Термическая обработка элементов сосудов
93. Термическая обработка сосудов (элементов сосудов) должна производиться в случаях, установленных ТД с учетом рекомендаций организации-изготовителя, указанных в руководстве по эксплуатации.
94. К проведению работ по термической обработке допускаются термисты-операторы, прошедшие специальную подготовку, соответствующие испытания и имеющие удостоверение на право выполнения работ.
95. Термической обработке подлежат сосуды (элементы сосудов), в стенках которых после изготовления (в том числе при вальцовке, штамповке, сварке) возможно появление недопустимых остаточных напряжений, а также сосуды, прочность которых достигается термообработкой.
96. Элементы сосудов из углеродистых, а также низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых сталей, изготовленные с применением сварки, штамповки или вальцовки, подлежат обязательной термообработке, если:
1) толщина стенки цилиндрического или конического элемента днища, фланца или патрубка сосуда в месте их сварного соединения составляет более 36 мм для углеродистых сталей и более 30 мм – для сталей низколегированных марганцовистых, кремнемарганцовистых;
2) номинальная толщина стенки цилиндрических или конических элементов сосуда (патрубка), изготовленных из листовой стали вальцовкой (штамповкой), превышает величину, вычисленную по формуле:
S = 0,009(D + 1200),
где D – минимальный внутренний диаметр, мм (данные требования не распространяются на отбортованные рубашки);
3) они предназначены для эксплуатации в средах, вызывающих коррозионное растрескивание;
4) днища и другие элементы штампуются (вальцуются) при температуре окончания штамповки (вальцовки) ниже 700 °C;
5) днища сосудов и их элементы независимо от толщины изготовлены холодной штамповкой или холодным фланжированием.
97. Гнутые участки труб из углеродистых и низколегированных сталей с наружным диаметром более 36 мм подлежат термообработке, если отношение среднего радиуса гиба к номинальному наружному диаметру труб составляет менее 3,5, а отношение номинальной толщины стенки трубы к ее номинальному диаметру превышает 0,05.
98. Днища сосудов, изготовленные из аустенитных сталей холодной штамповкой или фланжированием, должны подвергаться термообработке.
99. Для днищ и деталей из аустенитных хромоникелевых сталей, штампуемых (вальцуемых) при температуре не менее 850 °C, термическая обработка не требуется.
Допускается не подвергать термической обработке горячедеформированные днища из аустенитных сталей с отношением внутреннего диаметра к толщине стенки более 28, если они не предназначены для работы в средах, вызывающих коррозионное растрескивание.
100. Вид термической обработки (в том числе отпуск, нормализация или закалка с последующим отпуском, аустенизация) и ее режимы (в том числе скорость нагрева, температура и время выдержки, условия охлаждения) принимаются по ТД.
101. Допускается термическая обработка сосудов (элементов сосудов) по частям с последующей местной термообработкой замыкающего шва. При местной термической обработке должны быть обеспечены равномерный нагрев и охлаждение в соответствии с технологией, согласованной с головной материаловедческой организацией.
При наличии требования по стойкости к коррозионному растрескиванию возможность применения местной термообработки сосуда должна быть согласована со специализированной организацией.
В процессе термообработки в печи температура нагрева в любой точке сосуда (элемента) не должна выходить за пределы максимальной и минимальной температуры, предусмотренной режимом термообработки. При этом среда в печи не должна оказывать негативного влияния на термообрабатываемый сосуд (элемент).
102. Свойства металла сосудов и их элементов после всех циклов термической обработки должны соответствовать требованиям ТД с учетом рекомендаций организации-изготовителя, указанных в руководстве по эксплуатации.
103. Термическая обработка должна производиться таким образом, чтобы были обеспечены равномерный нагрев металла изделий, их свободное тепловое расширение и отсутствие пластических деформаций. Режимы нагрева, выдержки и охлаждения при термической обработке изделий должны автоматически регистрироваться.
104. Для снятия остаточных напряжений в сосудах (элементах сосудов) из углеродистых, а также низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых сталей, изготовленных с применением сварки, штамповки или вальцовки, допускается вместо термической обработки применять другие методы, предусмотренные в ТД.
Источник
Главная / Блог директора /
Версия для печати
09 Ноября 2017 г.
Наши заказчики часто спрашивают нас, какие есть способы продления срока службы резервуаров различного назначения, используемых как с нейтральными рабочими средами, так и с агрессивными на химических и нефтяных предприятиях.
Все производимые на Заводе изделия имеют стандартные сроки службы от 10 до 20 лет в зависимости от стали, из которой изготовлена емкость, и условий эксплуатации (температурный режим, давление, свойства рабочей среды и т.д.).
Увеличить срок эксплуатации оборудования позволяет соблюдение правил эксплуатации, проведение регулярных технических обслуживаний и осмотров.
С нашей стороны мы предлагаем термообработку емкостей и сосудов различного назначения. Например, типовые подземные резервуары имеют пятилетний срок службы. Но если их подвергнуть термообработке, срок службы увеличивается до 20-30 лет.
Что же это такое – термическая обработка резервуаров? Для чего она нужна?
Термообработка – это нагрев и охлаждение металла и сплавов для увеличения прочности, жесткости, твердости и износостойкости изделий в тяжелых эксплуатационных условиях. Применяемые для производства резервуаров марки стали зачастую не обладают необходимыми характеристиками, например, для хранения агрессивных жидкостей, щелочей и кислот. Изменить химический состав уже поставленного на Завод листового металлопроката невозможно. Зато можно улучшить качественные показатели, скорректировать и добиться нужных механических и физических характеристик при помощи термической обработки. За счет этого убирается внутреннее напряжение металлов и различных сплавов.
Применение различных режимов термообработки позволяет получать на выходе металлоконструкции, обладающие различными механическими свойствами в зависимости от условий их дальнейшей эксплуатации. Благодаря различной температуре нагрева, его продолжительности и последующего охлаждения достигаются такие параметры, которые необходимы Заказчику.
Термообработке подвергается как непосредственно весь корпус целиком, стенки и днища, так и сварные соединения (локально), так как именно в сварных швах происходит максимальное изменение структуры металла.
Режимы термообработки сталей и сплавов
С разными металлами и сплавами и для придания им необходимых свойств в промышленности используются различные режимы: отжиг, закалка, отпуск и нормализация.
В процессе отжига осуществляется нагрев изделия при температуре до +900°С в течение до 2-х часов и последовательное его медленное охлаждение на разных скоростях в промышленных печах.
Процесс закалки заключается в нагреве выше критической температуры того металла, из которого сделано изделие. Максимальная температура закалки – +1300°С. Металлоконструкции выдерживаются при критической температуре, а затем резко охлаждаются в печи.
В результате закалки структура закаленной стали получается неравновесной, поэтому по окончании закалки проводится отпуск, характеризующийся нагревом до +650°С и последующим его медленным охлаждением. Отпуск приводит к снижению остаточных напряжений, повышению вязкости стали, уменьшению ее твердости и хрупкости.
Процесс охлаждения стали на воздухе после отжига называется нормализацией.
Виды термообработки резервуаров: печная и внепечная термическая обработка
Оба вида позволяют достичь одинаковые цели и отличаются лишь способом проведения.
Так, печная термическая обработка осуществляется в заводских условиях, где имеются промышленные печи (вакуумные, шахтные, дуговые, камерные, с выкатным поддоном и др.) и теплогенераторные агрегаты большого объема, внутрь которых помещается готовое изделие. Способ нагрева может быть разным в зависимости от источника тепла. Так, наиболее распространенными являются газовые и электрические печи. Газовые печи позволяют обрабатывать металлоконструкции размерами до 4000х4000х14 000 мм. В электропечах проводится термообработка деталей размерами до 4000х850х4000 мм.
Внепечная термообработка – это так называемая “выездная” услуга и проводится на месте эксплуатации оборудования. В процессе такого способа осуществляется нагрев внутреннего объема сосуда за счет подачи внутрь емкости продуктов сгорания топлива, сжигаемого в специальных теплогенерирующих устройствах. Также существуют электрические теплогенерирующие устройства, в которых тепловая энергия образуется из электрической.
Для уменьшения теплопотерь через корпус термообрабатываемого изделия, оно теплоизолируется с внутренней стороны (печная термообработка) или с внешней (внепечная термообработка). Теплоизоляция выполняется из специальных материалов, выдерживающих температуру до +1300°С.
Криогенная обработка металлоконструкций
Данный вид воздействия на металл является перспективным направлением в металлургии и машиностроении.
Получение необходимых показателей сталей и сплавов при криогенной обработке достигается за счет низкотемпературного воздействия путем охлаждения изделий до температуры жидкого азота (-196°С) и их выдержкой в течение 24-36 часов.
В результате криообработки емкостей повышается их коррозионная, эрозионная и абразивная износостойкость, а также улучшаются механические свойства материала.
Результаты термической обработки резервуаров и емкостей
Таким образом, термообработка изготавливаемых на нашем Заводе резервуаров и емкостей:
- улучшает эксплуатационные и механические показатели поставляемых металлоконструкций
- снижает вероятность хрупкого разрушения сосудов в результате остаточной деформации металла и изменения структуры металла в местах выполнения сварных монтажных швов
- увеличивает межремонтный цикл резервуаров и емкостей
- уменьшает массу готовых изделий
- повышает надежность и долговечность эксплуатации оборудования
- повышает сопротивляемость металлоконструкций химическому и механическому воздействию
Для получения подробной информации о способах печной и внепечной термообработки, а также преимуществах термически обработанных резервуаров и емкостей, звоните на Завод по телефонам:
- 8-800-555-9480
- 8(8452)250-288 (для Саратова и области).
Источник
4.11.1. Сосуды (сборочные единицы, детали) из углеродистых и низколегированных сталей (за исключением сталей, перечисленных в п. 3.12.3), изготовленные с применением сварки, штамповки или вальцовки, подлежат термической обработке, если:
а) толщина стенки цилиндрического или конического элемента, днища, фланца или патрубка сосуда в месте их сварного соединения более 36 мм для углеродистых сталей и более 30 мм для низколегированных марганцовистых и марганцевокремнистых сталей (марок 16ГС, 09Г2С, 17Г1С, 10Г2 и др.);
б) номинальная толщина стенки S цилиндрических или конических элементов сосуда (патрубка), изготовленных из листовой стали вальцовкой (штамповкой), превышает величину, вычисленную по формуле:
,
где D – минимальный внутренний диаметр элемента, мм.
Данное требование не распространяется на отбортованные рубашки;
в) сосуды (сборочные единицы, детали) предназначены для эксплуатации в средах, вызывающих коррозионное растрескивание (жидкий аммиак, аммиачная вода, растворы едкого натрия и калия, азотнокислого натрия, калия, аммония, кальция, этаноламина, азотной кислоты и др.) и об этом есть указание в проекте;
г) днища сосудов и их элементов, независимо от толщины, изготовленных холодной штамповкой или холодным фланжированием;
д) необходимость термической обработки обосновывается в проекте.
4.11.2. Для снятия остаточных напряжений в соответствии с требованиями подпунктов “а”, “б” допускается в обоснованных случаях вместо термической обработки применять другие методы, например, метод пластического деформирования.
4.11.3. Сварные соединения из углеродистых, низколегированных марганцовистых, марганцевокремнистых и хромомолибденовых сталей, выполненные электрошлаковой сваркой, подлежат нормализации и высокому отпуску, за исключением случаев, указанных в документации.
При электрошлаковой сварке заготовок штампуемых и вальцуемых элементов из сталей марок 16ГС, 09Г2С и 10Г2С1, предназначенных для работы при температуре не ниже минус 40 град. С, нормализация может быть совмещена с нагревом под штамповку с окончанием штамповки при температуре не ниже 700 град. С.
4.11.4. Сосуды (сборочные единицы, детали) из сталей марок 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 12Х1МФ, 10Х2М1А-А, 10Х2ГНМ, 15Х2МФА-А, 1Х2М1, 15X5, Х8, 15Х5М, 15Х5ВФ, 12Х8ВФ, Х9М и из двухслойных сталей с основным слоем из сталей марок 12МХ, 12ХМ, 20Х2М, подвергнутые сварке, необходимо термообрабатывать независимо от диаметра и толщины стенки.
4.11.5. Сосуды (сборочные единицы, детали) из сталей марок 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б и других аустенитных сталей, стабилизированных титаном или ниобием, предназначенные для работы в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, а также при температурах выше 350 град. С в средах, вызывающих межкристаллитную коррозию, подвергаются термической обработке по требованию, оговоренному в проекте.
4.11.6. Необходимость и вид термической обработки сосудов (сборочных единиц, деталей) из двухслойной стали определяются в соответствии с требованиями пп. 4.11.1 (а, б, г, д), 4.11.3, 4.11.4.
При определении толщины свариваемого элемента принимается вся толщина двухслойной стали.
При наличии в проекте требования на стойкость против межкристаллитной коррозии технология сварки и режим термообработки сварных соединений двухслойных сталей должны обеспечивать стойкость сварных соединений коррозионно-стойкого слоя против межкристаллитной коррозии.
4.11.7. Днища и детали из углеродистых и низколегированных марганцевокремнистых сталей, штампуемые (вальцуемые) вгорячую с окончанием штамповки (вальцовки) при температуре не ниже 700 град. С, а также днища и детали из аустенитных хромоникелевых сталей, штампуемых (вальцуемых) при температуре не ниже 850 град. С, термической обработке не подвергаются, если к указанным материалам не предъявлены специальные требования.
Днища и другие штампуемые (вальцуемые) вгорячую элементы, изготавливаемые из сталей марок 09Г2С, 10Г2С1, работающие при температуре от минус 41 град. С до минус 70 град. С, следует подвергать термической обработке – нормализации или закалке и высокому отпуску.
Днища и другие элементы из низколегированных сталей марок 12ХМ и 12МХ, штампуемые (вальцуемые) вгорячую с окончанием штамповки (вальцовки) при температуре не ниже 800 град. С, допускается подвергать только отпуску (без нормализации).
Технология изготовления днищ и других штампуемых элементов должна обеспечивать необходимые механические свойства, указанные в стандартах или технических условиях, а при наличии требования в проекте и стойкость против межкристаллитной коррозии.
4.11.8. Возможность совмещения нормализации с нагревом под горячую штамповку днищ из сталей, работающих при температуре от минус 41 град. С до минус 70 град. С, определяется в обоснованных случаях.
4.11.9. Допускается не подвергать термической обработке горячештампованные днища из аустенитных сталей с отношением внутреннего диаметра к толщине стенки более 28, если они не предназначены для работы в средах, вызывающих коррозионное растрескивание.
4.11.10. Днища и другие элементы, выполненные из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса методом холодной штамповки или холодным фланжированием, следует подвергать термической обработке (аустенизации или стабилизирующему отжигу), если они предназначены для работы в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. В остальных случаях термообработку допускается не проводить, если относительное удлинение при растяжении в исходном состоянии металла не менее 30% при степени деформации в холодном состоянии не более 15%.
4.11.11. Гнутые участки труб из углеродистых и низколегированных сталей с наружным диаметром более 36 мм подлежат термообработке, если отношение среднего радиуса гиба к номинальному наружному диаметру трубы составляет менее 3,5, а отношение номинальной толщины стенки трубы к ее номинальному диаметру превышает 0,05.
4.11.12. Приварка внутренних и наружных устройств к сосудам, подвергаемым термической обработке, должна проводиться до термической обработки сосуда.
Допускается приварка внутренних и наружных устройств без последующей термической обработки к термообработанным в соответствии с требованиями п. 4.11.1 (а, б) сосудам при условии, что величина катета сварного шва не более 8 мм.
Допускается приварка наружных устройств на монтажной площадке к специальным накладкам, приваренным к корпусу сосуда и прошедшим вместе с ним термическую обработку, без последующей термической обработки монтажных сварных швов.
4.11.13. Допускается местная термическая обработка сварных соединений сосудов, при проведении которой следует обеспечивать равномерный нагрев и охлаждение по всей длине шва и прилегающих к нему зон основного металла.
Ширина зоны нагрева определяется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации по промышленной безопасности.
4.11.14. Объемная термическая обработка производится в печах или путем нагрева сосуда (сборочной единицы, детали) вводом во внутреннюю полость теплоносителя.
При этом проводятся мероприятия, предохраняющие сосуд (сборочную единицу, деталь) от деформаций, вызванных местным перегревом, неправильной установкой сосуда, действием собственного веса сосуда.
4.11.15. Свойства металла обечаек, днищ, патрубков, решеток после всех циклов термической обработки должны соответствовать установленным требованиям.
Контроль механических свойств основного металла можно не проводить в том случае, если температура отпуска металла не превышает:
650 град. С – для сталей марок Ст3, 20К, 16ГС, 09Г2С;
710 град. С – для сталей марок 12ХМ, 12МХ.
Если элементы сосудов из углеродистых и низколегированных сталей подвергаются нормализации или нормализации и последующему отпуску, или закалке и последующему отпуску, то проводится только испытание на ударный изгиб при рабочей температуре сосуда ниже 0 град. С.
Источник
толщина стенки цилиндрического или конического элемента днища, фланца или патрубка сосуда в месте их сварного соединения более 36 мм для углеродистых сталей и более 30 мм для сталей низколегированных марганцовистых, марганцово-кремнистых; номинальная толщина стенки цилиндрических или конических элементов сосуда (патрубка), изготовленных из листовой стали вальцовкой (штамповкой), превышает величину, вычисленную по формуле где D – минимальный внутренний диаметр, мм. Данные требования не распространяются на отбортованные рубашки; они предназначены для эксплуатации в средах, вызывающих коррозионное растрескивание; дниша и другие элементы штампуются (вальцуются) при температуре окончания штамповки (вальцовки) ниже 700 °С; дниша сосудов и их элементы независимо от толщины изготовлены холодной штамповкой или холодным фланжированием.
Допускается не подвергать термической обработке горячедефор- мированные днища из аустенитных сталей с отношением внутреннего диаметра к толщине стенки более 28, если они не предназначены для работы в средах, вызывающих коррозионное растрескивание.
При наличии требования по стойкости к коррозионному растрескиванию возможность применения местной термообработки сосуда должна быть согласована со специализированной организацией. 4.4.12. В процессе термообработки в печи температура нагрева в любой точке сосуда (элемента) не должна выходить за пределы максимальной и минимальной температуры, предусмотренной режимом термообработки. Среда в печи не должна оказывать вредного влияния на термообрабатываемый сосуд (элемент). 4.4.13. Свойства металла сосудов и их элементов после всех циклов термической обработки должны соответствовать требованиям Правил, стандартов, технических условий.
|
Источник