Исследование напряженно-деформированного состояния трубного узла мартенситной стали 15Х5М в процессе диффузионной сварки

В. А. Минкевич, А. М. Файрушин, Р. Р. Чернятьева, Д. В. Каретников

Аннотация


Важной задачей, на сегодняшний день, в машиностроительной отрасли является применение надежных и, в тоже время, недорогих материалов при конструировании нефтегазового и нефтеперерабатывающего оборудования. К разряду таких материалов можно отнести жаропрочную сталь мартенситного класса 15Х5М, которая при своей невысокой стоимости обладает хорошими прочностными и антикоррозионными свойствами при высоких температурах. Особенность изготовления трубных узлов и других базовых элементов нефтехимической аппаратуры из стали 15Х5М, заключается в необходимости предварительного, сопутствующего подогрева и незамедлительного проведения последующей термообработки со строгим соблюдением температурно-временных параметров процесса. Данные мероприятия проводятся с целью снятия остаточных сварочных напряжений и предотвращения образования холодных трещин в процессе сварки и делают процесс изготовления базовых элементов из стали 15Х5М энергозатратным и трудоемким, а в некоторых случаях практически невозможным. Поэтому одним из современных направлений модернизации технологии изготовления сварного нефтегазоперерабатывающего оборудования из мартенситных сталей является уход от традиционных технологий дуговой сварки. В данной работе приводятся результаты численного моделирования диффузионной сварки трубного узла из мартенситной стали 15Х5М. Проводится анализ напряженно-деформированного состояния в зоне сварного соединения в условиях проведения процесса диффузионной сварки, на основании которого показана возможность диффузионной сварки трубного узла из мартенситной стали 15Х5М, без потери устойчивости заготовки. Проведен расчет температурных полей, полей напряжений и деформаций сварного соединения.


Ключевые слова


diffusion welding;martensite steel;ring joint;stress-strain state;tube billets;диффузионная сварка;кольцевой стык;мартенситная сталь;напряженно-деформированное состояние;трубные заготовки

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


1. Акулов А.И.Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. М.: «Машиностроение» 2003. – 560с.

2. БакиевА.В. Технология аппаратостроения. Уфа.: УГНТУ. 1995. - 297 с.

3. Бачин В.А. Теория, технология и оборудование диффузной сварки. -М., 1991. - 352 с

4. Мяченков В.И. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. М.: «Машиностроение» 1989. – С. 520.

5. Способ сварки давлением разнородных металлов на воздухе / Губарев А.В., Губарев В.В.: пат. 2264898, Рос. Федерация. № 2004113899/02; заявл. 05.05.2004; опубл. 27.11.2005. http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet. 2 с

6. Сорокин А.В.Влияние остаточных напряжений на размерную стабильность сварных тонкостенных оболочек из малоуглеродистых сталей / Редкол. Журн. «Автоматическая сварка». – Киев, 1991. – 10 с. – Деп. в ВИНИТИ 28.08.90, №3531 – В91.

7. Труфяков В.И. О влиянии остаточных напряжений на сопротивление усталости сварных соединений // Автоматическая сварка. 1988. № 2. С.1-4.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2013-6-344-367

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.