В настоящее время на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии широко используются толстостенные трубопроводы из жаропрочных хромистых сталей. Эти стали характеризуются достаточно высокой теплопроводностью и релаксационной способностью, сравнительно низким относительным коэффициентом линейного расширения, длительной термической стабильностью при рабочих температурах эксплуатации и возможностью изменения механических свойств в широких пределах с помощью термической обработки.
Склонность к воздушной закалке и фазовые превращения мартенситного характера существенно усложняют технологический процесс изготовления сварных изделий.
Неблагоприятная реакция на термодеформационный цикл сварки, выражающаяся в образовании закалочных неравновесных структур в этих прослойках, влияет на эксплуатационную надежность сварных конструкций, снижая трещиностойкость, ограничивая деформационную способность и повышая склонность к хрупким разрушениям. Одной из причин разрушений в области сварных соединений таких трубопроводов может стать наличие в них более твердых и хрупких участков металла склонных к образованию дефектов. Неоднородность структуры таких сварных соединений создает концентрацию дополнительных остаточных напряжений, приводит к снижению технологической прочности.
Использование полуавтоматической сварки в среде СО2 обеспечивает получение достаточно качественных сварных соединений. В процессе сварки капельный перенос металла переходит в струйный, что позволяет увеличить производительность сварки и уменьшить разбрызгивание металла. Смесь аргона Аr с 20%-м углекислым газом СО2 также применяют при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей.
В работе исследовались различные режимы сварки жаропрочной хромистой стали 15Х5М с целью подбора оптимального. Проведен металлографический анализ исследуемых образцов, выявлены изменения значения микротвердости сварного соединения в зоне термического влияния и сварного шва.
Список литературы
1. Кремчеева Д.А., Кремчеев Э.А. Сварка магистральных трубопроводов// Современные инновации. – 2016. – № 5 (7). – С. 7-10.
2. Using friction welding for producing heat exchanger equipment from martensitic 15KH5M steel / D.S. Mulikov, R.G. Rizvanov, D.V Karetnikov., A.M. Fayrushin // Welding International. – 2017. – V. 31. – No 3. – P. 247-250. - http://doi.org/10.1080/09507116.2016.1243756
3. Халимов А.Г., Ибрагимов И.Г., Халимов А.А. Работоспособность сварного оборудования из жаропрочных хромистых сталей. – СПб.: Недра, 2008. – 412 с.
4. Халимов А.А., Жаpинова Н.В. Оптимизация технологии высокотемпеpатуpной теpмической обpаботки сваpных соединений из хpомистых жаpопpочных сталей // Технология машиностроения. – 2009. – № 10. – С. 19-25.
5. Ямилев М.З., Тигулев Е.А., Распопов А.А. Оценка степени контактного упрочнения сварных соединений трубных сталей // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 3. – С. 252-262. – https://doi.org/10.28999/2541-9595-2020-10-3-252-262
6. Зорин Е.Е., Пирожков В.Г., Зорин Н.Е. Оперативная диагностика состояния металла сварных конструкций (в процессе длительной эксплуатации) // Нефть, газ и бизнес. – 2009. – № 7-8. – С. 67-73.
7. Определение влияния механической неоднородности на напряженно-деформированное состояние сварного соединения с трещиноподобным дефектом / М.З. Ямилев, Е.А. Тигулев, Т.И. Безымянников [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2022. – Т. 12. – № 3. – С. 277-283. - https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-3-277-283
8. Зорин Е.Е., Студенов Е.П. Влияние сложного напряженно-деформированного состояния на физико-механические характеристики трубных сталей // Нефтяное хозяйство. – 2020. – № 9. – С. 133-135. - https://doi.org/10.24887/0028-2448-2020-9-133-135
9. Зорин Н.Е., Зорин Е.Е. Современные материалы. Низколегированные и высокопрочные конструкционные стали нефтегазового сортамента и технология их сварки. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2015. – 68 c.
10. Сварка нагревателей из стали Х5М / С.Н. Левицкий, В.Н. Тимофеев, Н.Б. Лукодьянов, Л.Н. Тайц // Сварочное производство. – 1966. – № 7. – C. 28-29.
11. Fairushin A.M., Kinev S.A., Zaripov M.Z. Effect of vibration treatment during welding on technological strength of chromium martensitic steel P91 // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. – Krasnoyarsk, 2021. – P. 12178. - https://doi.org/10.1088/1757-899X/1047/1/012178
12. Ресурсосберегающая технология изготовления и ремонта нефтегазохимического оборудования из жаропрочных хромистых сталей /А.Г. Халимов,
Р.С. Зайнуллин, А.А. Халимов [и др.] // Нефтегазовое дело. –2003. – Т. 1. – C. 279-289.
13. Обеспечение технологической прочности сварных соединений из мартенситных хромистых сталей типа 15Х5М / А.А. Халимов, Н.В. Жаринова, А.Г. Халимов, А.М. Файрушин // Нефтегазовое дело. – 2012. – Т. 10. – № 3. – С. 102-108.
14. Исследование напряженного состояния механически неоднородных сварных соединений магистральных трубопроводов с поверхностным трещиноподобным дефектом / Е.А. Тигулев, И.Ф. Кантемиров, А.А. Распопов, М.З. Ямилев // Нефтяное хозяйство. – 2021. – № 5. – С. 122-126.
15. Файрушин А.М., Тукаев Р.Ф., Аллабердин И.З. Исследование структуры, механохимических характеристик и формы сварного шва, выполненного лазерной сваркой // Нефтегазовое дело. – 2020. – Т. 18. – № 6. – С. 130-136. - https://doi.org/10.17122/ngdelo-2020-6-130-136
16. Tokarev A.S., Karetnikov D.V., Fairushin A.M. Evaluation of vibration treatment effect on mechanical properties of welded joints of steel pipes 5CRMO16// IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Science and Technology Conference «Earth Science» – Chapter 2. – 2021. – P. 032048. - https://doi.org/10.1088/1755-1315/666/3/032048
17. Микротвердомер ПМТ- 3М. - https://www.lomo.ru/production/grazhdanskogo-naznacheniya/mikroskopy/mikroskopy-tekhnicheskie/pmt-3m/
