Повышение однородности структуры и механических свойств сварных соединений из сталей 20 и 30ХГСА в режиме сверхпластической деформации
Диссертация
Рентгеноструктурные исследования позволили провести оценку микронапряжений кристаллической решетки металла в зоне термического влияния сварных соединений. Установлено, что для сварных соединений из стали 20 все виды послесварочной обработки приводят к снижению микронапряжений, причем их минимальные значения наблюдаются после прокатки роликами в режиме сверхпластической деформации (е = 20%). Для… Читать ещё >
Содержание
- 1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи исследования
- 1. 1. Сосуды и аппараты, работающие под давлением в 11 нефтегазовой отрасли и свойства их сварных элементов
- 1. 2. Анализ случаев отказа сосудов, работающих под давлением
- 1. 3. Способы послесварочной обработки сварных соединений из 21 углеродистых и низколегированных сталей
- 1. 3. 1. Термическая обработка сварных соединений
- 1. 3. 2. Термоциклическая обработка сварных соединений
- 1. 3. 3. Пластическое и сверхпластическое деформирование 31 сварных соединений
- 1. 4. Цель и задачи исследования
- 2. Материал и методы исследований
- 2. 1. Подготовка образцов сварных соединений для исследований
- 2. 2. Способы послесварочной обработки
- 2. 2. 1. Прокатка роликами сварных образцов по режиму СПД
- 2. 2. 2. Осадка сварных образцов в режиме СПД
- 2. 2. 3. Отжиг сварных образцов
- 2. 2. 4. Термоциклическая обработка сварных образцов
- 2. 3. Методы исследований
- 2. 3. 1. Испытание на растяжение
- 2. 3. 2. Определение твердости и микротвердости
- 2. 3. 3. Металлографические исследования
- 2. 3. 4. Коррозионные испытания
- 2. 3. 5. Рентгеноструктурный анализ
- 3. 1. Влияние схемы деформирования в режиме СПД на 57 изменение микротвердости и твердости в области сварного шва сталей 20 и ЗОХГСА
- 3. 2. Влияние прокатки роликами в режиме СПД на механические 63 свойства зон сварного соединения сталей 20 и ЗОХГСА
- 3. 3. Влияние способов послесварочной обработки на 72 микротвердость и твердость сварных соединений сталей 20 и ЗОХГСА
- 4. 1. Влияние способов послесварочной обработки на изменение 78 микроструктуры сварных соединений стали
- 4. 2. Влияние способов послесварочной обработки на изменение 85 микроструктуры сварных соединений стали ЗОХГСА
- 4. 3. Влияние способов послесварочной обработки на скорость 90 сплошной коррозии сварных соединений сталей 20 и ЗОХГСА
- 4. 4. Результаты рентгеноструктурных исследований 95 Общие
Список литературы
- Александров С.А., Гуревич Т. Н., Никитин Е. М. и др. Анализ режимов термоциклической обработки конструкционных сталей // Термоциклическая обработка деталей машин. Волгоград. — 1981. — С.41 — 44.
- Базык А.С. Применение эффекта сверхпластичности в современной металлообработке. М.: НИИМАШ, 1977. — 64 с.
- Баранов А.А. Фазовые превращения и термоциклировние металлов. — Киев: Наукова думка, 1974. 230 с.
- Баранов А.А., Минаев А. А., Геллер А. А., Горбатенко В. П. Проблемы совмещения горячей деформации и термической обработки стали. — М.: «Металлургия», 1972. 160 с.
- Бард B. JL, Кузин А. В. Предупреждение аварий в перерабатывающих и нефтехимических производствах. М.: Химия, 1984. — 248 с.
- Беккерт М. Способы металлографического травления. — М.: «Металлургия», 1988. 399 с.
- Белоус М.В., Черепин В. Т., Васильев М. А. Превращения при отпуске стали. -М.: Металургия, 1973.-231 с.
- Берлинер Ю.И., Балашов Ю. А. Технология химического и нефтяного аппаратостроения. М.: Машиностроение, 1976. 254 с.
- Бернпггейн M.JI. Струюура деформированных металлов. — М.: «Металлургия», 1977. 432 с.
- Бернпггейн M.JI. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. Т.2. М.: «Металлургия», 1968. — 596 с.
- Винокуров В. А. Куркин С.А., Николаев Г. А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. М.: Машиностроение, 1996.-576 с.
- Винокуров В.А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений. -М.: Машиностроение, 1973. -213 с.
- Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения. М.: Машиностроение, 1968.-236 с.
- Винокуров В.А. Эксплуатационные и технологические требования к сварным соединениям в отношении сплошности // Сварочное производство. -1987.-№ 3.-С. 27−30.
- Винокуров В.А., Григорьянц А. Г. Теория сварочных деформации и напряжений. М.: Машиностроение, 1984. — 280 с.
- Влияние степени механической неоднородности на статическую прочность сварных соединений / О. А. Бакши, В. В Ерофеев, М. В. Шахматов и др. // Сварочное производство. 1988. — № 4. — С. 1−4.
- ВСН51 238 — 85. Проектирование промысловых стальных трубопроводов. — М.: МИНГАЗПРОМ. — 62 с.
- Гаррисон У.Г. Анализ крупных аварий на предприятиях переработки углеводородов за 30 лет // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1988.-№ 9.-С. 114−117.
- Гафаров Н.А., Гончаров А. А., Кушнаренко В. М. Коррозия и защита оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений. Под ред. В. М. Кушнаренко. М: ОАО «Издателство «Недра», 1998.-437 с.
- Глизманенко Д.Л. Сварка и резка металлов. М.: «Высш. школа», 1974.-479 с.
- Горбачев С.В., Щипачев A.M. Структурные изменения при деформационно-термической обработке сварных соединений стали 20 // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. ст. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.-№ 16,-С. 102−105.
- Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1978. — 568 с.
- Горелик С.С., Скоков Ю. А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: МИСИС, 1984. — 328 с.
- Грабский М.В. Структура границ зерен в металлах. Пер. с англ. М.: «Металлургия», 1975. — 128 с.
- Грабский М.В. Структурная сверхпластичность металлов. Пер. с польск. М.: «Металлургия», 1975. — 272 с.
- Гривняк И. Общая теория термической обработки стали в температурном интервале Acj Acj. // Сварочное производство. — 1970. -№ 12.
- Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: наука, 1976.-С.9−31.
- Гудков А.А., Славский Ю. И. Методы измерения твердости металлов и сплавов. -М.: «Металлургия», 1982.
- Гуляев А.П., Сарманова JI.M. Высокотемпературная пластичность углеродистых сталей. Металловедение и термическая обработка металлов. — 1972.-№ 4.-С. 43.
- Даутова Л.И., Кайбышев О. А., Салищев Г. А., Фархутдинов К. Г. Влияние деформации в режиме сверхпластичности на эксплуатационные свойства стали 45 / Сверхпластичность металлов: Тез. докладов 4-ой Всесоюзной конф. Уфа, 1989. — С. 226.
- Деггярь И.А., Адаменко В. Я., Ерегин Л. П. Основные признаки обоснования необходимости проведения отпуска сварных конструкций. // Сварочное производство. 1973. -№ 7.
- Добротина З.И., Акритов А. С., Пискун Г. Б. и др. Разупрочнение зоны термического влияния стали повышенной прочности под действием отпуска после сварки. // Сварочное производство. 1976. -№ 2.
- Зайнуллин Р.С., Бакши О. А., Абдуллин Р. С. Ресурс нефтехимического оборудования с механической неоднородностью. М.: недра, 1998. — 268 с.
- Зайцев Г. З., Пономарев В. Я. Усталостная прочность сварных соединений из стали разных классов // Труды ЦНИИТМаш. № 64−65. -М.: ОНТИ. 1966. — С. 125−129.
- Захаров Н.М., Евдокимов Г. И. Обеспечение ресурса оболочковых конструкций. // Под общ. Редакцией И. Р. Кузеева. Уфа: Издательство УГНТУ, 2002.- 158 с.
- Земзин В.Н., Шрон Р. З. Термическая обработка и свойства сварных соединений. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. — 367 с.
- Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. М.: «МИСИС», 1998.-400 с.
- Измерение механических характеристик материалов. Кирносов В. И. Учебное пособие для слушателей ВИСМ М.: Издательство стандартов, 1976, 240 с.
- Илларионов Э.И. О влиянии ТЦО на прочностные свойства стали ЗОХГСА // Термоциклическая обработка металлических изделий. Ленинград. -1982.-С.71−73.
- Ингибиторы коррозии: В 2-х томах.: Том 2. Диагностика и защита от коррозии под напряжением нефгегазопромыслового оборудования // Н. А. Гафаров, В. М. Кушнаренко, Д. Е. Бугай и др.- Под ред. Д. Е. Бугая и Д.Л. Рахманкулова- М.: Химия, 2002. 367с.
- Кайбьппев О.А. Пластичность и сверхпластичность металлов. М.: «Металлургия», 1975. — 270 с.
- Кайбьппев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: «Металлургия», 1984.-264 с.
- Кайбышев О.А., Утяшев Ф. З. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформирумых сплавов. М.:Наука, 2002. -438 с.
- Каховский Н. И, Фартушный В. Г., Юшенко Г. А. Электродуговая сварка сталей. Справочник. Киев «Наукова Думка», 1975. — 480 С.
- Катаев P.M. Влияние сложного нагружения на деформационное поведение двухфазных титановых сплавов в условиях сверхплатичности: Дис.. канд. техн. Наук/ ИПСМ РАН. Уфа, 2003 г.
- Климочкин М.М. Влияние режима местной нормализации на величину собственных напряжений. // Сварочное производство.- 1970,-№ 10.
- Коноплева Е. В. Энтин Р.И., Баязигов В. М., Окоемов Ю. К. Термоциклическая обработка низкоуглеродистых сталей с закалкой из межкритического интервала температур // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. — № 8. С. 47 — 50.
- Контроль качества сварки // Под ред. В. Н. Волченко. М.: Машиностроение, 1975. — 328 с.
- Копей Б.В. Влияние сероводородсодёржащей нефти на коррозионно-механическое разрушение конструкционных сталей // Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. 1983. -№ 10. — С.2−3.
- Корольков П.М. Влияние местной термообработки на свойства сварных соединений технологических трубопроводов малых диаметров из стали 20. // Сварочное производство 1993. — № 11−12. — С. 9 — 12.
- Корольков П.М. Работоспособность сварных соединений тонкостенных трубопроводов из стали 20 в коррозионной среде // Сварочное производство 1991.-№ 4. — С. 13- 15.
- Кудрявцев И.В., Науменко Н. Е. Усталость сварных конструкций. М.: Машиностроение, 1976.
- Кудрявцев П.И. Остаточные сварочные напряжения и прочность соединений. М.: Машиностроение, 1964. — 96 с.
- Кузеев И. Р. Евдокимов Г. И., Захаров Н. М. Эксплуатационная надежность колонных аппаратов нефтепереработки и нефтехимии: Учеб. Пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. — 77 с.
- Кур кип С. А. Прочность сварных тонкостенных сосудов, работающих под давлением. М.: Машиностроение, 1976.- 184 с.
- Куркин С.А., Данилов Г. И. Оценка работоспособности сварных соединений тонкостенных сосудов, работающих под давлением // Сварочное производство. -1981. -№ 12. С. 6 — 9.
- Кушнаренко В. М. Перунов Б.В., Яковенко В. Ф. Электрохимическая гетерогенность сварных соединений трубных сталей в сероводородсодержащих средах// ФХХМ. -1985. № 3. — С.93 — 95.
- Лившиц J1.C. Металловедение для сварщиков (сварка сталей). М.: Машиностроение, 1979. — 253 с.
- Логан Х.Л. Коррозия металлов под напряжением М.: «Металлургия», 1975.-270 с.
- Лутфуллин Р.Я., Горбачев С. В. Использование режимов сверхпластической деформации для повышения качества сварных швов // Региональная науч.-практ. конф. молодых ученых Оренбургской области: Сборник матер. Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003. — С. 54−55.
- Малкин В.П. Проблема охраны окружающей среды и ресурсообеспечения общества на пороге нового тысячелетия // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 200. — № 4. — С. 4−6.
- Марочник сталей и сплавов // В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин и др./Под ред. В. Г. Сорокина М.'Машиностроение, 1989. — 640 с.
- Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов // Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В. М. Матюнин и др.- /Под ред. Г. П. Фетисова, М.: Высшая школа, 2001. — 638 с.
- Нагорный JI.K. Повышение предела текучести конструкционных сталей термоциклической обработкой // Металловедение и термическаяf обработка металлов. 1983. — № 12. — С.11 — 12.
- Никитин В.И. Коррозионное растрескивание металлов при постоянном напряжении и постоянной скорости деформирования // ФХММ. 1987. — № 1. -С.31−38.
- Николаев Г. А. Сварные конструкции. М.: Машгиз. 1962. 552 с.
- Николаев Г. А., Винокуров В. А., Аладинский В. В., Саликов В. А. Пути совершенствования сварных конструкций // Пути повышения качества при производстве сварных конструкций. Под ред. Г. А. Николаева // Труды МВТУ. № 511.-М.: МВТУ. 1988.-С.4−20.
- Николаев Г. А., Куркин С. А., Винокуров В. А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций. Учебное пособие.
- М.: Высшая школа, 1982. 272 с.
- Никольс Р.В. Конструирование и технология изготовления сосудов давления: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1975. -464 с.
- Новиков И.И., Портной В. К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном. — М.: Машиностроение, 1981. 167 с.
- Новикова Д.П. Высоко-температурная металлография сварных соединений. Киев: Наук, думка, 1989. — 152 с.
- Паркинс Р.Н., Маца Ф., Ройела Ж. Ж. и др. Методы испытания на коррозию под напряжением // Защита металлов. 1973. Т. 1. — № 3.- С. 515 — 540.
- Перунов Б.В., Кушнаренко В. М. Повышение эффективности строительных трубопроводов, транспортирующих сероводородосодержащие среды. М.: Информнефтегазстрой, 1982. — Вып. 11. — 45с.
- Перунов Б.В., Кушнаренко В. М., Пауль А. И. Качество и надежность сварных соединений трубопроводов, транспортирующих сероводородсодержащие продукты //Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. 1980. -№ 6. -С.19−21.
- Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: «Машиностроение», 1976. — 488 с.
- Прох Л.Ц., Шпаков Б. М., Явровская Н. М. Справочник по сварочному f оборудованию. Киев: «Технша», 1978. — 152 с.
- Псарас Г. Г., Губенко В. К., Шапошникова С. В. Методика коррозионных испытаний сварных соединений // Сварочное производство. -1990.-№ 7.-С. 39−40.
- Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний. Планирование механических испытаний и статистическая обработка результатов: Методические указания М.: Издательство стандартов, 1984. — 200с.
- Розенфельд И.Л., Жигалова И. Л. Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов М.: «Металлургия», 1966. — 348 с.
- Россошинский А.А. Металлография сварных швов. М.: Машгиз, 1961.-208 с.
- Руссиян А.В., Луговской В. П. Сварка и термическая обработка сварных соединений. М.: Стройиздат, 1976. 152 с.
- Сагалевич В.М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1974. — 248 с.
- Сафиуллин Р.В., Лутфуллин Р. Я., Сембиев Д. А. Горячая, деформация в условиях сверхпластичности эффективный способ обработкисварных швов // Сверхпластичность металлов: Тез. докладов 4-ой Всесоюзной конф. Уфа, 1989. — С. 195.
- Сварка и свариваемые материалы: В 3-х т. Т.1 Свариваемость материалов. //Подред. Э.Л. Макарова- М.: «Металлургия», 1991. 528 с.
- Смагоринский М.Е., Кудряшов С. В., Кулиничев В. И. Структура и свойства низкоуглеродистых сталей после термической и термодеформационной циклической обработки // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. — № 12. — С.5 — 7.
- Смирнов О.М. Обработка металлов в состоянии сверхпластичности. -М.: Машиностроение, 1979. 184 с.
- СНиП 2.05.06 85. Магистральные трубопроводы. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.
- Стеклов О. И. Прочность сварных конструкций в агрессивных средах. М.: Машиностроение, 1976. — 200 с.
- Талыпов Г. Б. Сварочные деформации и напряжения. Л.: Машиностроение, 1973. — 280 с.
- Теория термической обработки металлов: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп.: Новиков И. И. -М.: Металлургия, 1986.-480 с.
- Термоциклическая обработка сталей, сплавов и композиционных материалов // Под ред. М. Х. Шоршорова. М.: Наука, 1984. — 186 с.
- Технология термической обработки стали. Пер. с нем. // Под ред. М. Л. Бернштейна. М.: Металлургия, 1981. — 607 с.
- Технология термической обработки стали: Учебник для вузов. Башнин Ю. А., Ушаков Б. К., Секей А. Г. М.: Металлургия, 1986. — 424 с.
- Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. -М.: «Машиностроение», 1974. 318 с.
- Тихонов А.С. Эффект сверхпластичности металлов и сплавов. — М.: «Наука», 1978, — 141с.
- Труфяков В.И. Усталость сварных соединений. Киев, 1973.
- Федюкин В.К. Термоциклическая обработка сталей и чугунов. JL: Издательство ЛГУ, 1977. — 144 с.
- Федюкин В.К., Коровайченко Ю. Н., Клюс В. В. Термоциклическая обработка сварных соединений // Терм. Обработка сварных конструкций. -Ленинград. 1979. — С.91 — 94.
- Федюкин В.К., Смагоринскии М. Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989,25 с.
- Хорн Ф. Атлас структур сварных соединений. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1977. — 288 с.
- Чернышев Г. Г. Сварочное дело. Сварка и резка металлов. М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 496 с.
- Чинахов Д.А. Сварка в щелевую разделу стали ЗОХГСА без подогрева // Сварочное производство. 2002. — № 7. — С. 18 — 20.
- Шоршоров М.Х., Тихонов А. С., Булат С. И. Сверхпластичность металлических материалов. М.: «Наука», 1973. — 217 с.
- Щипачев A.M., Горбачев С. В., Лутфуллин Р. Я. Влияние сверхпластической деформации на механические свойства сварных соединений сталей 20 и 30 ХГСА // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. ст. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. — № 16.- С.31−36.
- Andersen P., Duguette D. Slow strein rate Stress Corrosion Testing at Elevated Temperatures and High Pressures // Corrosion Science. 1980. — Vol.20. -P.211 -223.
- NACE Standarts TM-01−77/Test Method/Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Craking at Ambient Temperature Approved. NACE Standarts, Houston, 1977.-P. I -8.л
- Рэсзй ФедерацияЬы Башкортостан РеспублнкаЬыньщ Миннстр^ар Кабинеты «Салауатнефтемаш» Асык Акцмонер^ар Йэмгиэте
- Российская Федерация Кабинет Министров Республики Башкортостан Открытое акционерное общество «Салаватнефтемаш"Г