Введение 4
Глава 1 Особенности сварки нержавеющих и жаростойких сталей 8
1.1 Описание теплообменника печи дожита хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых тазов 8
1.2 Материалы и особенности сварных соединений теплообменника 13
1.3 Особенности сварки нержавеющих и жаростойких сталей 16
1.4 Анализ способов ремонтной сварки и наплавки сталей 17
Глава 2 Технологическая подготовка деталей к восстановлению и методы устранения дефектов 26
2.1 Подготовка деталей к восстановлению 26
2.2 Дефекты появляющиеся при сварке нержавейки и жаропрочных сталей 30
2.3 Исследование причин и механизма возникновения холодных трещин 32
2.4 Характеристика существующих способов устранения процесса появления холодных трещин 33
Глава 3 Исследование сварных соединений сталей NIMONIC 75 и 12Х18Н10Т 36
3.1 Формирование математической модели образования холодных трещин 36
3.2 Определения свариваемости 38
3.3 Физико-механические свойства и химический состав исследуемых материалов 46
3.4 Экспериментальные сварочные мероприятия 54
3.5 Дефектоскопия полученных образцов сварного соединения исследуемых сталей 62
Глава 4 Практическая реализация предложенной технологии восстановительных сварочных работ 64
4.1 Практическая реализация 64
4.2 Технологический процесс восстановительных работ 64
Заключение 70
Список используемой литературы 72
Приложение А Технологическая карта на ремонт теплообменника 76
Приложение Б Расчет экономического эффекта от внедрения ремонта теплообменника 80
Приложение В Заключение контроля цветной дефектоскопии 84
Приложение Г Заключение о качестве сварных швов методом просвечивания 85
Приложение Д Акт приемки-передачи выполненных работ по ремонту теплообменника 86
Купить

На сегодняшний день не только экономическое, но и политическое значение нефтегазового производства для страны трудно переоценить. Бурное развитие предприятий нефтегазовой отрасли требует постоянной работы по совершенствованию технологий переработки, транспортировки и утилизации как готовых, так и переработанных продуктов.
Эта задача особенно актуальна в свете осуществляемых в России ряда крупнейших нефтегазопроводных проектов. Известно, что на современном этапе развития технологии строительства нефтегазоперерабатывающих предприятий сварной способ соединения секций является основным. «Основой безопасной эксплуатации нефтегазоперерабатывающих установок является качество проведения сварочных работ наряду с другими влияющими факторами» [1].
В настоящее время для строительства трубопроводов применяются стальные бесшовные и электросварные (прямо- и спирально-шовные) трубы в большинстве своем изготовленные из низколегированных сталей, в том числе с термическим и термохимическим упрочнением марок 17ГС, 10Г2БТЮ и пр.; аустенитные нержавеющие стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н11 и пр.; высокотемпературные сплавы (на основе Ni) 55Х20Г9АН4, Nimonic 75 и др.
Актуальность темы. Теплообменник используется в составе печи дожига хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых газов, для охлаждения «камеры сгорания». Работа этого агрегата происходит в условиях высокой температуры и давления. Имеет смысл решить проблему получения качественного сварного шва, наличие дефектов в узлах этого оборудования может привести к разрушению установки, что может привести к утечкам серы, привести к затратам на важное оборудование, аварии. на работе и с потерей человеческих жизней.
Цель работы: Снижение себестоимости восстановительных работ по устранению нарушенного технологического процесса регенерации газа в печи, путем проведения ремонта трубчатого теплообменника и исследования технологии аргонодуговой сварки стали NIMONIC 75 и 12Х18Н10Т.
Для достижения этой цели в магистерской работе были решены следующие задачи:
1. Рассмотрение возможных дефектов сварных соединений нержавеющих и жаропрочных сплавов узлов теплообменника печи дожига хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых газов.
2. Расчет себестоимости восстановительных работ.
3. Изготовление сварных соединений аргонно-дуговой сваркой (TIG) нержавеющих и жаропрочных сплавов на «натурных имитаторах» узлов теплообменника печи дожига хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых газов.
4. Исследования в области материаловедения полученных сварных швов.
5. Рассмотреть существующие методы дефектоскопии полученных сварных соединений и оценка их применяемости при ремонтно­восстановительных работах.
6. Проведение анализа параметров сварочных режимов и выбор наилучшего параметра для получения высококачественного сварного соединения.
Объект исследования: сварные швы натурных узлов теплообменника печи дожига хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых газов.
Предмет исследования: лабораторные материаловедческие исследования структуры, состава и свойств материала полученных сварных швов; возможные дефекты сварного соединения; режим сварки.
Научная новизна:
1. Исследованы закономерности образования дефектов сварных швов при аргонно-дуговой сварке нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов малой толщины от 3 до 10 мм.
2. Впервые установлены особенности формирования неразъемных соединений разнородных сталей полученных аргонно-дуговой сваркой: «склонность к межкристаллитной коррозии сварных швов вследствие выделения из аустенита богатого хромом феррита, а не карбидов Cr».
Достоверность полученных результатов изучения данной темы подтверждается тем, что при контроле полученных сварных соединений применялись рекомендованные методы: рентгенографическая дефектоскопия на импульсном рентгеновском аппарате ПИОН-2М; а также капиллярная дефектоскопия, с использованием проникающего раствора: пенетрант SHERWIN (DUBL-CHEK) DP-51, смывки: очиститель SHERWIN (DUBL- CHEK) DR-60, проявляющего раствора: проявитель SHERWIN (DUBL- CHEK) D-100. Результаты исследования подтверждены успешным использованием печи дожига хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых газов на производстве.
Практическая значимость:
1. На основании исследований выявлены причины образования дефектов сварных швов, полученных аргонодуговой сваркой, и найдены оптимальные способы, позволяющие получить качественные сварные соединения сплавов 12Х18Н10Т и NIMONIC 75.
2. Выявлены особенности формирования и исполнимость бездефектного сварного шва толщиной 3 мм методом TIG при сварке тонкостенных труб из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и толстостенных оболочек теплообменника из жаропрочной стали NIMONIC 75.
3. Представленные результаты по аргонно-дуговой сварке нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов внедрены на нефтегазоперерабатывающем предприятии.
Личный вклад в исследовательскую работу состоит в постановке целей и задач при изучении данной темы, в проведении лабораторных исследований сварных соединений, изучении влияния параметры сварки на механические характеристики, структуру и химический состав сварного шва, выборе оптимальных параметры сварки, разработке мероприятий по повышению качества сварных соединений жаропрочной и нержавеющей стали при аргонно-дуговой сварке деталей теплообменника печи дожига хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых газов методом Клауса.
В приложении Д представлен акт выполненных работ по сварному соединению деталей теплообменника печи дожига хвостовых сероводородсодержащих и нефтезависимых газов с использованием полученных результатов.
Купить