Ремонт корпусов насосных агрегатов из стали 20ХГСФЛ с применением сварочных технологий

А. В. Файзуллин, А. М. Файрушин, Д. В. Каретников, М. Р. Фаткуллин

Аннотация


Для изготовления корпусов машин и агрегатов (насосов, компрессоров, гидравлических коробок и т.д.), используемых в нефтегазовой отрасли, широко применяется низколегированная литейная стальферрито-перлитного класса марки 20ХГСФЛ. Значительное количество такого оборудования работает под одновременным воздействием высоких давлений, коррозионного и эрозионного воздействия от рабочих сред, значительного перепада температур, механических нагрузок от движущихся частей. При эксплуатации нефтегазопромыслового оборудования с течением времени часто происходит разрушение элементов корпуса вследствие воздействия температурных и силовых нагрузок, коррозии и других факторов. Большинство конструктивных элементов корпусов нефтегазопромыслового оборудования ремонтируются с применением сварочных операций. Высококонцентрированный источник тепловой энергии и различная деформационная способность деталей являются причиной возникновения значительных остаточных напряжений, которые влияют на точность изготовления и работоспособность элементов. Одной из острых задач, касающихся повышения качества машин и агрегатов, является совершенствование технологии ремонта корпусов, изготовленных из литейных сталей с применением электродуговой сварки. В данной работе с применением метода конечного элемента в программном комплексе ANSYS был произведен анализ напряженно-деформированного состояния в модели сварного соединения, имитирующего корпус машины, рассмотрены и реализованы технологии проведения ремонта с применением сварки и различных видов обработки, выполнены сравнительные исследования механических свойств. Также в работе приводятся результаты расчета уровня остаточных сварочных напряжений в образцах,сваренных по различным технологиям. Для сравнения рассмотрены как традиционные технологии термической обработки, так и деформационные способы – ультразвуковая и вибрационная обработка.

Ключевые слова


evaluation of the stress-strain state;machine surface repair;mechanical properties;ultrasonic treatment;vibration treatment;weld;welding steel foundries;welding stresses;вибрационная обработка;механические свойства;оценка напряженно-деформированного состояния;ремонт корпусов машин;сварка литейных сталей;сварное соединение;сварочные напряжения;ультразвуковая обработка

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


1 Лившиц Л.С., Хакимов А.Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений: 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1989. 336 с.

2 Технологическая инструкция по ручной электродуговой сварке изделий из малоуглеродистых закаливающихся сталей типа 15Х5М с сопутствующим охлаждением без термической обработки / Бакиев А.В. [и др.]. Уфа: ВНИИ ПТхимнефтеаппаратуры, 1982. С. 26.

3 Сутырин Г.В. Снижение остаточных напряжений сварных соединений низкочастотной вибрационной обработкой // Сварочное производство.1983. № 2. С. 22 – 24.

4 О влиянии параметров вибрационной обработки на свойства металла сварного соединения. / Файрушин А.М. [и др.] // Нефтегазовое дело. 2011. Т. 9. № 2. С. 70 – 75. URL: http://ngdelo.ru/article/view/1171

5 Способ снижения остаточных напряжений в сварных соединениях металлов / Файрушин А.М. [и др.]: пат. 2424885, Рос. Федерация. № 2009149108/02, заявл. 28.12.09; опубл. 27.07.2011. 5 с.

6 Влияние параметров вибрационной обработки в процессе сварки на свойства сварных соединений / Ризванов Р.Г. [и др.] // Литье и металлургия. 2012. № 3 (67). С. 337-342.

7 К влиянию вибрационной обработки на механические свойства разнородных сварных соединений / Хафизова О.Ф. [и др.] // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2011. №1. С. 210-219. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Khafizova/Khafizova_1.pdf.

8 Влияние направления приложения вибрационного воздействия в процессе сварки на поле остаточных напряжений в стыковом сварном соединении / Колесников Я.А. [и др.] // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2006. №4.URL:http://www.ogbus.ru/authors/Kolesnikov/Kolesnikov_1. pdf. 15 с.

9 Эльдарханов А. С. Процессы кристаллизации в поле упругих волн. М.: СПИнтербук, 1996. 256 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2014-1-345-376

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.