Способ термической обработки сварных соединений Советский патент 1980 года по МПК C21D9/50 

Изобретение относится к способам термической обработки сварных соеди нений и может использоваться в любой отрасли машиностроения, например в атомном машиностроении и котлостроении, где необходима местная термообработка сварных соединений крупногабаритных изделий. Известен способ термообработки сварного соединения, по которому наружная поверхность нагревается до 720-750°С с помощью индуктора, а вну тренняя - до БОО-бОО С с помощью нагревательных приборов 1. Одйако таким способом осуществлят местную термообработку крупногабарит ных изделий очень дорого и трудоемко так kaK, во-первых, нагревательные ,элементы часто перегорают, а во-вторых ввести нагревательные элементы во йнутрь котельного барабана состав ляет определенную трудность. Известен способ термической обработки сварных швов, по которому снижение перепада температур по толщине изделий достигается теплоизоляцией внутренней поверхности свариваемых деталей с помощью теплоизолирующих панелей 2. Недостаток этого способа заключается в том, что панели требуют специальной оснастки и сложных устройств для удержания их на внутренней поверхности изделия с определенньм диаметром. Известен также способ обработки сварных швов вертикальных сосудов, заключающийся в том, что. нагрев и теплоизоляцию осуществляют посредством нагревательных и теплоизоляционных панелей, которые соединены и укреплены на плавающей опоре для одновременного и синхронного перемещения. Недостатком этого способа является сложность процесса внутренней теплоизоляции, его трудоемкость, так как требует специальных устройств для осуществления термообработки в вцце нагревательных и теплоизоляционных панелей, соединенных и укрепленных на плавающей опоре, к механизма для их синхронного перемещения. Кроме того, такой способ теплоизоляции непригоден для местной термообработки сварных швов горизонтальных крупногабаритных изделий.

Цель изобретения - упрощение процесса внутренней теплоизоляции.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу термической обработки сварных соединений, включающему местный индукционный нагрев и теплоизоляцию внутренней поверхности, последнюю осуществляют методом облива гранулами диаметром 3-5 мм из ферромагнитного и теплоизоляционного материалов, которые удерживают на внутренней, поверхности изделий посредством электромагнитного поля иНдуктора.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Изделие-барабан 1, сварной шов 2 которого необходимо подвергнуть тер мообработке, установлено на опорах 3. На сварной шов и прилегающую част металла наложена асботкань 4, поверх которой намотан гибкий водоохлаждае- мни кабель - индуктор 5. При этом на барабане 1 имеется монтажный лаз б. в который с помощью гибкого пневмопровода 7 в зону нагрева подают гранулированный теплоизоляционный материал 8, используя метод облива.

Предлагаемый способ осуществляют следукяцим образом.

Барабан 1 устанавливают на опары 3, затем вокруг сварного шва наматывают асботкань 4, а потом водоохлаждаемый кабель - индуктор 5, две секции которого запитываются от двух трансформаторов. Подают на кабель напряжение, нагревают барабан до 620С со скоростью и выдерживают при этой температуре 3 ч.

Одновременно с началом выдержки через монтажный лаз 6 с помощью гибкого пневмопровода 7 в зону нагрева подают гранулированный теплоизоляционный материал 8, используя метод облива.

Гранулы, попадая в переменное магнитное поле, образованное при подаче на кабель напряжения, на внутренней поверхности барабана удерживаются равномерным слоем до окончания термообработки.

Гранулы диаметром 3-5 мм представляют собой смесь теплоизоляцион.ного материала, например каолина и ферромагнитного порсетка, или именяцих ферромагнитную сердцевину с нанесенным на ее поверхность теплоизоляци. онным материалом. Ферромагнитный мате ривЫ- должен иметь точку Кюри, превышающую , так как температура отпуска в зависимости от марки стали колеблется от 620 до 750°С. Ферромагнитные гранулы удерживаются на поверхности в виде равномерного слоя за счет электромагнитного поля индуктора 5.

В результате осуществляется теплоизоляция внутренней поверхности ба

рабана, что снижает градиент температуры по сечению изделия до ,

Затем выключают подачу тока на индуктор, после чего исчезает электромагнитное поле, при этом теплоизоляционные гранулы ссыпаются в нижнюю часть барабана и с помощью того же пневмопровода 7 их откачивают из барабана для последующего использовани

Предлагаемый способ был проверен при высокотемпературном отпуске сварного шва барабана длиной 15 м, диаметром 3000 мм, толщиной стенки 100 мм из стали 22К. Барабан установили на опоры и обмотали сварочный шов и прилегающую часть металла длиной по 500 мм по обе стороны QT шва асботканью AT-6, а на нее намотали гибкий водоохлаждаемый кабель в две секции по 17 витков, с зазором между секциями 150 мм. Затем индуктор подключали к двум трасформаторам мощностью по 320 ква.

Ток индуктора - 600 А, напряжение - 130 В, частота - 50 Гц. Нагревали сварной шов до 620°С со.скоростью 50 С/ч и выдерживали при этой температуре 3ч. Одновременно с началом выдержки через монтажный лаз в зону нагрева подавали гранулированный теплоизоляционный материал методом облива. Гранулы получали из ферромагнитного порошка и каолина, взятых в весовом соотношении 1:1 и подвергнутых обжигу при 1200°С, Грану-. лы, попадая в переменное электромагнитное поле с внутренней стороны барабана, удерживались на его поверхности равномерным слоем. По окончании выдержки отключали индуктор, действие электромагнитного поля прекращалось, поэтому теплоизоляционные гранулы ссыпались в нижнюю часть барабана, после чего их с помощью пневмотранспорта откачали из барабана.

Таким способом можно осуществлять местную термообработку сварных кольцевых швов крупногабаритных изделий с толщиной стенки более 80 мм, изделий широкого диапазона диаметров и неограниченной длины.

Предлагаемый способ термической о обработки соединений позволяет по сравнению с существующими способами упростить процесс внутренней теплоизоляции- за счет удержания теплоизоляционного слоя электромагнитны полем индуктора при термообработке крупногабаритных изделий типа барабанов котлов, корпусов реакторов и т. д..

Кроме того, этот способ позволяет механизировать процесс нанесения и удаления теплоизоляционных гранул посредством пневмотранспорта и дает возможность многократного использования гранул, что позволяет

снизить себестоимость процесса термообработки и его трудоемкость.

Формула изобретения

Способ термической обработки сваных соединений крупногабаритных изделий, например барабанов, включающий местный индукционный нагрев с одновременной изоляцией внутренней поверхности, отличающийс я тем, что, с целью упрощения

процесса внутренней теплоизоляции, термоизоляцию осуществляют методом облива гранулами фракции 3-5 мм из ферромагнитного и теплоизоляционного материалов, которые удерживают на поверхности изделий посредством электромагнитного поля индуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР L305444, кл. С 21 D 9/50, 1973.

2,Авторское свидетельство СССР 373286, кл. С 21 D 9/50, 1974.