РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1.1 Теоретические и технические основы закалки труб 8
1.2 Малоуглеродистые легированные стали для термически обрабатываемых
труб 23
1.3 Постановка задачи исследования 31
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКАЛКИ ТРУБ ПРИМЕНЯЕМОЙ НА ОАО
«ЧТПЗ» ИЗ СТАЛИ 20ХГ2Б 35
2.1 Физические и кинетические параметры процесса 35
2.2 Разработка математической модели исследуемого процесса 41
2.3 Результаты моделирования процесса закалки труб 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Известно, что месторождения нефти и газа в России расположены гораздо дальше от потребителей, чем в любой другой стране мира, поэтому эффективность и надежность функционирования нефтяной и газовой промышленности во многом зависят от надежной и безопасной работы трубопроводных систем.
Труба - цилиндрическое длинномерное изделие. Особенность этого вида изделия в том, что оно имеет гораздо большую длину по сравнению с диаметром. Из-за этого создаются трудности в обеспечении равномерных свойств и структуры по всему объему изделия при сварке и термической обработке.
Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности к трубам предъявляются следующие требования: повышенные прочностные свойства при нормальных и низких температурах, высокий запас пластичности при нормальных и низких температурах, высокая конструктивная жесткость, высокая вязкость, стойкость к усталостному разрушению, высокое сопротивление развитию и распространению трещин, высокая коррозионная стойкость.
В связи с этим они должны изготавливаться из материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью и хладостойкостью, хорошей свариваемостью, высокими пределами прочности, пределами текучести, достаточной пластичностью и высоким сопротивлением хрупкому разрушению.
Содержание углерода в стали труб лимитируется необходимостью обеспечения, с одной стороны, вязкости материала и удовлетворительной его свариваемости, а с другой - достаточного уровня прочности основного металла трубы. С повышением содержания углерода снижается пластичность и вязкость стали, ухудшается сопротивление хрупкому разрушению.
Повышение прочности может достигаться легированием. В этом случае содержание углерода для обеспечения более высокой вязкости может быть снижено до 0,05%.
С помощью легирования достигается значительное повышение уровня свойств стали. Однако в материале для изготовления труб уровень легирования должен быть рациональным вследствие крайне высокой металлоемкости трубной промышленности и необходимости снижения стоимости продукции для обеспечения экономической эффективности ее производства.
Основной целью работы является разработка принципов термической обработки, обеспечивающей повышение ударной вязкости при отрицательных температурах легированных трубных сталей и, прежде всего, за счет применения нагрева и охлаждения из надкритического интервала температур, а также разработке методов расчета коэффициента теплообмена при охлаждении труб в спокойной воде и достигаемых при этом скоростей охлаждения.
На основании анализа литературных данных определены эмпирические зависимости коэффициента теплоотдачи при охлаждении тела в спокойной воде от температуры его поверхности и температуры воды.
На основании литературного обзора трубы из этой стали необходимо подвергать упрочняющей термической обработке для получения требуемых механических свойств по группе прочности "Д", ГОСТ 633-63.
Разработана конечно-разностная модель процесса охлаждения труб в воде, позволяющая рассчитать кривую охлаждения в любой точке сечения при заданных геометрических размерах трубы и температуре охлаждающей воды.
Сделаны количественные оценки охлаждения труб с разной толщиной стенки. Показано, что скорость охлаждения в центре сечения трубы с толщиной стенки 24 мм близка к критической скорости закалки применяемой на ОАО «ЧТПЗ» стали 20ХГ2Б, и даже небольшие колебания технологических параметров могут приводить к появлению в структуре продуктов диффузионного распада, поэтому для достижения надёжных результатов закалки для труб указанного сечения желательно использовать стали с более высоким содержанием легирующих элементов (например, 20ХГ2БМ).
