Аннотация 2
Пояснительная записка 2
Календарный план 5
Введение 8
1.1 Сущность процесса сварки металла 9
1.2 Влияние несплошностей на работоспособность сварных соединений 11
2.1 Описание стали 12Х1МФ 14
2.2 Упрочнение стали 15
3 Сварные соединения из стали 12Х1МФ 19
3.1 Требования к сталям паропроводов 19
3.2 Технологический процесс сварки теплоустойчивых низколегированных
сталей 19
3.3 Формирование и строение сварного соединения из стали 12Х1МФ 22
3.4 Перегрузки, функционирующие в паропроводе 26
3.5 Обстоятельства дефектов паропроводов 27
4. Дефекты 28
4.1Типы, а также систематизация повреждений сварных сочетаний 29
4.2 Эксплуатационные дефекты 31
5 Эксплуатационные повреждения сварных соединений 34
5.1 Классификация повреждений 34
5.2 Повреждения, связанные с нарушением технологического процесса.. ..40
5.3 Зарождение, рост пор и трещин 43
6. Критерий разрушения сварных стыковых соединений с внутренними дефектами 48
7. Контроль сварных
соединений 52
7.1 Эксплуатационный контроль сварных
соединений 52
7.2 Методы неразрушающего
контроля 57
7.2.1 Методы контроля проникающими
веществами 57
7.2.2 Магнитные
методы 60
7.2.3 Рентгенодефектоскопия 63
7.2.4 Ультразвуковой
контроль 65
7.3 Основные факторы, определяющие выбор метода контроля 67
7.4 Условия
контроля 68
8.1 Термическая обработка 69
8.2 Процесс термической обработки сварных соединений 70
9. Контроль металла на рефтинской
ГРЭС 72
Вывод 81
Список литературы 82
Контроль качества присутствует на всех стадиях производства. Отклонение от расчетных норм может привести к аварии, поломке дорогостоящего оборудования и к человеческим жертвам. Процесс производства изделий из стали многостадийный и сложный, сопровождающийся непосредственным контролем за соблюдением технологии на всех этапах производства. Технология процесса формирования сварного соединения можно отнести к последнему этапу производства конструкции трубопровода, перед вводом его в эксплуатацию, так же сопровождается контролем: за соблюдением исправного состояния сварочного оборудования и материалов, поддержания температурного режима подогрева изделия перед сваркой (если таковая требуется), послесварочной термической обработки. Пренебрежение любого из этих этапов может привести к образованию дефекта в сварном соединении и как следствие выхода из строя всего узла.
В процессе эксплуатации на трубопровод пара и горячей воды воздействуют разнообразные нагрузки, такие как давление рабочей среды, температура масса трубопровода и среды и др. Исходя из взаимодействия всех этих факторов рассчитывается номинальная толщина трубопровода, данные расчеты ведут с небольшим припуском. При конструировании трубопроводов ее элементы сваривают путем создания неразъемных соединений нагрева под действием внешнего источника энергии. Данный процесс называется сваркой, а неразъемное соединение - сварным швом. Работоспособность и долговечность сварных швов напрямую зависит от уровня дефектности изделия.
Резюмируя результаты анализа особенностей повреждения сварных соединений, следует подчеркнуть комплексность и взаимосвязанность причин, вызывающих эти повреждения и снижающих тем самым эксплуатационную надежность сварных конструкций. Из результатов статистического анализа, проведенного ВТИ на массиве примерно 150 тыс. сварных соединений около 1500 паропроводов 92 ТЭС с наработкой до 300 тыс. ч, установлено влияние следующих факторов на повреждаемость сварных соединений:
1. температурные условия ползучести. Так, с увеличением температуры эксплуатации с 510 до 545-560 °C повреждаемость возрастает на порядок;
2. конструкционный фактор. В среднем 95% повреждений приходится на сварные соединения с повышенной концентрацией напряжений. К ним относятся штуцерные, тройниковые и стыковые сварные соединения разнотолщинных трубных элементов, объем которых в общем количестве сварных соединений паропровода является небольшим и составляет лишь 10-20%. Около 5% повреждений отмечается по стыковым сварным соединениям паропроводных труб одинаковой толщины и их повреждения, главным образом, связаны с экстремальными условиями эксплуатации;
3. технологический фактор, обусловленный неоднородностью структуры и свойств по зонам сварного соединения. Примерно 92-95% повреждений развиваются по разупрочненной прослойке металла ЗТВр.п и около 5-8% повреждений — по металлу шва. Технологический фактор как причина повреждений реализуется, как правило, в сочетании с действием эксплуатационного фактора в условиях повышенного нагружения, превышающего нормативные уровни нагрузок.
В заключение нужно отметить, что повреждения сварных соединений с образованием сквозных трещин (разуплотнение в виде «свища») в эксплуатирующихся паропроводах вызвано следующими причинами: 46% связано с дефектами сварки (со скрытыми дефектами, обусловленными структурной, химической и механической неоднородностью металла по зонам), 33% — вследствие исчерпания ресурса и 21% — действием
повышенных (непроектных) напряжений.
