и метанола.
Реакционная часть промышленных печей для реализации процесса парового риформинга рассчитана на то, чтобы получить конвертированный газ из смеси водяного пара под давлением и природного газа в обогреваемых реакционных трубах. Данная реакционная система печи может быть использована, как при модернизации и усовершенствования старых установок риформинга, так и при строительстве современных высокопроизводительных установок для производства аммиака и других газов.
Печь состоит из двух секций, радиационной и конвекционной со встроенным вспомогательным котлом. В радиационных камерах расположены реакционные трубы, по 213 штуки в каждой. Трубы параллельно размещены в два вертикальных ряда. Смесь водяного пара и газа из входного коллектора равномерно разделяется между всеми вертикально расположенными реакционными трубами.
Секция, в которой происходит реакция риформинга, состоит из труб, которые соединены при помощи сварки между собой. Реакционные трубы - главная часть всех установок по производству получения продуктов нефтехимии.
Трубные заготовки, которые рассчитаны для создания змеевиков трубчатых печей, производят из высоколегированного жаропрочного и коррозионно- стойкого хромо - никелевого сплава методом центробежного литья.
Продолжительность работы реакционных труб на агрегатах аммиака и метанола, которые работают при высоких температурах в агрессивных средах, составляет от 20000 до 65000 часов. После окончания срока службы реакционные секции меняют, из - за того, что быстро снижается прочность металла. А это нередко влечет к аварийной поломке трубы и выходу из строя всей установки.
Хромо-никелевые сплавы характеризуются очень высокой химической стойкостью. Поэтому совсем недавно они приобрели массовое увеличение потребление в различных отраслях химической промышленности. Металлические сплавы, в основе которых лежит никель, и содержащие большое количество легирующих элементов, наряду с очень высокой жаропрочностью и стойкостью против окисления при высоких температурах характеризуются и весьма высокой стойкостью против действия коррозии применительно к большинству агрессивных сред (газовые, соляные и жидкометаллические).
Специфика соединения хромо-никелевых сплавов определяется, прежде всего, свойствами и особенностями формирования соединений жаропрочных и коррозионно-стойких сталей.
Используемая в настоящее время технология соединения с помощью ручной аргонодуговой сварки на сегодняшний день самая применяемая, но обладающая рядом недостатков: учитывая особенности конструкции она является очень трудоемкой (высокие требования к квалификации сварщика, низкая производительность) и не обеспечивающей необходимого качества сварных соединений и, как следствие, характеризующаяся значительными расходами на исправление дефектов.
Цель проекта заключается в улучшении качества соединения изготовленных элементов для реакционной секции, путем замены способа соединения.
Реакционная часть промышленных печей для реализации процесса парового риформинга рассчитана на то, чтобы получить конвертированный газ из смеси водяного пара под давлением и природного газа в обогреваемых реакционных трубах. Данная реакционная система печи может быть использована, как при модернизации и усовершенствования старых установок риформинга, так и при строительстве современных высокопроизводительных установок для производства аммиака и других газов.
Печь состоит из двух секций, радиационной и конвекционной со встроенным вспомогательным котлом. В радиационных камерах расположены реакционные трубы, по 213 штуки в каждой. Трубы параллельно размещены в два вертикальных ряда. Смесь водяного пара и газа из входного коллектора равномерно разделяется между всеми вертикально расположенными реакционными трубами.
Секция, в которой происходит реакция риформинга, состоит из труб, которые соединены при помощи сварки между собой. Реакционные трубы - главная часть всех установок по производству получения продуктов нефтехимии.
Трубные заготовки, которые рассчитаны для создания змеевиков трубчатых печей, производят из высоколегированного жаропрочного и коррозионно- стойкого хромо - никелевого сплава методом центробежного литья.
Продолжительность работы реакционных труб на агрегатах аммиака и метанола, которые работают при высоких температурах в агрессивных средах, составляет от 20000 до 65000 часов. После окончания срока службы реакционные секции меняют, из - за того, что быстро снижается прочность металла. А это нередко влечет к аварийной поломке трубы и выходу из строя всей установки.
Хромо-никелевые сплавы характеризуются очень высокой химической стойкостью. Поэтому совсем недавно они приобрели массовое увеличение потребление в различных отраслях химической промышленности. Металлические сплавы, в основе которых лежит никель, и содержащие большое количество легирующих элементов, наряду с очень высокой жаропрочностью и стойкостью против окисления при высоких температурах характеризуются и весьма высокой стойкостью против действия коррозии применительно к большинству агрессивных сред (газовые, соляные и жидкометаллические).
Специфика соединения хромо-никелевых сплавов определяется, прежде всего, свойствами и особенностями формирования соединений жаропрочных и коррозионно-стойких сталей.
Используемая в настоящее время технология соединения с помощью ручной аргонодуговой сварки на сегодняшний день самая применяемая, но обладающая рядом недостатков: учитывая особенности конструкции она является очень трудоемкой (высокие требования к квалификации сварщика, низкая производительность) и не обеспечивающей необходимого качества сварных соединений и, как следствие, характеризующаяся значительными расходами на исправление дефектов.
Цель проекта заключается в улучшении качества соединения изготовленных элементов для реакционной секции, путем замены способа соединения.
✅ Заключение
Припой ВПр51 в виде аморфных лент - благодаря своим свойствам, таким как смачиваемость, растекаемость, капиллярность - позволяет ограничить эрозию основного материала на уровне 3-5% при сниженной до 1040-1О8О°С температуре пайки. При пайке тонкостенных элементов конструкций из коррозионностойких сталей значения прочности паяного шва при его испытании на срез составили ~ (510-570) и ~ (330-340) МПа при 20 и 600°С соответственно. Предел прочности образцов, паянных встык, составил ~ (575-600) и ~ (260-300) МПа при 20 и 600°С соответственно.
Фрактографический анализ изломов паяных образцов показал мелкоямочную структуру поверхности разрушения, характерную для пластичного излома. Полученные результаты свидетельствуют о возможности и перспективности применения припоя марки ВПр51 для пайки тонкостенных элементов, выполненных из коррозионностойких сталей [35].
1. Проведенные исследования паяных соединений жаропрочного хромо-никелевого сплава показали, что применение борсодержащего припоя Pd-Ni- Cr-B не позволяет получить требуемую прочность и пластичность паяных соединений как при комнатной, так и при повышенной температуре.
2. Установлено, что при определении кратковременной прочности на
растяжение при комнатной температуре увеличение времени пайки (с 5 до 10 мин) приводит к повышению средней прочности на растяжение при использовании промышленного (№ 1) и опытного (№ 3) припоев соответственно на 2,7 и 4,7 %.
3. Определено, что максимальную кратковременную прочность на растяжение 1310 МПа (при Тисп = 20°С) получили при пайке жаропрочного хромо-никелевого сплава промышленным припоем на базе системы Pd-Ni- Cr-Si. Однако при испытаниях на длительную прочность паяные соединения имели недостаточный рабочий ресурс в интервале 29 - 60 ч.
4. Опытный припой Pd-Ni-Cr-Ge обеспечивает кратковременную прочность на разрыв на уровне основного металла 1230 - 1290 МПа и показывает стабильные результаты при испытаниях на длительную прочность при температуре 550°С и нагрузке 785 МПа. Паяные образцы не разрушались даже после 112 и 132 ч испытаний, что превысило требуемый ресурс более, чем вдвое [40].
Из проанализированных результатов можно предположить, что к нашему сплаву 45Х25Н35БС возможно применение технологии пайки в вакуумной печи типа СШВ - 8.12/13 ЭМ1 и припоя ВПр51.
Фрактографический анализ изломов паяных образцов показал мелкоямочную структуру поверхности разрушения, характерную для пластичного излома. Полученные результаты свидетельствуют о возможности и перспективности применения припоя марки ВПр51 для пайки тонкостенных элементов, выполненных из коррозионностойких сталей [35].
1. Проведенные исследования паяных соединений жаропрочного хромо-никелевого сплава показали, что применение борсодержащего припоя Pd-Ni- Cr-B не позволяет получить требуемую прочность и пластичность паяных соединений как при комнатной, так и при повышенной температуре.
2. Установлено, что при определении кратковременной прочности на
растяжение при комнатной температуре увеличение времени пайки (с 5 до 10 мин) приводит к повышению средней прочности на растяжение при использовании промышленного (№ 1) и опытного (№ 3) припоев соответственно на 2,7 и 4,7 %.
3. Определено, что максимальную кратковременную прочность на растяжение 1310 МПа (при Тисп = 20°С) получили при пайке жаропрочного хромо-никелевого сплава промышленным припоем на базе системы Pd-Ni- Cr-Si. Однако при испытаниях на длительную прочность паяные соединения имели недостаточный рабочий ресурс в интервале 29 - 60 ч.
4. Опытный припой Pd-Ni-Cr-Ge обеспечивает кратковременную прочность на разрыв на уровне основного металла 1230 - 1290 МПа и показывает стабильные результаты при испытаниях на длительную прочность при температуре 550°С и нагрузке 785 МПа. Паяные образцы не разрушались даже после 112 и 132 ч испытаний, что превысило требуемый ресурс более, чем вдвое [40].
Из проанализированных результатов можно предположить, что к нашему сплаву 45Х25Н35БС возможно применение технологии пайки в вакуумной печи типа СШВ - 8.12/13 ЭМ1 и припоя ВПр51.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.