Способ восстановления металлических изделий Советский патент 1991 года по МПК C21D8/00 

В

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, конкретнее взрывом, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении и восстановлении полых, крупногабаритных и толстостенных изделий ядерных реакторов. Цель изобретения - улучшение качества путем полной стабилизации и исправления геометрической формы и размеров изделия. Сущность изобретения заключается в том, что изделие приводят в упругонапряженное состояние в размер, затем сообщают одновременным взрывом одинаковых зарядов взрывчатого вещества, размещенных на внутренней и внешней поверхностях изделия, ударную нагрузку с амплитудой напряжения, превышающего динамический предел текучести материала изделия.

Изобретение относится к обработке мета/лов аяг л-шем конкретнее взрывом, и может бо.ть испопьзовано в машиностроении при изготовлении и восстановлении по- тых крупногабаритных и толстостенных изделий ядерных реактоооо

Цель изобретения - улучшение качества путем полной стабилизации и исправления геометрической Формы и размеров изделия.

Закреп ,ение изпелия в размер необходимо лля придания ему формы в соответствии с ноомати кои документацией.

Coo6irer i. t; ударной сгрузки г ампли- тудоГ. превышающей динамический предел текучеоти обеспечивает протекание пластических деформаций в металле, что полностью /сгг аняет «эк остаточные напряжения обоих знаков (растягивающие и сжимающие) возникшие в результате механической обработки сварки.так и наведенные напряжения, появившиеся после операции закрепления в размер что обеспечивает полную стабилизацию формы изделия

Размещение зарядов взрывчатого вещества равномерно про внутренней и внешней поверхностям стенки изделия и одновременный подрыв всех зарядов обеспечивает возникновение ударных яолн иду щих по металлу изделия навстречу друг ДРУУ (при встрече волн их амплитуды скла- дываюгся), что позволяет выравнивать давление по всей толщине стенки изделия и следовательно, снимать остаточные напряжения, находящиеся глубоко внутри металла крупногабаритных изделий при этом исправляя форму изделия

,0

GJ С О Ю

Пример. Способ стабилизации и исправления формы и размеров металлических изделий был реализован следующим образом. Производили стабилизацию и исправление формы приспособления для ими- тации зоны ядерного реактора. Данное изделие изготовлено из нержавеющей стали марки 08Х18Н10Т и состоит из трех сваренных между собой обечаек общей высотой 5000 мм и наружным диаметром 3630 мм с толщиной стенки 40 мм. После сварки изделие изменило форму на эллипс, при этом эллиптичность изменялась по высоте от 38 мм у основания до 14 мм вверху. Кроме этого, изделие в результате падения получило плавный прогиб с максимальным углублением 8 мм. Поэтому изделие было списано в брак.

Для исправления формы изделие с помощью металлических распорок выставле- но в размер согласно нормативной документации и закреплено вертикально. Таким образом изделие было приведено в упругонапряженное состояние. Затем в области сварных соединений и прогиба на внутренней и внешней поверхностях стенки изделия были размещены заряды из взрывчатого вещества - ТЭНа с плотностью /90 1.25 г/см3 и скоростью детонации D 7000 м/с. При этом давление Р на фрон- те ударной волны (которая пошла по металлу, находящемуся в контакте с зарядом, после детонации) было равно 15,2 кбар, что превышает динамический предел текучести нержавеющей стали (а, 15,0 кбар). Все заряды была подорваны одновременно с помощью взрывной магистрали, изготовленной из детонирующего шнура марки ДША. В результате одновременного взрыва зарядов взрывчатого вещества по стенке изделия навстречу друг другу пошли ударные волны. При этом выполнялось условие: давление на фронте ударной Р превышало динамический предел текучести не

ржавеющей стали ch и рассчитывалось по соотношению Р - /оь D2/4, где ро - начальная плотность взрывчатого вещества; D - скорость детонации взрывчатого вещества при плотности ро. Это приводило к пластической деформации металла изделия и тем самым устраняло остаточные напряжения обоих знаков. Варьируя параметры /Оо и D, можно получить соотношение Р От для любого материала. Затем распорки сняли и изделие при этом сохранило форму и размеры согласно нормативной документации.

Использование предложенного способа стабилизации и исправления формы и размеров металлических изделий обеспечивает полное снятие остаточных напряжений, появляющихся в результате механической обработки, сварки и т.п., в том числе в крупногабаритных толстостенных изделиях, а также позволяет исправить дефекты, полученные в результате ударов, падений и т.п.

Формула изобретения Способ восстановления металлических изделий, преимущественно крупногабаритных и толстостенных, включающий нагруже- ние ударной нагрузкой внешней и внутренней поверхностей изделия заданным образом и с заданной амплитудой напряжений в материале изделия, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества путем полной стабилизации и исправления геометрической формы и размеров изделия, предварительно изделие приводят в упругонапряженное состояние закреплением в размер, а ударное нагружение осуществляют путем одновременного подрыва одинаковых зарядов взрывчатого вещества, расположенных на внешней и внутренней поверхностях изделия с амплитудой напряжений, превышающей динамический предел текучести материала изделия.