Сварка двухслойной стали
Двухслойные стали представляют собой низко - углеродистую или низколегированную сталь толщиной свыше 6 мм, покрытую слоем (1,5—6 мм) высоколегированной стали.
Применение двухслойной стали вместо высоколегированной позволяет снизить расход высоколегированной стали до 70 % от массы изделия. Одним из наиболее распространенных типов конструкций, изготовляемых из двухслойной стали, являются сосуды различного назначения с внутренним слоем из коррозионно-стойкой и
несущим из низкоуглеродистой или низколегированной стали. В практике применяются три метода получения плакированного слоя:
I) футеровка листами из коррозионно-стойкой стали внутренней поверхности сосуда;
2) применение листов двухслойной стали;
3) наплавка коррозионно-стойкого слоя.
Футеровка применяется в конструкциях, не испытывающих воздействия значительных температур или динамических напряжений, так как при этом связь между защитным и основным нагруженным слоем осуществляется лишь в отдельных участках, как это имеет место при изготовлении шаровой регенерационной цистерны из стали марки 20К толщиной 26 мм с облицовкой из стали марки 10Х17Н13М2Т толщиной 2 мм (рис. 142).
Технологический процесс футеровки предусматривает разбивку облицовочной поверхности цистерны на 20 контрольных зон, каждая из которых состоит из двух
трех карт. Крепление деталей облицовки к корпусу цистерны и между собой в процессе сборки обычно производится прихватками, выполняемыми электродами типа Э-10Х25Н13Г2 марки УОНИ-13НЖ2. А поперечные швы (А—А), соединяющие детали карт в пределах контрольных зон, следует выполнять аргонодуговой сваркой не - плавящимся вольфрамовым электродом с применением присадки из проволоки Св-04Х 19Н11МЗ диаметром 3 мм (рис. 142, а).
Эти соединения должны быть совершенно плотными и стойкими против межкристаллитной коррозии. Продольные соединения карт в пределах контрольных зон Свариваются между собой внахлестку (рис. 142, б), но для этого продольные кромки карт, прилегающие к корпусу, приваривают к нему вручную прерывистым швом п (для создания условий проведения испытаний на непроницаемость всей зоны (электродами типа Э-10Х25Н13Г2), а продольную кромку карт, располагающуюся на поверхности соседней смежной карты, приваривают к ней сплошным швом т аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом без присадочного металла.
Поперечные стыковые соединения (рис. 142, в), разделяющие контрольные зоны, выполняют сплошными швами электродами типа Э-10Х25Н13Г2, а приварку накладок на эти швы — неплавящимся вольфрамовым электродом в аргоне без присадочного материала.
Для плотного прилегания облицовки к корпусу предусмотрено выполнение нахлесточных соединений по отверстиям шириной 10 мм и длиной 60 мм (рис. 142, г), расположенным так, чтобы расстояние между точками крепления в любом направлении не превышало 350 мм. Выполняются нахлесточные соединения в удлиненных
отверстиях в четыре-шесть проходов, нижние проходы -
электродами типа Э-10Х25Н13Г2, верхние — электродами типа Э-08Х17Н8М2.
Стоимость облицовочной шаровой цистерны ниже стоимости такой же цистерны, изготовленной из двухслойной стали марок 16ГС + 08Х17Н13М2Т на 38 % (по данным треста Союзбуммонтаж). Но надо полагать, что по мере увеличения выпуска двухслойной стали, снижения ее стоимости и увеличения ее стойкости к межкристаллитной коррозии, вероятно, станет экономически и технологически более выгодным изготавливать шаровые емкости из двухслойной стали.
Основные особенности сварки двухслойной стали рассмотрим на примере выполнения стыковых соединений при толщине основного слоя из низкоуглероднстой стали 16 мм и плакированного слоя толщиной 4 мм из стали марки 08Х18Н10Т. При заготовке деталей под сварку подготовка кромок стыковых соединений должна производиться на кромкострогальных станках.
Возможно применение ручной и механизированных способов сварки с применением для основного слоя сварочных материалов, обеспечивающих механические свойства, близкие к свойствам металла основного слоя. Для механизированных способов сварки легированного слоя
Рис. 143. Схема части легли трубопро вода ГЦК: / — корпус реактора; // — задвижка; 1—5 монтажные стыки
из стали марки 08Х18Н10Т следует применять сварочную проволоку, а для ручной сварки — электроды, содержащие относительно большее количество легирующих примесей (Cr, Ni), чтобы получить наплавленный металл (с учетом его разбавления металлом основного слоя), близкий к химическому состазу легированного слоя, за исключением случаев сварки плакированного слоя из стали марок 08X12, 06X13, когда это требование не выдвигается, так как плакированный слой в этом случае сваривается аустенитными электродами.
Технологию сварки труб из плакированной стали марок 10ГН2МФА и ЭИ-898 рассмотрим применительно к сварке трубопровода главного циркуляционного контура, соединяющей основное оборудование первого контура атомной электростанции (реактор, парогенераторы) и главные циркуляционные насосы.
Главный циркуляционный трубопровод реактора ВВЭР-1000 состоит из четырех петель (15 сварных стыков) и собирается из труб диаметром 850 мм (рис. 143). Сварка трубопровода осуществляется в два этапа. Иа первом этапе укрупняются блоки. Из 44 стыков при укрупнении выполняют 8—16 стыков. Стыки сваривают в следующей последовательности. Сначала снаружи стыка выполняют аргонодуговой сваркой корень шва (рис. 144) с присадочной проволокой Св-08Г2С. Затем корень ц'ва
12 думов с. и. 353
просвечивают и исправляют дефекты. Далее стык подогревают до 150—250 °С и заполняют разделку электродами ПТ-30. Сварка ведется непрерывно до полного заполнения разделки (до 5 сут). Для более эффективного
использования рабочего времени одновременносваривают два стыка, т. е. в период зачистки механической зачистки слоя усиления слесарями сварщики сваривают слой на другом, рядом
расположенном стыке.
Предварительный и сопутствующий подогрев стыков, термический отдых и термическая обработка выполняются индукционным способом. Весь период сварки температура стыка должна сохраняться и во время вынужденных перерывов. После окончания сварки перлитной части стыка вы-
Таблица 61. Подготовка кромок и последовательность выполнения стыковых швов соединения из двухслойной стали
полняюгся операции термического отдыха, контроля п исправления дефектов. Заварку выборок после удаления дефектов необходимо производить с предварительным и сопутствующим подогревом.
По окончании сварки перлитной части стыка соединения подвергают местной термической обработке по режиму высокого отпуска. После сдаточного контроля перлитной части стыка выполняют сварку плакированного слоя. Сварка ведется изнутри трубопровода электродами марки ЗИО-8 типа Э10Х25Н13Г2. Затем выполняется зачистка шва и сдаточный контроль плакированного слоя.
Некоторые возможные формы подготовки кромок и последовательность заполнения швов стыковых соединений двухслойной стали приведены в табл. 61.