TECHNOLOGICKÉ POSTUPY SVAŘOVÁNÍ V ENERGETICE

I N I S - m í — J 2716

TECHNOLOGICKÉ POSTUPY SVAŘOVÁNÍ V ENERGETICE

13. - 15. prosince 1988 Mariánské Lázně

P o b o č k a CsVTS IP/ZU <-:*.„ oXC < ČsVTo ČSAV - ÚTS3K r i s e n O S ^ - Z k u š e b n í m e t o d y p .v : . '. . a s i v í E3G - Kí/iiViS Ghorautov

TiiCiíNOLOJICKÍ ?CoT-;i;ľ JVAAOVXNÍ V

13.

-

1!>. p r o s i n c e

Ľai'iáiiské

Lázně

1988

OBSAH

str.

K.Mazané c Hodnocení vlivu metalurgických parametrů na svařitelnost vysokopevnýcň ocelí

1

B.[million, K.Stránský Kinetika oduhličování a nauhlicování u svarových spojů íeritických ocelí

8

J.Sobotka, T.Skácelík, lvi.Sobotková, Z.Kuboň Dlouiiodobé žárupevné vlastnosti svarových spojů trubek jakosti 17 341 pro tepelnou energetiku

14

J.Zajíc, J.Purmenský, lví.Tvrdý, V.Poldyna Technologie svařování a vlastnosti svarových spojů^tlustých plechů z oceli 3Cr - 0 , 5 Mo se zvýšenou čistotou

22

A.Kapuszta, J.Kučka Technologické svařování hmotných odlitků pro parní turbiny z oceli GS-18CrMo 9.10

33

A. Petříková, <J« Saj ben Aplikácia poznatkov a skúseností s automatovým zváraním tlakových systémov kotlov

41

M.Äaboch, J.Štumbauer, J.Kraft Svařování bezešvých trubek z materiálu 12 021.1 a 15 128.5 metodou TIG a TIS + E

50

O.Libra, K.Soukup Vliv technologických t>odmínek a podmínek exploatace na změnu vlastností Gr-LIo ocelí

57

F.Neumann Několik poznámek k ověření technologie výroby a vlastností heterogenní cil svarovýoh spojů parovodu z ocelí 15 128 a 17 134

62

L.Barácková, L.Hovák Metalografická jakost vnitřních povrchů prstenců pro tlakové nádoby jaderných reaktorů VVER

68

F.Bernasovský, V.i.iagula, L.Mráa, V.Štembera Výskum zvaritelňosti pri opravách vnútorného povrchu tlakovej nádoby jadrovej elektrárne VVER 440

74

J.Bosanský, J.Sinal Optimalizácia zvárania pri opravách vnútorného povrchu TN JiS WtíR. 440

BI

J.Šinál, P.Bernasovský, J.líágel Poznatky z opráv chýb zváraním bez predhrevu a tepelného spracovania na plátovanom plášti exploatovaného tlakového reaktora.

67

I.

J«Bečka, i.Kupka, V.ívientl,x-;.Janda, tí.Koutský Stanovení mezioperační teploty svařenců z hlediska vyloučení vzniku samovolného křehkého porušení

j3

J.okálová, R.Kovařík studium stability ď - feritu v tepelně ovlivněné oblasti při svařování oceli 17 247

105

V.Pilous Technologické přednosti svařitelných ocelí 13 vš Or se 6 % Ni s nízkým obsahem uhlíku

112

V.Benedikt, L.Kraus, V.Kraus, Z.Kubeš Příspěvek ke koroznímu napadení svařované oceli 17 247

117

V.Pilous, xi.Kovařík Experimentální ověření možnosti použití akustické emise při navařování a žíhání zkušební desky

123

J.Purmenský, V.Foldyna Svařování energetických a chemických zařízení pracujících v oblasti zvýšených teplot

131

J.Barták Jednoúčelová svařovací zařízení, používaná při výrobě energetických zařízení

137

J.Kraft, i.i.Raboch Optimální technologie svařování žárupevných dopravních válečků průmyslových pecí

143

R.Kovařík Ověření vlivu svařování technologií ,7IG na odolnost proti i.:KK ausrenitických nestabilizovaných ocelí typu Gr - Hlt Gr - Ni - í.io

153

L.Tošnar Plazmový nástřik těsnících výstelek v plynových iurčinách

lóO

.F.Svandelík Opravy velkorozměrných dílů kompresorů ze šedé litiny

167

J.Hoxňíý, ?• Kellner Problematika svařování niklového těsnění jaderní' - energetických zařízení

175

V.Kroupa, i.i.ochlixbier, J.Chramosta, J.Kroupová iiovo tecanolo ;ické varianty svařování Cu - dílů

Ir5

a, íi.Melicharová, J.Kroftová, J . K ř í ž Příspěvek K problematice pevnostního výpočtu svarového s;.-oje u .svařování za studena *

205

D.Spírek, J . J y r , xi.Lískovcová, P.iíeuiîann Buciování š k o l í c í h o s t ř e d i s k a C^Z - 5ČT Most p ř i svářečské škole v Komořanech a výchova svářečů

211

II.

Akademik Larei Mazanec Vysoká škola báňská,fakulta hutnická,Třída Vítězného únor 70S 33 Ostrava - Poruba [ODXOCENÍ VLIVU METALURGICKÝCH PARAMETR© NA SVAŘITELNOST VYSOKOPEVNÝCH OCELÍ 1

f vod Předložený příspěvek, navazující na soubor již dříve publikovaných prací, je věnován hodnocení vlivu vybraných metalurgických parametrů na dosahovanou úroveň svařitelnosti ocelí o vysoké pevnosti, charakterizované tím, že v TOZ těchto ocelí se tvoří martenzitická struktura. Z uvedeného plyne, že rozhodující vliv na vlastnosti TOZ těchto ocelí budou mít mechanicko—metalurgické vlastnosti čerstv.' zakaleného martenzitu / 1 - ^ / . Na rozdíl od celé řady publikovaných prací, kdy svařitelnost tzv.samokalitelných ocelí byla obvykle řešena přednostně cestou modifikace technologických podmínek při svařování, bude v předloženém příspěvku pozornost oriantována tak, aby byly předloženy údaje o možnostech metalurgického řešení vlastností základního materiálu(za předpokladu konstantních parametrů svařitelnost.i - např.ROS za použití austenitickýeh elektrod, tj.bez superpozičního účinku vodíku). Za předpokladu výchozí struktury materiálu, tvořené nízkopopuštěným martenzitem nebo vysokopopuštěným martenzitem(resp.směsí martenzitu s minoritním obsahem bainitu) - sorbitem -, je rozhodující oblastí pro iniciaci defektů ta óást TOZ, v níž dochází k fázové transformaci nustenitu na martenzit(za předpokladu, že k iniciaci nebudou přispívat trhliny vzniklé za tepla ve svarovém kovu). Návazná výše popuštěná oblast(v případě nízkopopuštěného raartenzitu účinkem tepelných cyklů při svařování), nebo sorbitická matrice,pak tvoří určitou bariéru rozvoje iniciovaných defektů do základního materiálu(zde je však třeba u výchozího nízkopopuštěného martenzitu dbát o vyváženou konstituci, aby nedošlo v určitém pásmu TOZ k rozvoji vysokoteplotní popouŠtěcí křehkosti - minimálni přísadou molybdénu). Z teoretického hlediska se vlastně bude jednat o hodnocení podmínek vzniku zbrzdených lomů v čerstvě zakaleném martenzitu, jmenovitě jak metalurgickými cestami tuto náchylnost omezit /*i-6/ u vysokopevných ocelí o mezi pevnosti 1000-1600 MPa. Studium vlivu metalurgických parametrů vychází ze zkušenosti, že zbrzdené lomy v čerstvě zakaleném martenzitu probíhají přednostně po hranicích výchozího austenitu a jsou iniciovány v určitém časovém sledu po zakalení. Z toho plyne, že metalurgické parametry se budou lorricky uplatňovat např.v úrovni kohézni pevnosti hranic zrn, resp.v řadě mikrosegregačních efektů, aa hranicích zrn omezujících nejen vlastni pevnostní charakteristiky,

- 1-

a l e i moz.n-.~-2i: ľ ;">-_* v. mě tyto ú č i n k y .-:;•:- ; s t r u k t u r y T O K , ;r;.

Samozřej;ré,\5 "ostré" mikro•• -. elita vých atomů £\Q)-\i\J,

Hodnotící, tech-iit; ."••.;/ j i.T clŕíve v y v i n u t é .••oraděnýcli l o m ů a p r o "vzniku ubrzdených lomů zkoušky (:;i;3».l7, Tyto / odpovxdají pod•'.••v:n?íK:b}-ií v z o r k y O tSla 10 m m b y l y ••>f-= *•(•-•••.•:••: -sny Í1OO°C/3O min/olej ,COŽ / o j ,CO se částečné blíží :!îkro..:î í.-. podmínkám" podmínkám" í turr.ír zjišíovaným u svarových spoju ^řaiivet^v .-do?';.op3vných ocelí. Po 10 min. í.!j. ttflbo v j e d n o o s é m ť a h u , b y l y v z o r k y â-cíicr-i.;.- b-. .: v.-\ d..oy'do porušení, jednak byla B y l y stanoveav jrr-rijr. K ,. i':K^s: :iJ.Ýv,1). lomových ploch /Í-3/. provedena. Hrll:-c-r}ľr:V^-,.; t .-.; : ; no specifické hodnocení, na V něktex-ýea při. LVA Je-;: V\ '•. '.o h vz o rc ich, umo žňu jící m a l ý c h (nevrubovan/cli) xky:. p ř í m é posorováxií p ř i !::.•-':•*:•.:;;;•-;. zatížení na mikros k o p u ( v i z obi".,, i) Z"?,-'.)/-, pro s t a n o v e ~.í -.lÁcir s e l e k t i v n í l^d-- .-•'. • u r ů z n ý c a i. a v. •...( o b v y k l e .o.-i^y ^-,..f v. . m í n k á m t u h o s t ; sv.- •>

;:-;ií j e d n o t l i W - c h taveb( o c e l i ) b y l o Při selektivním h.-,tL zvoleno hodnocení r e l a r ř P o v r c h o v é s n e r g i e jako k r i t é rium kohesní rx?vno.•;>':Á hi"; n •ox-.-: a n á c h y l n o s t i k e v z n i k u i'o : • •;. 1 o p t á n í v e v a k u u b y l s t a — n o v e n rivojplíicliý -úv?-l ^ ,;- ;(.ro c h h r á z d iia h r a n i c í c h z r n fl,\\J. Pro hi-áii-v V .'..•; li.'.> Irao k ria l e p t a n é m u p o v r c h u lze jednoduše n:\ps.:i% ,, • < ?v c o 3 ( í 9 / 2 ) , k d e ^ j e povrchová enerr;ic t?,v. h.o p o v r c h u a T^,,- je e n e r g i e h r a — nic zrn. Samozřej tato h o d n o t ící t e c h n i k a p o u z e o r i e n t a č n ě simuluje podmínky vzniku zbrzdených lomu v T O Z . Také stav v ý c h o z í a u s t e n i t i c k é a v z n i k T é raartenzítické m a t r i c e p l n ě n e odpovídá procesům probíhnjíoím v T O Z , Dovoluje v5ak(z f y z i k á l n ě m e t a l u r g i c k é h o hledí s k a / o r i e n t a č n ě d e f i n o v a t „ i n k u b a č n í d o b y "pro \"znik. zb.radřných IOJUŮ (včetně " s e l e k c e " j e d n o t l i v ý c h t a v e b ) , Mf: z á k l í d ě z j i š t ě n é h o d v o j p l o c h é h o ú h l u lze p a k d á l e s t a n o v i t r e l a t i v n í h o d n o t u ťhr v z h l e d e m k h o d n o t ě Ty/ * P o d l o z í s k a n ý c h h o d n o t 0 l z e u s u z o v a t n a " p e v n o s t " h r a n i c z r na u s t e n i t u a t í mi o d h a d n o u t n á c h y l n o s t k e v z n i k u interkrystalickélso p o r u š e n í ú č i n k e m d y n a m i c k ý c h p r o c e s ů p ř i v z n i k u m a r t e n z i t u (hlavně d e s k o v é h o t y p u ) / 3 » 5 » 8,9/. V e l i k o s t ú h l u & s o u v i s í s ú r o v n í p o v r c h o v é e n e r g i e hranic z r naustenitu (spojené např.s interkxystalickou m i k r o s e g r e g a c í ) p ř i r e á l n é m p ř e d p o k l a d u k o n s t a n t n o s t i 9*v . V dané souvislosti j e třoba pečli\ě hodnotit vzhled v z n i k l ý c h p o v r c h ů l e p t a n ý c h b r á s d , a b yp ř i v a k u o v é m leptání nedošlo k jejich oxidaci, c o ž okamžité vede k e znehodnocen í m ě ř e n í (t j . k l e p t á n í j t-ožadováno p o m ě r n ě v y s o k é V a k u u m / . Výsledky Na obr. 2 Jo uveden příklad závislosti napětí (
dobou pro rozvoj až do okamžiku překonání "krátkodobé" pevnosti (R m ) ve zbývající části zkoušky. Část lomové plochy je tvořena téměř 100 fo interkrystalickým porušením, v další části se podíl interkrystalického porušení snižuje (vyšší napětí u vzorku a vyšší rychlost šíření trhliny), zatím co finální lom je tvořen směsí štěpného a částečně i tvárného(jamkového) transkrystalického porušení. V některých případech výskytu interkrystalického ('hladkého" nízkoenergetického) porušení byl zaznamenán i výskyt interkrystalických tvámých(jamkových) oblastí /Í5-17/. Na rozdíl / od Troiana /I8ý , který studoval vznik zbrzdených lomů na zkouškách s ostrým vrubem a za superpozice vodíku, nebyl ve studovaném případě pozorován vznik stacionární oblasti v počáteční části závislosti
- 3 -

blízkosti u svarového kovu, do uloubíiy TOZ okolo 1,5-1,8 mra,, je zřejmě mikrostûlvtura čistě (resp.převážně) martenzitická. Ve většině případů pak m i kro trii liny probíhaly kolmo na svarový spoj-při aplikaci ROS. Při aplikaci APT (vyšší tepelný příkon) trhliny naopak probíhaly převážně rovnoběžně se svarovým spojem(ve vzdálenosti okolo 0,3 - 0,5 mra od svařovací hrany). Rozbor výsledků Kromě dnes již všeobecní! uznávaných zásad, jako je úroveň uhlíkového ekvivalentu (náchylnost ke vzniku zbrzdených lomů prudce stoupla u předmětných typů ocelí — základní materiál měl strukturu nxzkopopuštěného martenzitu - při překročení hodnoty 0,75 až 0,78) a vlivu následného žíhání, hrají při hodnocení náchylnosti ke vzniku zbrzdených lomů (jmenovitě v případě vzniku-v TOZ-deskovóho martenzitu) metalurgicko faktory, mající souvislost s ovlivněním vlastností hranic zrn austenitu. Toto souvisí se zjištěním, že při statistické analýze trhliny v TOZ předmětných typů ocelí probíhaly z cca 7 5 až 80 $ podél hranic zrn výchozího austenitu

/"1-37-

Z předložených výsledků dále vyplynulo, že náchylnost ke vzniku zbrzdených lomů je podstatně vyšší v případě vzniku deskového martenzitu(vznik doprovázen bouřiivým-dynamickým-účinkem). V případě tvorby smíšeného deskového a latkového martenzitu je vznik zbrzdených lomů také zaznamenán, i když s nižší četností. S tím pak souvisí to, že obsah uhlíku nemusí být jediným rozhodujícím parametrem. Významný vliv mají i legující přísady, jako jsou např.Mn,Ni,Cr, které zesilují tendenci ke vzniku martenzitu s deskovou morfologií. Co se týče modifikace náchylnosti ke vzniku zbrzdených lomů po návazném žíhání(resp.při aplikaci předehře vu)/ je možné prahové napětí zvýšit po žíhání na 100°C o 100 MPa a při ohřevu na 150 C je tento vzrůst o cca 180 MPa, což představuje vzrůst v průměru o 30-35 *'•> v porovnání s výsledky dosaženými u čerstvě zakaleného martenzitu. Jak vyplynulo z dosažených výsledků, u různě desoxidovaných taveb, byla detekována různá náchylnost ke vzniku zbrzdených lomů a ke vzniku trhlin v TOZ. Při obsahu kyslíku okolo 0,010 - 0,012 5o(desoxidace pomocí FeMn,FeSi, resp. SiMn),byla náchylnost vyšší než u taveb s obsahem kyslíku okolo 0,005 f)(desoxidace CaSi). V jiných případech lze vhodnou technologií dosáhnout snížení obsahu kyslíku při použití DH+SL(včetně snížení obsahu síry), resp,lze použít i vhodnou metalurgickou přísadu FeTi. Zvýšená přísada AI není vhodná z hlediska zvýšené náchylnosti ke vzniku břidličnatých lomů, resp. rozdvojenín ,což dále modifikuje „ vlastnosti" svařitelnosti. Dokonce bylo zjištěno, že významným kritériem je velikost dvouplochého úhlu & po leptání ve vakuu. Je-li tento úhel větší(u studovaných typů ocelí) než i60° , tak je zaznamenána vyšší náchylnost ke vzniku zbrzdených lomů

- 4-

(důsledek nižší energie hranic zrn výchozího austenitu), například účinkem mikrosegregace příměsí na hranici zrna. Snížená kohézni pevnost hranic zrn, včetně omezení možnosti plastické deformace na hranicích z m , podporuje vznik křehkého interkrystalického porušení. Vzhledem k tomu, že při stárnutí matrice se omezí mobilita dislokací(původně snadno pohyblivých jako důsledek martenzitické fázové přeměny) /20/, tak dochází ke zpevnění matrice a nastává lokalizace napětí do oblasti hranic zrn. Kromě toho je nutno vzít v úvahu i dynamické efekty a bariérový účinek hranic zrn("zeslabených" např.účinkem mikrosegregace), včetně možnosti vzniku mikrotrhlin subkritické velikosti, které se pak mohou státi kritickými při zkřehnutí matrice během stárnutí /k/ Pro snížení náchylnosti ke vzniku zbrzdených lomú je nutné a) zvýšit pevnost hranic zrn austenitu a tím potlačit "defektnost" na hranicích zrn austenitu (mikrosegregace,velikost úhlu 8 ), b) omezit dynamické efekty při raartenzitické fázové přeměně - dosazení max.jemnozrnosti desek martenzitu v příslušné části TOZ, nebo využít "přežití" vyšší defektnosti martenzitu při svařování ocelí zpracovaných technologii TMZ a tak omezit dynamiku martenzitické přeměny, c) okamžité žíhání na teplotu okolo 150°C až 200°c, což znamená rozvoj procesů stárnutí v matrici, ale zároveň podstatné snížení vnitřních pnutí rozvojem relaxačních procesů d) předehřev na cca 15O°C-2OO°c omezí dynamiku martenzitické přeměny a vytvoří předpoklady pro intenzivní rozvoj "samopopuštěni" vzniklého martenzitu. Nejspolehlivější je řešení uvedené ad a) a ad b ) , což představuje zásadní řešení, založené na využití poznatků z oblasti fyzikální metalurgie. Opatřeni uvedená ad^c) a ad d) by měla v případě potřeby superpozičně doplňovat požadavek odolnosti. Závěr V předložené práci byly shrnuty zásadní metalurgické, rosp.fyzikálně metalurgické principy jak ovládat úroveň svařitelnosti vysokopevnýcta ocelí, v jejichž TOZ vzniká martenzitická struktura. Pozornost byla hlavně věnována tomu, jak potlačit vznik zbrzdených lomů. v TOZ a jak orientačně hodnotit náchylnost ke vzniku těchto defektů. Literatura £\J K.Mazanec,L.Hyspecká: Zváranie, 1967, č.7/8, Z'Xh /j K.Mazanec,L.Hyspecká: Contribut. to the theory of high strength steels weldability, IIW-I-583/68,1968 K.Mazanec:Zbrzdené lomy v martenzitu ocelí o vysokých pevnostech, Hut.aktuality, č.18, 1961 K.Mazanec,L.Hyspecká: Fyz.metalurgie vlastnosti martenzitu ocelí, Studie ČSAV, Academia NČSAV, Praha,1983 K.Mazanec,L.Hyspecká: Rev.de Métallurgie, 1966, č.3,217 L.Hyspecká: Studium lom.charakter.martenzit.oceli a slitin, Sbor.věd.prací VŠB, 16., 1970, č.3,1 /Ť7 C.J.McMahon,V.Vítek: Acta Metali.,27,1979,507

- 5 -

K.Mazanec: Další směry studia fyz.metal.segregač.procesů, Oceli o vysokých užit.vlastnostech, DT Ostrava, 1985, 5 K.Mazanec: Kov.materiály, 26, 1988, 5 'loj L.Hyspecká,K.Mazanec: Vodík.křehkost konstr.ocelí o vyšších parametrech, Studie ČSAV, Academia NČSAV,Praha, 1978 /Il7 K.Mazanec,E.Kamenská: FMM,12, 1961, 91 /li/ L.Hyspecká,M.Tvrdý,K.Mazanec: Effect of envir.on stable crack growth in ultra high strength steels under static 1 and cyclic loading , Fracture' 81, Proceed. ICF*5, Cannes, 1981, 973 /Í3_7 M,Tvrdý,S.Havel,L.Hyspecká,K.Mazanec: Inter Jnl.of Pressure Vessels and Piping, J?, 1981, 355 /í^7 M.Tvrdý,R.Seidl,L.Hyspecká,K.Mazanec: Ser.Metali.,19, 1985,51 1 /I57 K.Mazanec,V.Karel,L.Hyspecká,P.Pahuta: MiTOM, 197 *, č.12,8 /Í6/ V.Karel,T,Pahuta,L„Hyspecká,K.Mazanec: Zeitsch.Metallkunde, 6£, 197^, bk7 {\lj V.Karel,P,Pahuta,L„Hyspecká,K.Mazanec: Trans.ISI Japan, 19, 1979, 197 /Í87 A.R.Troiano: Met.Progress, 19ó"O,č.2, 112 £\9j Ii.D.Hondros ,M.?.Seah: Interfac.and surface microchemistry, Phys.Metallurgy, ed.R.V.Cahn,P.Haasen, Elsevier, /ZOj P.Wyslych,L.Hyspecká,K.Mazanec: Kov.materiály, 26.1988. 336

- 6-

*t)

•\ •

10,0

0BR.1

101

čas [min]

OBR. 2

20

20

MnCrNiMo a) nízký P, S b) konvenční obsah

CrNiMo a) desoxid CaSi

dO 2

i) FeMn, FeSi

15

15

o

Q.

bio

OBR. 3

10°

0BR. U 1

10

-

V cas [min]

x10

a) bez žíhání b) žíhání 150 °C/2h c) žíhání 200 °C/2

15

10

10c

čas [min]

600

\ \

101

10',0

J

i

E

400 k

0

c - -o * 200 — —a ?-*•

OBR. 5 IOL

10'

č a s 1 0 [min]

-0BR.6 0

- 7 -

1 2 3 vzdálenost [mm]

Ing. Bořivoj H U U o n , D r S e . * ^ Ing. Karet Stránský,»rSc .*** *) Ústav fyzikální metalurgie ČSAV^Žižkova 22,616 62 Brno **) VĎ 070, Brno KINETIKA O D U H L I Č O V A N ! A NAUKLIČOVÄNÍ U SVAROVtCH SPOj8 FERITICKľCH OCELI V práci |t| byl navrtán obtcný model přerozdělováni uhlíku ve svarech typu austenit/austenit. V technické praxi je však znaln§ rozšířen 1 jiný typ svarového spoje, svar typu ferit/ferit. Z obr* 1 je zřejmé, že 1 u tohoto typu svarového spoje může vést exploatace za vysoké teploty ke značné recHstribuci uhlíku* Jedna strana svarového spoje se přitoa oduhličuje, druhá se naopak v odpovídající •tře nauhličuje. Situace se při difúzi ve feritickokarbidickém materiálu oproti difúzi ve svarové* spoji austenit/ /austenit znaCně komplikuje, nebot se jedni o difúzi v heterogenní* prostředí probíhající současně s chealckou reakci, kterou představuje tvorba nebo rozpouštěni karbidů. V pracích |2-4| byl vypracován a experimentálně ověřen modcl oduhličováni a nauhličováni dvoufázových struktur tvořených SMÍSÍ feritu a cementitu a byly tak vytvořeny výchozí předpoklady pro kvantitativní popis redistribuce uhlíku v okolí svarových spojů feritickokarbidických oceli. v touto příspěvku je učiněn pokus o vytvořeni modelu, který by umožňoval popsat redistribuci uhlíku ve feritickokarbidických slitinách Fe-Cr-C a Interpretovat experi•entálni výsledky uvedené na obr. 1. Aby mohly být převzaty základní vztahy odvozené v práci |4|, bylo třeba učinit tři základní předpoklady: 1. karbidická fáze je ve viech sledovaných případech typu 2. poměrné zastoupeni substitučních prvků Fe a Cr v karbidech a v tuhém roztoku je totožné; 3. pro koeficienty difúze substitučních prvků platí Dp» « • °CrPřitom je však třeba mít na paměti, že tyto^předpoklady značně zjednodušuji výsledné vztahy a usnadňuji výpočty, že však model v principu umožňuje libovolnou volbu typu karbidické fáze, poměrného zastoupeni substitučních prvků 1 rozdílných koeficientů difúze substitučních prvků. Při odvozeni modelu byl použit základní postulát termodynamiky 1rreversibiInich procesů, že hnací silou difúze je gradient chemického potenciálu, při jehož vyjádřeni předpokládáme v souladu s Vágnerem 151, že termodynamickou aktivitu uhlíku v tuhém roztoku Fe-Cr-C můžeme vyjádřit vztahem a« * " Q

eXp { £„ N r - •

- 8 -

Ct>m "ľ m» 7 *

»• /

kde Mr, , resp. N CC r$$ jsou t o U r n i zlomky uhlíku resp. chromú é* roztoku, v tuhé* £.£ roztoku ££ resp. £j«r J t O U Interakční koeficienty uhlik-uhlik resp. uhlik-chrom. Aktivitu chromú vyjadřujeme analogicky

Cr

N

Crs

c.

*C r.}

Při d i U k h výpočtech pro zjednoduieni vztahů ( 1 ) a ( 2 ) považujem* vzhledem k nízké rozpustnosti uhlíku ve f e r i t u součin & £ N C I i 0 a rovněž eřC * 0 . Podle Wagnera |5| pak t r

platí

et

Cjr

V souladu s výsledky price 11 I koncentrační závislost koeficientu difúze uhlíku uvažujeme ve tvaru D c (0) exp

(3)

kde 0 c (0) je koeficient difúze uhlíku v ne legovaném feritu a je difúzni Interakční koeficient. Po započteni vztahů (1-3) do rovnic pro tok uhlíku a chrómu a karbidické reakce analogicky práci U UII dostaneme soustavu parciálních diferenciálních rovnic pro časovou 1 ) , uhlíku (1 změnu koncentraci uhlíku v roztoku Y oz v karbidech r C p (i « 2) a chrómu v roztoku

St

(4)

* f

V/ nrovnici (4) jsou koncentrace Yj zavedeny relacemi Yj*n{/ fn řl +n ^ Fes' Crs* Fep Crp^ ' matrice koeficientů Cfj je dána Fe

Ď

kde A »

CrA

(5)

8

" eCrrCrs/A' Zdrojový člen F c $ , který vyjadřuje Časovou změnu konace uhlíku v roztoku způsobenou karbidickou reakci. centrace lze v souladu s prací 1*1 vyjádřit rovnici

ír) kde Hf ie.rychlostní konstanta karbidické reakce a Yg, resp. YÍg) představuji rovnovážné koncentrace uhlíku v roztoku resp. v karbidech. Pro ostatní zdrojové Cleny platí F C p - F C t a F C rs" 3 f C. y Crs'O-5 Y Cp>Soustavu parciálních diferenciálních rovnic lze ř e l i t

- 9 -

numericky na výkonné* počítači. Výpočty jsme provide U na počítači ICL 2950 s využitia knihovního podprogramu pro metodu konečných diferenci 16!, přiklad výpočtu je uveden n» obr. 2. Je zřejmé, s v ton je podstatný rozdíl proti svarový* spojů* typu austenit/austenit, že maximální koncentrace uhlíku v nauhličené zóně nen^ konstantní, ale že s rostoucí* čase* difúzniho žíhán* roste. Tato skutečnost •úže hrát významnou roli v technických aplikacích svarových spojů ferit/ferit. Zatímco při krátkých dobách exploatace bude zvýšení koncentrace uhlíku v nauhličené zóně nevýznamné, s rostoucí dobou exploatace se bude množství karbidické fáze v nauhličené zóně zvyšovat a aůže významnýa způsobe* ovlivňovat mechanické vlastnosti spoje. často se mdleme setkat s obrácenou úlohou. Experimentálně je stanoveno prerozdelení uhlíku v okolí svarového spoje a je třeba určit difúzni, termodynamické a kinetické data pro daný systé*. Znalost těchto dat pak umožňuje provést predikci redistribuce uhlíku i v jiných případech. Přiklad řešeni inverzní úlohy je uveden na obr. 3. Její řešeni bylo umožněno spojením metody nejmenších čtverců s metodou konečných diferenci pro výpočet aproximované funkce 171. Závěr V příspěvku je předložen původní model redistribuce uhlíku ve svarových spojích oceli, jejichž struktura je tvořena feritem a karbidem M3C. Model respektuje obecně platné zákonitosti difúze i chemických reakci tvorby a rozpouštěni karbidů a umožňuje popsat procesy oduhličováni i nauhličováni, které provázejí redistribuci uhlíku v uvedených typech spojů. Při oduhličováni, které probíhá v oceli spoje o vyšSim chemickém potenciálu uhlíku, jde o procesy difúze uhlíku ve feritu, které Indukuji rozpoultě* ni karbidů, při nauhlícováni, k němuž dochází v oceli spoje o nižilm chemickém potenciálu uhlíku, se uplatňuji procesy difúze uhlíku ve feritu, jež vedou k jeho přesyceni a následně pak k tvorbě karbidů uvedeného typu. Model umožňuje kvantitativně popsat kinetiku obou procesů, přičemž je možná jednak predikce rozloženi uhlíku mezi tuhý roztok a karbidy, jsou-U k dispozici difúzni, termodynamická a kinetická data, jednak inverzní postup, t j . stanoveni těchto dat na podkladě změřeného přerozděleni uhlíku ve spoji• Literatura |1| Kučera Jar., Million B., Stránský K., Růžičková J.: Czech. J. Phys. B36 (1986), 1170. |2I Million B., Stránský K.: Kovové mater. 25 (1987),482. |3l Million B., Pilous V., Stránský K.: Kovové mater. 25 (1987), 733. |4| Million B., Stránský K.: Sb. V. seminář "Difúze • termodynamika kovů a slitin", Tř1 Studně, říjen 1988, str. 4 4 .

- 10 -

15 1 Wagner C : Termodynamika splavov, 6NTLČCM, Moskva 1957, |ói MAC Fortrtn Library Manual, Mark 1 0 , Oxford 1983. |7| Dojiva 8 . , Kučera Jan, Kučera J a r . , M i l l i o n 8 . : Sb. V. seminář "Difúze a termodynamika kovů a s l i t i n " , Tři Studně, H jen 1988, s t r . 9 1 . Text k obrázkům Obr. 1 . Redistribuce uhUítu ve svarových spojích typu f e r i t / f e r i t stanovené pomoci elektronového alkroanalyzátoru JXA-3A po difúzni* ohřevu 700°C/30 h. Počáteční chemické složeni: Fe-0,i4Cr-0,30C/Fe-1,4QCr-0,3 9C Fe-0,UCr-0,30C/Fe-3,04Cr-0,4U Fe-0,14Cr-0,30C/Fe-6,18Cr-0,48C Fe-0,14Cr-0,30C/Fe-13,09Cr-0,53C Fe-0,14Cr-0,30C/Fe-26,82Cr-0,62C Obr. 2. Přiklad výpočtu redistribuce uhlíku ve svaru typu f e H t / f e r i t po různých dobách di fúzního ohřevu. parametry výpočtu: Dc * 1,85.10" 6 c» 2 /s 0K • 0Pm • 1,5.10" 1 2 c« 2 /s re

br

eCCr = -2 a t . z l . * 1 16 « 0,6 s" 1 N

" °* 0017?l a t . z l . (aezni rozpustnost uhlíku v tuhé« roztoku oo -železa) Obr. 3. PMKlad optimalizace experimentálních výsledků měřeni redistribuce uhlíku ve svaru typu f e r i t / /ferit. Pevně zadané parametry výpočtu: c

D F e * D C r * 2.10"11cm2/s t\r m

*[ ^

• -6 a t . z l . " 1 « 7,36.10"*

at.zl.

Parametry vypočtené metodou nejmenších čtverců: yp 2 7 2 7.10* cm /s t.zl"1 • -10,1 aat.zl. 1

1 0,147 s" "

- 11 -

Fe-O.UCr-C 700 # C/30h

Fe-13.09Cr-C-

Fe-26.82Cr-C

-1OOO

-500

O

500

—•- x[,um] Obr.

1

- 12

-

1000

£ ..c. Fe-0,1ACr-C

Fe-26.82Cr-C

-500

500 x [.um]

Obr. 2

1

1

1

1

r

T

1

1

1

r

É 700*C/30h Fe-26.82Cr-C

Fe-O.UCr-C

500 x [,um]

-500

Obr. 3

- 13 -

- k a c e i í k , Ing. íŕarie S o b o i. < ~i ••

n t« Gottwalda, k. p.

Ostrá--;

ť THUBEK

JAK;!.-.

vlas: -• zuje .

\ í

i 1 . - '*• r ' i ' ' •

1 ..'

Ú i

-. c i ,J í i ;i tepe i ne-energe-•:Ľómu provoznímu s i á na žárupevných ... , •'-•- .svarových spojů. U k a •varovélio spoje k m a x i - ",. •• potvrzení správ'.'y'bu svařování ověřo-

ma i r. ;'::.

no.-1; ,

v a l -z,' no.1; í ?: n í c!i

.-•'•••

•'•"•.••

.'arupíivných

:•; hodnocením

vlast-

základ-

i• ;

i •

V O i :>>

ma t v- r •. p r e h. . n í r ;;

<:

'.J

' •:-.'. Í ' ' '

:..;í.yvali problematikou .... vnooných přídavných ., . •:•.; .IÍ ía;;icrů při svařování , .i11 a rovněž tak hodnoce.••.!•» 'I:; vaosíí svarových

or

s.

< - ' . . •

ř

'«

.j

;

'

'

:

'

•

/J

i *' *

• n

•

;

••

.

•

'

'

> -

!

•

E P O J 'i

. •• .,••! :ii / . a r u p e v n ý c h

aos • n y

' ••

rc

; ,•

•

p ř i , •: T 1 0 . •'

vy k 1 e a krom ô vy-: o k é vyznač /8 -• 1

;

Jj,

• -.

•••

J

•

l. J - !

' • <

;

• •

•

r ; '

'•"' •

.

ľ

Í;

Z i t

o '. v \ p. o a t j . t

r

i •» í "

1

=

i :

->

i

ä M J U •

)

"

:

*

/•• .

:

vlast-

'••>• ..../o. ani byly duporuče• ;» % V.i - 2 % M o , k t e • ..-,' í i.-2 resp. drátu GI-422 .. r i-, svařování metodou i -.-í>.s,JÍÍ».Í jí malý podíl (ob• ..•;; ]vé trubky do průměru

*

z a v e d f r,1 ^'i* ' í i - " ' i ; . x . ' • ' • - • . ? : < .• r s od t ŕ< v e u í ^Í r v i - - . ; ' . y p r • * ) / . ' . 0 . 7 . 1 -i / . zhruba

M ri /. L >',. 5. -i ú ô d ľ í v e p;. vkovaných výsledků creepových zkoušek by i o iuožno provést < entační posouzení žárupevnosti svarových spojů formou \ o v n J. ni *e základním materiálem (ocel 17 :>41 podle. ČSN / ? ->/ /'} a dale vyhodnotit nejslabší místa svarových spojů> t . j . loiaové lokality při creepové exploutací s jednoosým t;jho ýrc namáháním i při zkouškách v této práci provedeme saraostatv n i t r n .in; í>r 3 t l .-i k a m / «:•. G , í / 1^5tru;slí základních alternativ h • j v r s ý od n o c ž a r u p e n í né vy h ý c h s svarov -T

£ x p e rjijii&_n t_nj^n í

f_á s L

/ k '.i i -~> h n f s v :i r o v 1 -Í t *.> ly provedeny na trubkách jakosiv .} nj.Ti a vnôjším průměrem 32 m n ti 1 7 .i 11 . 1 s t L o u í t k o u už itých trubek a jejich mechanické / J , tí/. L-hemickti sj.oženi v l a s t n o s t i v e v ý c h o z í m s* vu odpovídající požadavkům ČSN

41

7;MI

/i J/.

Postupy prípravy «ckuí,e i T. Í cli svarových spojů byly popsány v dřívějších pracích /2 , .'•>. 0,14/. Podle způsobu svařování

- 14 -

se jedná o tři základní alternativy svarových spojů: A - ruční obloukové svařování obalenou elektrodou E-B 422 o průměru 2,5 mm C - svařování metodou TIG v ochranné argonové atmosféře s přídavným drátem GI-422 o průměru 2 mm D - odporové stykové svařování s odtavením na zařízení BOT 43/160 s použitím formovacího plynu Po svaření nebylo aplikováno žádné tepelné zpracování svarových spojů. Mechanické vlastnosti svarových spojů při 20 C odpovídají požadavkům ČSN 41 7341 pro trubky ve stavu 17 341.4 /2,6/. Tak např. mez pevnosti v tahu se u hodnocených alternativ svarových spojů pohybuje v rozmezí 548 až 632 MPa. Hodnocení mikrostruktury a profilu tvrdosti u jednotlivých svarových spojů bylo provedeno v pracích /2.3,3-7,14,16/. Dlouhodobé žárupevné vlastnosti hodnocených alternativ svarových spojů byly ověřovány na zkušebních tyčích kruhového průřezu o průměru 3 až 4,5 mm. Zkušební tyče byly při teplotách 600 a 650 C (u alternativy D také při 5yO C) podrobeny zkouškám v jednoosém tahu na strojích jednotkového typu konstrukce V2 1959. Studium lomových ploch vybraných zkušebních vzorků bylo provedeno na řádkovacím mikroskopu BS 300 v režimu sekundárních elektronů při urychlovacím napětí 25 kV. Výsledky zkoušek a jejich diskuse Výsledky dlouhodobých creepových zkoušek hodnocených alternativ svarových spojů jsou formou napětových závislostí doby do lomu uvedeny na obr. 1. Naběhlé časy dosud neukončených creepových zkoušek jsou v obr. 1 označeny šipkou. Při zkušebních teplotách 600 a 650 C se napělová závislost doby do lomu vyznačuje přítomností zlomu, přičemž napětí zlomu H je teplotně závislé. Matematickostatistické zpracování výsledků creepových zkoušek bylo proto provedeno odděleně pro nízkonapěťovou oblast (R 4 R ) a vysokonapěiovou oblast ( H > K ), a to s využitíft Larson-Millerova parametrického vztahu ve tvaru log t = A • A. . T" 1 + A 2 . log R , (1) v němž t = doba do lomu /h/ T r = teplota /K/ R a - aplikované napětí /MPa/ A 0 ,A.,A 2 = konstanty Hodnoty konstant rovnice (1) jsou pro obě napěiové oblasti uvedeny v tab. I. V této tabulce jsou rovněž uvedeny aktivační parametry lomu při creepu, t.j. hodnoty exponentu mocninné závislosti doby do lomu na aplikovaném napětí n , vypočteného pro teplotu 600 C a hodnoty zdánlivé aktivační R a energie lomu při creepu, vypočtené při 100 MPa (R < «,-) 200 MPa (R > R„„). Hodnoty meze pevnosti při tečení, vypočtené pro jednotlivé alternativy svarových spojů při využití popisu teplotně-napětové závislosti doby do lomu nodle vztahu (1), jsou uvedeny v tab. II. Tyto údaje mají význam aplikovaného napětí,

- 15 -

p o t ľ t.. Ui.,í-- • • h o n / , oíi í =; : s v n r ov ý s. c > . p r e t o v a t j •,. . b e k , nan;:)!.. 1 >._•' j i c h i;rov;:; , m ě r ovf'ho \ -l- \ u nesl..1.f' • .' teplo" ... pod 5 »v . . žene .ho Í!r »t . ( p ŕ í č n s-1 .- • . vyhovuj í c • . :: základní T,.: -• r\ u r u ŕ n í c h > '' 32 X u a;i Hou:.

:.

dobo do L i .: •. na obi- „ w . i p o z o r u v a . • •.' lomové p ÍL .- ; na d o b ě d u 1 ••; značným

r •:• i :• •

z á v i s 1 o'~' • v z r ň s í :•• p o u z e r '") dobacSi který

cí.~ ? i :• jf

•/-;•;•.:

k o n t r a k r e. >•: i f''.

oieny u s o v v "i v c ní , koln.óm na i.vxJnoty i n t e r .• • ľ í-.-ihí- ívákových tru zřejmé, že je . u nlatnčním roz••• : - r t ' . ' :loby do Lomu . .''ľí .i. ••,<; ! c; cel í v oblasti ,y- ' •• L : .,: k ičbních u tyčí ., í. a t ova t , že dosa x voxe nou aplikaci n f' etlakem) plně • A C ími údaji pro f ,J K ' i o 4 37 16 % s ..

•

•

•

:

C) a o 16 až

•::•, •i-.ij ch

alíex'nativ

.••>vó kontrakce na '.',;..?, J O O ^ uvedeno : .ií í A a C) můžeme -: ". vy s ok u u úroveň i.'.-ni výrazne závislá .. vy C s e vyznačuje '' •.-. prňbehií časové .. Í;'í srna t i vy D, u níž •: [ •yîi byl pozorován . --O C dochází při - r ::;)ové plasticity, , pri níž lomová cbr . 2 ) ,

o--.Z á r u j; y v u hodnocených svarových spoju j t. ú'.. jejich nejslabším čné článkem, t.j. i'1' l o k a lity iónu zkušebních t y č í . P r i j ... d in- . :.'.:-; t .h. Uolnr.(jm k svarovému s p o j i , j e u ..i if .-• . i í ní (A a C) ne j pravd ěy v... r p o d o b n e j i Íri: ir.:.s l t ".. ; í svarový kov. K obdobným závčrutii u n- •• i '. SV arových spojů oceli AIS1 3 1 6 tlospKl i U ! i~ et v a r Í R 0 Gr>um a Hoode /19/. V případ? svarového p r o v e u eneho odporovým stykovým s v a ř o v á n í m s out<'•.'.'*>; (>-!ií e r n a t \ vii D ) dochází k prednostnímu p o r u š o v á n í sv:<."<>' ý c h j u -iJte r na íivně jak v základním materiálu, tak v pochováním o v 1 .Í v nŕ-né jemnozrné zóně svarového spoje 3 , yi f> / , ť ' ŕ t i d n o s t 11 í l':.'m á I I ez n a l i . y A ve s v a r o v é m kovu j e r o v n ě ž v d o b r é m s o u l a i l t ; s h o i i n t •-t n j'-, d 1 oiiíiodobých /arupevriých v l a s t n o s t í SV;I:-')VI'!I. k o v u, n o tri v i; M ŕ. h p. e l e k t r o d o u E-B 422 / 2 0 / . V t e p V o t r i ! o i l l i i s í .'. o T ..i už í. .u ""C b y l y h o d n o t y meze p e v n o s t i p í i I«.' •.e u í T -. i :;'i; 7 , i b t ( ' o y na ú r o v n i o 11 až. 2 3 % vjirtní s e ' H Í Í - , v í ;Ls j i c í ŕi i. ietíní hodnot ou p o d l e ni/ií ve Loniov.. k m í. •' • • '• !•• c <. , od po vi dd j í c í době do lomu ČSN -11 Tv :. Í. . r<' Í) í p.i o b l a s t i pohybuje od 1 0 do z h r u b a .> 1 O í i , s-.: odpiiv í u -i-.' '«i( ^ c s a / e i i y m u s v a r o v é h o s p o j e 30 %, co Iobr. J)

Fro dlouhodobé creepové zkoušky alternativ A a C je charakteristický přednostní výskyt interdranulárních tvárných lomů, přičemž lomové plochy sledují ve svarovém kovu hranice licích zrn a mezifázové rozhraní austenit - fr ferit (obr. 3 ) . S tímto charakterem porušení je v souladu poměrně vysoká úroveň creepové plasticity (obr. 2 ) . Poněkud korplikovaněji se jeví situace u odporového stykového svařování s odtavením. Pro výskyt creepového lomu v pěchováním ovlivněné jemnozrnné oblasti spoje je typický intergranulární charakter lomové plochy a přítomnost oxidu na lomových fazetách (obr.4). Porušení v základním materiálu (při teplotě 650 C a dobách do lomu nad 10 h) je charakteristické intergranulárním lomem (obr.5), který se běžně vyskytuje při vyšších teplotách a delších časech u oceli 17 341 s obsahem boru menším než O.OOo % /21 - 23/. LlTthATUKA 1. ISO/DIS 6303 - "Pressure vessel steels not included in ISO 2604 - Derivation of long-time stress properties", 1979 2. Sobotka J.«Dolének J.: Zváranie, 25, 1&76, s. 42 3. Sobotka J. a kol.: Zváranie, 27, 1979, s. 197 4. Sobotka J.-Skácelík T.-Bobek J.: Zváranie, 27, 1978, s.2ó8 č>. Lipa M. a kol.: "Properties of flash welded tubes made of 17Cr/12Ni/2Mo steel", Doc. IIW IX-1124-79, 1979 6. Sobotka J.-Dolének J.: Zváranie, 31, 1982, s. 165 7. Doležal J. a kol.: Zváranie, 33, 1984, s. 140 8. Horton C.-Lai J.K.: Metal Science, 14, 1980, s. 502 9. Wylie R.D.: Welding Journal, 37, 1958, s. 426 (Welding Hes. Suppl.) 10. Keown S.P..-Thomas G.R.: "eta! Science, 15, 1981, s. 366 11. Horton C.-Marshall P.-Thomas H.G.: in:"Mech. Behaviour and Nucl. Appl. of Stainless Steels", Varese 1981, referát č. 9 12. Harries D.H.: viz /Íl/, referát č. 1 13. Marshall P.: "Austenitic Stainless Steels", Llsevier Appl. Sci. Publ., London-New York 1984, s. 67 14. Sobotka J.-Skácelík T.-Bobek J.: Zváranie, 27. 1978, s.25b 15. Norma ČSN 41 7341, účinnost od 1.7.1982 16. Doležal J. a kol.: Zváranie, 29, 1980* s. 6 17. Sobotka J.-Dolének J.-Sobotková U«: Hutnické listy, 39, 1984, s. 332 18. Sobotka J.-Sobotková M.-Tomášova M.: Hutnické listy, 39, 1984, s. 560 19. Etienne C.F.-Hossum O.-Koode F.: In: "Eng. Aspects of Creep", vol. II, Sheffield 1980, s. 123 20. Sobotka J.-krsek J.-Trejtnar J.: Zváranie, 32, 1983, s.63 21. Sobotka J. a kol.: In: "High nitrogen steels", Inst. of Metals, 1988, v tisku 22. Fields R.J.-Ashby M.F.: Metal. Trans., 11 A, 1980, s.333 23. Vodárek V. a kol.: Kovové materiály, 27, 1987, v tisku

- 17 -

Tabulka I - konstanty Larson-Millerovy parametrické rovnice a aktivační parametry lomu při creepu

Svarový spoj

NÍZKONAPĚŤOVÁ OBLAST A

o

A

l

(H

a *

A2

n

H

VYSOkONAPČfOVÁ* OBLAST

az )

r

Q

r kJ/mol

A

0

A, 1

A2

(K a > n r

H

az>

"TJ;—

k J/mol

A

13 , 9 1

23790 .2

-3583 . 4

4 ,09

318

,72

4250b,2

-9 793,?

n

,16

383

C

17 . 1 0

27658 ,9

-4047 , 6

4 ,64

374

28 ,44

079b .i,í.

- 1 2984 ,6

34

,87

538

D

17 , 6 4

26847 , 6

-34 G4 .7

3 .87

38 2

23 ,y2

488 0 9 , 2

- 1 0775,9

12

ä

34

4 no

Tabulka II - Hodnoty meze pevnosti při tečení jednotlivých alternativ svarových spojů

1

Svarový spoj A C V

/MPa/při T/°C/

550

600

650

250

168 186 176

106 102 86

"mT710" 550

209

/MPa/ při T/°C/ 600

650

107 113

58 60 47

o 550 C o 600°C • 650°C

L 4 6 $ m2

2 4 5i

6 8102

2

i

;

%a - 6OO'C/ľľO MPa/'5 4 ÚSQ ^ 050 'C/l-'}O MPn/l 01 <11 *

19

CS

t V <*; -f

h

-

60-

ou

C

60

•——_

NI

o

«

•o

o c3

o

OBR.2 p rá wkrimloat

l l f l j Q-oo-

losov* kontrafeom při

0

. , — •

o

a O

a

fio

40

•

m

1

-

20

n

Xo

a

—

a

- D i

i

linul

r

i

V

o

o\

i f f t ni

10

OBR.5 - Vzhl»d lomové plooby avarového spoj* a l t e r n a t i v y D po oar«»pti 650®0/?0 MPa/16^32 h éi

550 °C 600 °C 650 °C

á)

- 20 -

o i

>»^ i

i

! t f 11

r*

> k iftiiy

Mpa/i'i-r -'00 i; o Mí'a, í BOS h MPa/'-ľS 97-* K

x n g . J a r o . í u v 1. a.;:; c ,CÍ5C. - VIÂC-VICh, . . u t n i montáže k . p . Hrušovská 2 0 , O s t r a v a 1 I n j . u a r o o l a v r u r m e n s k ý , C S c . , I n g . i . i i r o s l a v jL'vrdý,CSc. a ir H -.7.--.clav r ' o I d y n a , C s c . - VUoM VÍTKOVICE ,ŽSKG k . p . , 7Co 02 O s t r a v a 6 .

u.i Ti.'JoľYCH

A VLAJT.XJTI SVAiiOVYCH ^POJ "Z GC^LI j C r - 0,5 Jvlo '6E ZV/ŠSJÍOU ČISTOTOU

JVARLVÁUI

?LÍ.C;ÍU

rtaciont-lizace výroby reoktorů močoviny, určených pro provoz v arktických podmínkách si vyžádala prechod od Kov-jiýcn kroužku o rozraěru /S 2600x100x2800 mm, vyráběných z oceli "ibAď'i /3Cr-0,5-o/ na kroužky vyrobené se zkruěoV!-_r;ých .-• podj-lné svařovaných tlustých plechů. Požadavek ny, dodržení odolnoí;ti proti krehkému porušení za nízkých teplot Ľyl rotoři vývojem nového výrobku - tlustých plechů z oceli "t>4^1 ze zvýšenou čistotou /obsah Pa S pod 6,020% a obcah As, Sb a Sn pod 0,01/ó/. V práci jsou popsány výsledky .loa-iocení zkušebních svarových spojů tlustých plechů s této oceli, svařených technologiemi elektrostruskového svařování /dále jen ESS/ a svařování automatem pod tavidlem /dále jen APT/, Iechnolo.;;ie svařování zkušebních svarových spojů byla navržena na základě výsledků zkoušek metalurgické svařitelnosti, provedených v práci [1] a publikovaných údajů o svařování oceli 15421 £2 až 5j • liávrii režimu tepelného zpracování zkušebních svarů vyéel jednak z výsledků zkoušek vlivu tepelného zpracování na vlastnosti svahových spojů [9] a současně respektoval výsledky rURLBNSKSHO a spol, [ 1 ,8] ,

1, Příprava experimentálního materiálu 1.1 y y použity 2 plechy o rozměrech 102x1200x500 mm z oceli 1Ď421 tavby A, jejíž chemické složení je uvedeno v tabulce I.

_ 22 -

Základní parametry svařování: ovařovací proud: Svařovací napětí: Rychlost svařování: Výška struskové lázně:

I = 470 až 4cO A/l drát U = 38 V v

=

68 m / h

svař °' h = 4 5 nun

óvařovalo se střídavým proudem dvěma dráty Á-^-01 é 3,1p mm o,chemickém složení dle tabulky III v kombinaci s tavidlern VUZ 5 F, rři svařování byl prováděn předehřev a souběžný náhřev 200° C . ŕ o ukončení svaru byl na zkušební desce proveden dohřev režimem 300°G/3h. liásledovalo ochlazování v zábalu z minerální rohože V1^2EiukT o ti. 50 mm. Zkušební deska byla dělena na 3 bloky. Blok 1 byl určen pro zkouiíky bez tepelného zpracování. Bloky 2 a 3 byly dále tepelně zpracovány žíháním na snížení pnutí po svaření ó70°C/ 5h/pec. Poté byly bloky 2 a 3 kaleny režimem 5iO°C/2h/olej a popuštěny 66Ó°C/5h/vzduch. Blok č. 2 byl použit v práci [1O] pro zkušební program křehkolomových vlastností svarového spoje. Část bloku č.3 byla použita pro zkoušky základních mechanických vlastností svarového spoje ve stavu po kalení a popuštění. Jruhá část bloku Č. 3 byla podrobena simulačnímu žíhání režimem 65O°G/15h/pec do 150°C.

1 .2 Svaroy^_SDo£_APT_ Byly použity 2 plechy z oceli 15421 tavby A o rozměrech 102x1200x240 mm. Chemické složení základního materiálu je v tabulce I. Základní parametry svařování: Jvařovací proud: Svařovací napětí: i-iychlost svařování: tepelný příkon:

I B U = v = 2,6

550 A 35 V 40 až 45 cm/min kJ .mm- 1

Bylo použito drátu A 401 fo 4 mn o chemickém složení dle tabulky II a t:;vidla F 302. svařovalo se za teploty předehřevu a souběžného náhřevu 300 až 320° C stejnosměrným proudem, následoval dohřev 3OO°C/3hwa po jeho ukončení ochlazování v zábalu VI3IÍ...ATU o tlouštce 50 mm. Hotový svarový spoj vyhověl požadavkům kontroly jakosti dle předpisu [6] • Zkušební deska byla dělena na tři bloky. Blok 1 byl ponechán ve stavu po svaření, ^loky 2 ,= 3 byly žíhány na snížení pnutí režimem ó2O°C/6h/pec.

- 23 -

d

'•:••_:L p o u

' ľ o Zx

gram k""onkolo <J e d i ; a

ij'J;

nich inec:;!u:ic:-: ; . ; : ] i žíhání n Í í. suí : na £ir;;ul;u^:'ri!u

vľ

•:. •

pro-

:: "..- pro «kou:.;ky základno ,;pojo ve otavu po L)ioku J. 3 oyla podrobe"5 V nee do 1 5Q°c'/vzduch.

2 . ir'opis výslediíů •• ~ ": •';:"' ;'ili;f .--vírových kovů . •' :.i"- oua zku.-íe'oní svarové ~ .-. -...L j K'ieré ;isou áoplněny .:; -ľ í,o ;Ie [i 1 , 12.'] . 'JjtileúJzy :;.-:ou i k v if.hu • :• :• .•. ":r-lr:-, :; :plot;' a pĽ'i t e p lotě tíOCoG .:ľo olja ;;vuroV'; o,.-• r.-.i • :u ~r~ víechny p o u ž i t é způ.soby te;)el."i-:;O ;;pp:.covílr.i ,iui.\- .:r:ázcrneny na o b r . 1 a d, x'oro\Ti<'íní v;.'3led.':'\ zkou v r u b o-/e kouiavnuteoti svaroC°C p r* o obě technologie ve veno K O V U A«.J p r i +.:CC'J .•r-':.. -?...-ALcY.y z n á z o r n ě n o n a obr. j a -t , -: i .v tvor; t i prozáÄ'eníra nebyl v., . v . ' . ; pc Í v a r e n í , t e p e l ve svarových :':r. .:'.-:LÚÍÍ :;ji/-t-..n v v s kyt t r ném zpr. cová.:; z'zr. o;j~adavky predpisu [ o ] , hlin r o z.-. ao: h t v r d o c t i a teplotním í i i i i - š í úuajc c i^rukûře, pr'j-i.-nu průb._..u vrubové nouževniitosti r^JY v j e d n o t l i v ý c h o b l a s t e c h zkušebních :jv,.rových spojů j.:ou v p r á c i [7] • Výsledky zkou'ek kľejácolo.TiOV^'ch vl-n-; L;ostí ;.;var*. spojů 3SS a APT jsou v p r á c i [10] ,, a

pou.;itv-jii

1

p : ^ ;•/•:.ý. J. '. u ť spoje j e uvedene v i L^._.::-'. o V V D O Č Í i : J i : s r.O'-'-.iOi;.- ?&Á~IO

3 • Jiskxica u tab. Ill j;;ou z.'cj;:.é relativná rnalé rozdíly cheraického složení .r.ozi základním ::r..\ •.. riálern a eicktrostruskovým sv^rcv^Ti kcvsm. Z hledisjKa vlrtatností svL.rovč-..o spoje ESS po tepelném zpracování ju vo.i:.;i îliežitý růst procentního obĽ/J.u u..i_ku ve uvjľovň.. .-:ovu oproti j oho původnímu obsahu v drátu A 401. lento ľ,.s;, :,or, zaznamenaly i prace [*•: uz 4] , ize vyovctlit v;.-;;ck.ýp. .-.tiorurn :)rcj;ní^ čni lázně svarového kovu c v aru .JOJ ...•, .;á.-.x;.on í1.: inritnri-J] ein. Vy.'-'-i cbsah uhlíku zvyšuje moz kûzu : •.:•..;: ..ovnojti oo zujlec:;toní a do jis';e riíry vyrovnáva rozdíly uŕ..-;-.i-:.:'iô :;lo.:oní mezi svarovým kovem" a :;•::: \<j. im matcriá'.en. am.;:;.:ÍK. V -.k zv.ûje náchylno.' t í3Varov,-c;: Ľ_ .^,,: ; ,;j3 kri vži".:. .;u iv.\i..:i.

Zkušební 3var ^'3S splnil po úplném tepelr.úrA z^s-.cování a zušlechtení v ceiem rozsahu a se značnou rezervou požadavky technických přejímacích podmínek [ó ] na mechanické vlastnosti svarových spojů, srovnej obr.1 až 3. ?o cirkulačním žíh^rí dcílo k poklesu průměrných hoa_r.ot meze pevnosti sv&rového spoje, doprovázeného mírným vzrůstem vrubové houževnatosti svarového kovu, srovnej obr. 1 až 4, přičemž jsou pevnostní hodnoty svarového spoje a pevnostní hodnot v základního materiálu při +20 °C cca o ICO.V.ra vyšáí, než požadují teciinické podmínky [ 6 ] . Bude proto účelné zvýšit teplotu popouštění po kalení a snížit tak zbytečně vysokou pevnost a současně zlepšit plastické vlastnosti svařených kroužků. Snížení pevnost^ svarového kovu i základního materiálu požaduje rovněž TVRDÝ, který na vzorcích z téhož svarového spoje zjistil, že zbytečně vysoká pevnost, která se u základního materiálu pohybuje na úrovni 700 až ?40 i,I?a je příčinou nízké odolnosti proti vodíkovému zkřehnutí [10] . bprava popouštěcí teploty bude experimentálně ověřována dalšími zkouškami tepelného zpracování svarových spojů. V případě zkušebního svarového spoje APT se z hlediska rozdílů chemického složení mezi základním materiálem a svarovým kovem jedná o méně příznivý případ, viz tab.II. Ve svarovém kovu dochází při svařování ke snížení obsahu uhlíku /vzhledem k jeho původnímu obsahu v drátu A 401/ a současně v důsledku nalegování tavidlem F 3^2 k výraznému vzrůstu obsahu manganu. Vzhledem k nízkému obsahu uhlíku ve svarovém kovu /C,0ó% C/ lze vyhovujících výsledků kombinace pevnostních i plastických vlastností svarového kovu i TOO dosáhnout pouze při obezřetné volbě popouštěcí teploty, jak dokázaly práce [1,5 a 9] • Zkušební svarový spoj APT splnil po žíhání na snížení pnutí v celém rozsahu požadavky technických podmínek [6] , viz. obr. 1 až 3. Po provedeném simulačním žíhání má základní materiál stále ještě značnou rezervu pevnosti. Pevnostní rezerva svarového spoje po simulačním žíhání je však velmi malá, viz. obr. 1• Dosažené výsledky potvrzují, že teplota o50 C je pro žíhání svarových soojů APT příliš vysoká a v provozních podmínkách zřejmě nebude spolehlivě zaručovat dodržení požadovaných pevnostních hodnot, což bylo prokázáno již dříve v pracích *[1,5,S a 13] . Pokles vrubové houževnatosti KCU 2 při +2G°C po simulačním žíhání na hodnotu 61 J.cm" 2 ovšem znamená, že požadavek technických podmínek [ó] na minimální hodnotu 80 J.cm"^ není splněn a svarový spoj APT má po simulačním žíhání nevyhovující plastické vlastnosti, viz obr. 4.

- 25 -

x ŕi rozboru nožných prie J n zkřehnutí svarového kovu APT po provedeném simulačním žíháni byly nejprve porovnány průběhy tvrdoctí v příčných řezech svr-.rového spoje ořed a po simulačním žíhánif ze krer.ch ,1e zřejmé, že se nejedná i : o křehkost, způsobenou pr?cipiť -v ..:í:n niochanismem. Další příčinou zkřehnutí by mohli-, bý L vratná popuátecí křehkost, způsobená segregacemi :ir.kodlivýj: prvků na hranicích zrn. ŕrubth teplotní závislosti vrub uv ú houževnatosti KCV svarového kovu APT po simulačním žíháni však vykazuje oproti stavu po žíhání na snížení pnutí jen velmi novýrazný vzestup tranzitní teploty, který je podle OV.IJÍÁ a JULY I [16] jedním z hlavních charakteristických rysu vratné popouštecí křehkosti, viz obr,5 a ó. Z průoěhu teplotní závislosti vrubové houževnatosti tedy nelze zcela spolehlivě iae;it; f i.-: ovat typické znaky vratné popouštecí křehkosti, kterými jsou podle 3nU5C.rt.TA [15] a oVVIir'TA [17] stejná úroveň horních prahových hodnot vrubové houževnatosti i. vzestup .tranzitní teploty. i.'adxnerná hodnota faktoru «J, viz tab,II, jakož i relativně vysoký součtový obsah křemíku a manganu /Si + i.»n = 1 ,7£> však podle [11,15 a 15 ] signalizují zvýšenou citlivost svarového kovu APT ke zkřehnutí v důsledku segregace škodlivých prvků nu. hranicích zrn, íornu odpovídá i výrazná segregační aktivita fosforu, zjištěná při teplotě cca ó5O°C na vzorku téhož svarového kovu prostřednictvím Augerovy elektronové spektroskopie íVKDYi-I a s-ol. [10] , viz obr.7. Při fraktografické analýze lomových ploch tyčí vrubové houževnatosti svarového kovu po simulačním žíhání byly pozorovány oblasti s interkrystalickým lomem, iía lomových plochách tyčí odebraných z téhož svarového kovu před simulačním žíháním nebyl interkrysi.alický loni zjištěn. Pro identifikaci mechanismu zkřehnutí byl proveden následující pokus. Iía dvou částech téhož svarového spoje APT ve stavu po svaření byl zopakován celý cyklus tepelného^ zpracování. Po ukončení výdrže na teplotě simulačního žíhání, byla první část přímo ze žíhací teploty ochlazena ve vodě, zatímco druhá část byla ochlazována v peci za podmínek, předepsaných pro simulační žíhání. Z obou částí svarového spoje pak byly odebrány zkušební tyče vrubové houževnatosti KCU 2 . Výsledná průměrná hodnota vrubové houževnatosti KCU 2 při +20°C vzorků, ochlazovaných ve vodě byla 1óO J.cm""2, zatímco u vzorků ochlazovaných^ peci pouze 54 J.cm" . při fraktografické analýze lomových ploch na řádkovacím elektronovém mikroskopu na vzorcích, ochlazovaných v peci byly opět pozorovány oblasti s výskytem interlsrystalického lomu. Iía vzorcích ochlazovûiých ve vodě nebyly zjištěny stopy interlírystalickeho porušení. Provedený experiment tedy prokázal, že zkřehnutí svarového kovu APT je způsobeno mechanismem segregace .jkodlivých prvků na hranicích zrn a současně potvrdil, že se nejednalo o náhodný výsledek, Tuké .UiúiiiNSKY a spol. zjistili

- 26 -

při zkušební výrobě kroužku z téže oceli jiné tavby /3 dle tub.l/ svařovaného jinou šarží drátu a tavidla výrazné zkřehnutí svarového kovu po simulačním žíhání [ 14] . Pro odstranění příčin vratné popoužtecí křehkosti bude nezbytná změna chemického složení svarového kovu, spočívající ve snížení procentního obsahu P, on a ob a snížení součtového obsahu tón + Si. Jak ukázal BiiUSCATO [15] lze při nízké hodnotě parametru X tolerovat vyšší procento součtového obsahu mn + Si. Obsah i.In a Si může být ovšem ve svarovém kovu omezen pouze na takovou minimální hodnotu, která ještě splňuje požadavky na dobrou svařitelnost resp. na odolnost svarového spoje pro":i vzniku trhlin [15, 1o] . Vzhledem ke značnému zvýšení obsahu Mn ve svarovém kovu v důsledku nalegování vysokouanganatým tavidlem F 302 bude současně nutná změna tavidia /srovnej chemické složení drátu A 401 a svarového kovu v ^b.II/. V souvislosti s těmito požadavky na úpravu chemického složení drátu a změnu typu tavidla se naskýtá příležitost k radikálnější změně kvality svarového spoje APT. Technologií, která by současně řešila požadavek na snížení hladiny napětí, vznikajících při svařování by mohlo být sVíiřování do úzké mezery. Pro tuto technologii však bude nutný vývoj nového tavidla resp. ověření možnosti využití dovážených tavidel, schopných splnit technické i ekonomické požadavky budoucí výroby tlakových nádob. Při celkovém :.cdnocení výsledků zkušebních svarových spojů je zrejmé, že i když avirový spoj APT nevyhovuje požadavkům technických přejímacích podmínek, má rovněž své výhody. Svařování APT je sice podstatné ponalejěí než äSS avšak proces lze v případě potřeby velmi snadno přerušit a pak opět poměrně snadno obnovit. Zástave :\í procesu svařování technologií £SS /například v důsledku poruchy/ však přináší problémy s velmi pracnými a obtížně proveditelnými opravami a v mnoha případech si vyžaduje úplné vydráikování nedokončeného svaru. Závažné jsou i problémy se vznikem trhlin, způsobených vysokou úrovní zbytkového napětí při svařování technologií 2SS [iet 19 ] • Ekonomicky velmi významnou výhodou je schopnost svarových spojů APT dosáhnout požadované kombinace hodnot pevnostních i*plastických vlastností ve stavu po svaření a popuštění. Z technických i ekonomických důvodů proto bude vhodné __ zvážit otázku možností urychleného zahájení vývoje přídavných materiálů c výrobní technologie pro svařování do úzké mezery resp. klasické svařování automatem pod tavidlem*

- 27 -

4. Závěr 1. Zkušební svarový spoj ÊSS ve stavu„po úplném tepelném zpracování a simulačním žíhání splňuje jakostní požadavky technických přejímacích podmínek se značnou rezervou. 2. Teplotu popouštění kroužků, svařených elektrostruskovým svarem pc kalení ao oleje je treba zvýšit tak, aby po popuštění a následujícím simulačním žíhání nebyla pevnost základního :nateriálu ani svarového spoje vyšší než 5 5 C i-ř 3. Zkušební^svarový^spoj k?1 splňuje požadavky technických přejímacích podmínek pouze ve stavu po žíhání na snížení pnutí. Vlivem simulačního žíhání dojde k nepřípustnému zkřehnutí jvarového kovu. 4. -syio prokázáno, ::e příčinou tohoto zkřehnutí je vratná po pouštěcí křehkost, vyvolaná v průběhu simulačního žíhání mechanismem segregace škodlivých prvků na hranicích zrn, % j, Odstranění příčin zkřehnutí svarového kovu ^r"L po simulačním žíhání si vyžádá vývoj nového přídavného materiálu, z.',meřený na snížení obsahu nečistot ve svarovém kovu, sní žení součtového obsahu i.ln + Si a případné snizení procentního oboahu uhlíku.

o, literaturu [ 1]

J, .ťurmenský a sool.: Zpráva výzk. úkolu č. 3L/-6/S4 VZíiiiG Ostrava, 1564 [2] 0.Libra, J. Hork'ŕ': Výzk. zpráva KPS Brno, ev.č 1S76 [3] 0.Libra, o.Horký: Zváranie 26 /i577/ č.ô, s.1ó7-17„2 [4J I.Slc.bon: ^ávor. správa výzk, úlohy č. 33S6/2O1 VUZ Bratislava, 1S64 [o] L. i-luncner: Výsk. správa úiohy č. 1400/4 VIÍZ 3ratisla, va, 1$.b r [e] ?P VZ 603/65 - ľechnické podmínky VZSKG Ostrava, 196í; _ [y] J , Z a j í c : Kandidát, d i e e r t a č . práce, .VSB Ostrava, 198b [B] J . Z a j í c , J.Purmenský, Li.i'vrdý, V. ?oldyna: Závěr. výzk. zpráva O3/EG3 výzk. úkolu K-33-123-012/S»7-H4, VZSKG Ostrava, 1S85 [ S>J J , Z a j í c : rráce a s p i r , minima, ¥33 Ostrava, 1585 [10] i1.:. Tvrdý ;. j p o i . : Závěr. výzk. zpráva exap_. 03/i 02 úkolu A-33-123-CU/K 02, VZSKG Ostrava, Y-.L'j [11] specification forjequipment, i p c . íl r HA-200u , c>:ií_.r,prcg e t t i , September 15^4 [12] ..laterial," fabrication and inspection s p e c i f i c a t i o n , ijalzgitter Lummus, Gmbii, č. c-2ióC-J-711 , November 1S-4

- 28 -

[13] [H] [15] [16] [17]

n s;

[15]

0,Libra, K, Soukup: _ Zváranie 29 /1S80/ c.6 s.103-170 J .Purmenský a spol.: Závěr, zpráva etany 03/E 04 úkclu K-33-123-O1/S7-144, ev.£. 37-5/85, Ostrava, 15*65 n.Bruscato: «Veld. Jour,, April 1970 H.Suppí s.148-s156-s R.A, Swift, J.A.Gulya: V/eld.Jour., ?ebr. 1973 Res. Suppl S.57-S-6S-S, h,Á,Swift: Weld, Jour. Res,Suppl, i.iay 1^71 B.ivl.Makarov a spol,: Avtom, svarka, 19S2 č.4, s.^2-53 J•Sečka a spol,: In,: Sborník "Výroba a Drovoz komponent, prim, okruhu VVEH 440", Ostrava 1S76, str.24-36

- 29 -

ESS

2 -670°Clih:PtQ

ESS

K -910°C/2hr'0LEJ

Z -f,70°UíhiPtC K - 91O°C/2hŕOUJ

P- 660°C/5h/VZD

P - 660*C/5hlV2D

SŽ-6S0°CM5h/PEC

APT

SŽ- 650»C/15h/PEC

Ž -620°CI6h/PEC

APT

Sľ-6S0°C/1Sh/PEC

1OOO ľ

Rm

R

Ž -62O''C/6hlPEC SŽ-650«C/15h/PEC

PQ2

fm .. soč r

§600

ESS

4X1-

AFT'

ESS

nn AFT.

flOMPo J 1

200-

Obr.2

Otor.1 C

*O C íl J* í b I

-60 NICCI Oto. 3

O r . f l c H mrnátit rftittt i»a>>t t n i M r l Aout»vut«atl •varovfcli k«*4 CS3 » A n , ka-

QrBfické BrOTnAnl T^«lidk& zkou§«k tahŕB Dvfrúv^ch kovtt vrlconan^ch p r i 200°C älc [ 6 ]

-20

0 20 4D TEPLOU ZKOUŠENÍ I ' C ]

Or«fick< •ro»n«ní r ^ . l . f l K l t k o u t r t n a bo»é hool»»n«lo»ti trmrorýctl « » í I S ' . • APT, konaných Í U 16) po •4»ol»tnl» t f h i nl

VRUBOVÁ HOUŽEVNATOST KCV IJ-cif?]

g

=>

C» lot XI » S

Cp WS]

kí Ml

i CsnlolHI «• a

s{

as

XI

S'

Hl

"K ta>*J

Í

V* Íri "J • BOtNiROZSÍBEN'iB!"-.

h

CailotHl

t.

sá

J,

L

81

J CSnlWHI m S

FOTÍLKREHK LOMU 1X1

o g E S S

Cp lot H I

§

§

Ž

VRUBOVÁ HOUŽEVNATOST KCV tJ-e«S*f

S

8

g

I

POOÍ KREHKÉHO UJMU(XI

o S S g g i

v

i

ľ h a mi c k é

e 1 c - o n í

. /

~ 1

*

.•. ' . !

••;. :

i

[ hun %} Mo

Cr 0,21

í 0,68

,

0,26

'• 0 , ^ 1 2

, C

0,19

0,63

;

0,24

! 0,014

O,o:S

0,77

j

0,27

i 0, 0ľ> j 0 , 0 1 1 j

3,13

;

;ľj

3,14

Tnktor J

Cu

j 0,45 j 0,46

0,06 0,04 0,05

0,12 0,06

'

j,Q:j \ 0,29

0,11

160 183

pokračovaní

:•

..

.-..

a i o

;

;b

Ti

sr

0,0i C, Cl x

A

B c

X

i

i

H Kontrolní chemicte oňol Ar'ľ/3- Zólclodní moterlä Ů 4 ma a tfiTidla F 3C2

l t

i

Mn

C

Uskladni materiál Svarcv^ kov Drát A 401 4 015

i

0

0, 0040 0, 0033

0 0 7 i 0012 , j 0, 007 0, 0052

i 2 .021 j

x

x

x

15,4 18,7 x

y gvai-^Tŕho spoje Bucnata« pod taTidlon slcufiební dB 1> 4PI, tavba A« Srařano tombinací drátu A 401

Chemická anály za

.Mi Oto

N

A

č . 00-5 ' 0 , 0 1 4 J 0, 011 0, 0093

c, c:-i '• °, x j x

; 0, X ?

: r n^bvlc proved e r. o

ť

i

0,009 • ':, XI

0,00

Faktor x [ppo]

(tĽB 1h

. a n i

Si

P

[hm S

Cr

Ho

Ni

Cu

Faktor J

0,21

0,68

0,26

0,012

0,015

3,13

0,45

0,12

0,06

159,8

0,07

1,36

0,34

0,016

0,026

4,77

0,58

0,07

0,06

357

0.U

0,33

0,30

0,015

0,022

5,19

0,49

0,06

0,08

190,4

pokračování Chordcká analýza

Místo

V

Ti

Sn

Sb

Základni materiál

0,01

0,00

0,005

0,001

Svarový

0,01

0,00

Drát í 401 /> 4 mra

0,02

0,01

ICOT

ľsbulka

[h» í ] ia

Faktor

Älz

N

*[PP«]

0

0,009 0,014

0,011

0,0093

0,005

0,001

0,005 0,017

0,012

0,015

-

19

0,013

0,003

0,007 0,031 .. .

-

0,019

-

22.*

0,0040

15, *

I I I Kontrolní chemické analýzy elektrostruskového avarového spoje zkuSvbní daslcy ESS/3. Základni notarial 15 421, tavba A* Sror.no kombinací drátu k 401 * 3,15 "M a tBTidla VÚZ 5F

Místo

Chemická analýza

Faktor J

[hm %}

C

lln

Si

P

S

Cr

Ho

Ni

Cu

Základni materiál

0,21

0,68

0,26

0,012

0,015

3,13

0,45

0,12

0,06

159,8

Svaroví kor

0,18

0,55

0,16

0,010

0,015

4,35

0,51

0,08

0,05

120,7

Drát A 401 t 3,15

0,12

0,46

0,27

0,015

0,021

5,38

0,50

0,05

0,08

V

Ti

N

0

Základni nat«riál

0,01

0,00

0,005

0,001

Svarový kor

0,01

0,00

0,007

Drát A 401 (• 3,15

0,02

0,01

0,000

polcraCování Mis to

Chemická anaWra Sn

Sb

As

[hm %] All

A1 K

0,009

0,014

0,011

0,0093

0,001

0,006

0,017

0,009

0,013

0,007

0,0\5

-

- "í 2 -

Faktor X [pp»]

0,0040

15,4

0,012

-

13,9

0,019

-

20,8

Alexandr Kapuszta a I n g . J a n Hučka 5K0DA k. p . - závod H u t ě , Tylova 57, 316 00 P l z e ň TECHNOLOGICKÉ SVAŘOVANÍ HMOTNÝCH ODLITKÔ PRO PARNÍ TURBINY Z OCELI GS-18CrMo 9.10 Úvod S l é v á r n a o c e l i závodu Hutě k . p . ŠKODA P l z e ň má ve svém výrobním programu t a k é o d l é v á n í hmotných o d l i t k ů t ě l e s p a r ních turbin pro vlastní podnik i pro externí odběratele", včetně dodávek do zahraničí. Vedle jiných značek žárovzdorných ocelí Je požadována i nízkolegovaná ocel GS-18CrMo 9.10 pro náročnější provozní podmínky. Vedle požadavků na mechanické vlastnosti jsou k zajištění provozní spolehlivosti kladeny stále přísnější požadavky i na povrchovou a vnitřní jakost odlitků. Vzhledem k tvarové s l o ž i t o s t i odlitků není možno ani při velmi pečlivě navržené slévárenské technologii z a j i s t i t výrobu bez výskytu slévárenských vad. v Proto musí být také propracována vhodná technologie odstraňování a oprav vaá tak, aby byla operativní, produktivní, ekonomicky únosná a z a j i s t i l a požadovanou provozní spolehlivost odlitků. Charakteristika oceli Nízkolegovaná chrommolybdenová ocel GS-18CrMo 9.10 podl e normy DUÍ 17245 / I / obsahuje 0,18 % C, 2,25 % Cr, 1 %~Mo. Používá se k výrobě odlitků pracujících při teplotách do 530 C. Chemické složení oceli je uvedeno v tab. 1, mechanické vlastnosti v t a b . 2. Postavení této oceli v řadě nelegovaných a nízkolegováných ocelí podle CSN a DIN je zřejmé z obr. 1. Na metalurgickou jakost a čistotu oceli je kladen velký důraz, proto je p ř i výrobě odlitků zpřesněn interní předpis na max. 0,020 % P a max. 0,020 % S a během výroby oceli se kontroluje také hladina dalších nežádoucích prvků. V souladu s celosvětovvm vývojem je ve zcela novém vydání normy DIN 17245 /2/ dále snížen obsah těchto prvků na max. 0,020 % P a max. 0,015 % S. Odlitky jsou dodávány ve zušlchtěném stavu, vzhledem k tlouštkám stěn může být kalení prováděno do oleje, vodní mlhou nebo proudícím vzduchem. Ke zlepšení prokalitelnosti dovoluje norma D3N zvýšení horní hranice obsahu manganu na max. 1,10 % a nově také obsah niklu až do 0,70 %, což se s výhodou využívá u odlitků s většími tlouštkami stěn. Ocel GS-18CrMo 9.10 má vůči obdobným ocelím větši houževnatost (zaručovaná hodnota nárazové práce KV je min. 40 J vůči 27 J ) . Je to zřejmě i důvodem, že varianta této oceli GS-17CrMo 9.10 je vhodná i pro práci za nízkých teplot / 3 / . Příprava ke zkoušce svařitelnosti Pro zkoušku svařitelnosti byly odlity zkušební desky o rozměrech 250x150 a tlouštce 60 mm z provozní tavby v elek-

. 3 3 -

trické obloukové peci. Chemické složení uvádí tab. 1, tomu odpovídá uhlíkový' ekvivalent Ce = 0,95. Zkušební desky byly tepelné zpracovány normalizačním žíháním na 930 C/7h/vzduch ô a popouštěním na 720 C/9h/vzduch do 350 C/pec pod 200 C. Dosažené mechanické vlastnosti základního materiálu zkušebních desek jsou v tab. 2. Jako nejoperqtivně.isí a nr-j produktivnější metoda k odstranění vfH odlitků a ořípravš svarových ploch je drážkování kyslíkem. Pokud je nutno drážkovat za předehřevu, je výhodné použít ke kontrole svarových ploch nový způsob kapilární zkoušky, umožňující pracovat za tepla do 250 C. Bylo proto nejdříve nutno ověřit tvrdost a strukturní změny v tepelně ovlivněné oblasti drážkovaných ploch. K tomu byly zhotoveny z jedné zkušební desky 3 zkušební vzorky, u nichž byly vydrážkovónv úkosy pro jednostranný 1/2 U svar, a to za předehřevu ?00 C- Po drážkování byly zkušební vzorky zpracovány takto: č. 1 - nízkoteplotní žíhání na 350 C/4h/pec pod 200 C ô. 2 - žíhání na 680 C/4h/pec Dod 200 C č. 3 - bez tepelného zpracování Výsledky měření mikrotvrdosti jsou uvedeny v diagramu na obr. 2. Nejvyšší hodnoty 492 Hm byly naměřeny u vzorků č. 1 a 3 v tésné blízkosti drážkovaného povrchu. Tvrdost od povrchu klesá a v hloubce 1,2 resp. 1,4 mm se dostala na úroveň základního materiálu. Nejlepší výsledky byly dosaženy u vzorku č. 2, kde nejvyšoí hodnotou byla tvrdost 257 Hm, která již v hloubce 0,3 mm klesla na hodnotu základního materiálu. Mikrostrukturu vzorku č. 1 tvoří na povrchu ojedinělé malé vrstvy oxidů, martenzit nevýrazné jehlicovité morfologie tvoří vrstvu asi 0,2 až 0,25 mm, která přechází na feriticko karbidickou strukturu. Dále je pozvolný přechod tepelně ovlivněné oblasti do základního materiálu, který tvoří vysokopopuštěný bainit, kde jsou patrný velmi jemné karbidieké částice. U vzorku č. 2 je na povrchu nesouvislé vrstva oxidů, tepelně ovlivnoná oblast obsahuje rovnoměrně rozložené drobné karbidy ve feritu a zvolna přechází do základního materiálu. Vzorek č. 3 rcá na povrchu nesouvislou tenkou vrstvu natavené struktury, v hloubce 0,2 až 0,25 mm je martenzit, výraznější než u vzorku Č. 1, který přechází na feriticko karbidickou strukturu. Protože drážkováním vzniká i v nejméně příznivém případě u této oceli jen tenká ovlivněná vrstva, která se odstraní při přebroušení plochy, je možno k přípravě svarových ploch použít drážkováni bez následného tepelného zpracování. Zkouška svařitelnosti Na základě výsledků s drážkováním zkušebních vzorků byly no zkušebních deskách zhotoveny úkosy pro jednostranný 1/2 U svar s úhlem rozevření 20 drážkováním za předehřevu 200 C. Svarové plochy byly pak přebroušeny na čistý kov a kontrolovány krioilární zkouškou za tepla. Svaření desek se Drovedlo ručním obloukovým svařováním bázickými elektrodami E-B 329 (E Cr2Mol - 35B) oodle CSN 05 5069 za předehřevu 300 C. Elektrody byly před použitím

přesušeny na lOO^C/lh a na 300 C/2h. Kořen svaru byl proveden 1 elektrodami 0 3,15 nm tepelným příkonem 9,9 kJ.cm" ^,. výplň elektrodami 0 4 a 5 mm tepelným příkonem 13,4 a 17,b kj .cm""-'-,, Po ukončení svařování, dohřevu svařených desek na 300 C/2h a meziochlazení na 150 C/gh byly desky žíhány ke snížení pnutí na 680 C/6h/pec pod 200 C. Po vychladnutí byly svarové spoje podrobeny elektromagnetické a ultrazvukové zkoušce, ve svarových spojích nebyly zjištěny žádné závady. Na zkušebních deskách byly vyhodnoceny mechanické vlastnosti základního materiálu, svarového kovu a svarového spoje, přímá zkouška sveřitelnosti vtfs-2S, průběh tvrdosti přes svarový spoj a metalografický rozbor. Chemické složení kovu z elektrod je v tab. 1. Mechanické vlastnosti základního materiálu po žíhání ke snížení pnutí na 680 C (ozn. 31 a Z2) jsou uvedeny v tab. 2. Všechny hodnoty jsou vyhovující, zejména vrubová houževnatost značně překračuje předepsanou hodnotu. Také hodnoty svarového spoje (ozn. TI a T2) a svarového kovu (ozn. SI a S2) vyhovují požadavku. Výsledky přímé zkoušky svařitelnosti jsou v diagramu na obr. 3. Dosažené hodnoty jsou velmi příznivé, neboí svarový kov dosahuje hodnoty nárazové práce KV v rozsahu 85 až 130 J, také tepelně ovlivněná oblast má vyšší hodnoty (85 až 92 J) než základní materiál (72 až 92 J ) . Výsledky měření tvrdosti přes svarový spoj uvádí diagram na obr. 4. Dokumentuje velmi dobré vlastnosti svarového spoje s malými rozdíly tvrdosti mezi svarovým kovem, přechodovou oblastí a základním materiálem, což potvrzuje také optimálně provedené tepelné zpracování, Makrostruktura svarového spoje je zobrazena na obr. 5. Svarový spoje neobsahuje struskové směstky, naplynění, trhliny ani jiné vady, což svědčí o zvládnuté technologii svařování. Eikrostruktura základního materiálu (obr. 6) je tvořena vysokopouštěným bainitem, v němž jsou dobře patrný velmi drobné karbidické částice. Tepelně ovlivněná oblast (obr. 7) má velmi pozvolné přechody ze základního materiálu do svarového kovu a je tvořena výraznější strukturou popuštěného bainitu,, Svarový kov (obr. 8) je tvořen vysokopopuštěnou bainitickou strukturou s určitým licím charakterem základní feritické hmoty, kde lze pozorovat malé množství velmi jemných karbidických částic. Návrh technologického svařování Ve shodě s dosaženými výsledky byl vypracován postup technologického svařování těžkých odlitků těles parních turbin: - označení vad zjištěných nedestruktivními zkouškami - předehřátí odlitku na 200 C, a to podle rozsahu a umístění vad místně (nejméně na 3 šírky vady na každou stranu) nebo celého odlitku v peci - odstranění vad drážkováním kyslíkem až na zdravý nateriál a úprava do plynulého přechodu stěn - prebroušení vydrážkovaných svarových ploch v předehřátém stavu na čistý kov (úběr min. 1 mm)

- 35 -

- kontrola svarových ploch \ --o i Ä ^-.r.,í zkouškou za tepla, po vyhodnocení zkoušeného mínta ?:-ebrcuše.ní svarové plochy nebo očištění ar-átěnýrc kr-:iác;m c - svařování z": předehřevu 250 D2 jOG C přesušenými elektrodami E-B 3? 9 podle ČSN 05 5059 ~ průměru 3,15, 4 a 5 mm teA pelným příkonem 9,9 ; n r a ]?,$ kJ.cr.-l. První vrstva svaru ge provede zfi př'j -errr^—: ;CO°: . dalibí vrstvy při m i n . ; 250 C, :;vary ;;<- ;.'••';vý?-; :.c: •~;-::. Í O jednu housenku - po úkon err: .:•••:: '••-.•-\r.:'. a -..ohrovr na 250 C/2h úprava kyslíkový clr^;-: ovocie hořákvs ::• přídavkem 1 mm na plochu : J a náslodné rv siochlap-ení n ; 150 ;..'/?h - bezprostředné z tep? o ty n: <:• z ioc hla zení žíhání odlitku ke snížení pnutí na 680 C/6h/pec pod 200 C - přebroušení svarů,krntrcla elektromagnetickou a ultrazvukovou zkouškou, přír . prozářenís. Závěr Hlavním cí".or; prRce^bylo orokázat EOžnost použití drážkování kyslíkem k odstraňováni vad odlitku a příprevě svarových nloch, r ř í p . k odstřelováni v-^c v proveden,vch svarechZkouáky ukázaly, že cers ocel ze dá za určitých podmínek úspěšně drážkovat bez nebezcfičí vzniku prasklin v tepelně ovlivněné o b l a s t i . Materiál ovlivněný drážkováním je do hloubky nax. 1,5 mm e dá se odstranit přebroušením nebo vysokoteplotnír. žíhár.írr. (popou.-', •-•r-ním). Drážkováni kyr?lilcî:t ,••; vCči rrecinnickým způsobům podstatně yýhodr'--•-'ií. nerol .ir- •/•"•Ir:; j rychlé, s menší fyzickou námahou i nén nákladné, r~i //vjhování požadovaných mechanických vlastnos-cí svarového spoje, které odpovídají hodnotám základního rasterJálu. "'ar:-, r ř i odstranění povrchové vady o rozměrech 100x100 nra do hloubky 20 mm tvoří mzdy p ř i vybrušování 44,30 Kčs, ručním sekání 12,04 Kčs a p ř i drážkování pouze 2,25 Kčs. Tato technologie nevyžaduje velké nároky na vybavení pracoviště. Při použití hořáku typu DH 3Z j e nutno pracoviště vybavit rozvodem nobo b a t e r i í acetylénu o přetlaku 20 až 100 kPa s možností odběru 1 až 2 mVh pro jeden hořák, a rozvoden nebo b ° t e r i í kyslíku o přetlaku 0,4 až 0,8 MPa a odběrem 4 až 13 m^/h pro jeden hořák. Při použití řezacího hořáku RT 32 a drážkovací hubicí RTH je třeba rozvod acetylénu o přetlaku 30 až 100 kPa a odběrem min. 2 mVh pw> jeden hořák a rozvod kyslíku o přetlaku 0,7 až 1,2 MPa s odběrem min. 25 m3/h pro jeden hořák. Dalším přínosem v úspoře energie a urychlení výroby j e využití kapilární zkoušky ZQ tepla k nezioperační kontrole při zjišťování povrchových r^ceíiatvostí svarových ploch, kořenu svaru i sv-.rov^ho sne je po mezižíhéní. Literatura 1. DIN 17?45 Warmfestf-r ferri + ischer Stahlûss, Október 1977 2 . DIN 17245 dtto Dezember 1987 3. SEW 685 Keltzá'her Gtshlruss, Február 1982

- 36 -

Tab. 1 . Material PredDis DIN 17245 Zkušební desky Elektrody ČSN 05 5069 Svarový kov

Chemické složení (%) C

Mn

P

Si

S

Cr

Ni

Mo

0,15 0,50 0,30 max. max. 2,00 0,20 0,80 0,60 0,030 0,025 2,50

0,90 1,10

0,18 0,60 0,35 0,019 0,021 2.20 0,22

1,01

Cu

0,14

0,90 max. 0,45 max. max. max. 2,00 0,12 0,75 0,45 0,040 0,035 2,50 1,10 0,11 0,64 0,41 0,013 0,016 2,11 0,08 0,99 0,10 Tab . 2 .

Materiál PředDis DIN Í7245 Zkus. desky před svařením Zkus. desky po svaření a žíhání 680°C Svarový kov Svarový spoj

Ozn.

Mechanické vlastnosti A5 Z Re Rm (MPa) (MPa) (%) (%) min. min. 590 18 740 400

KV (J) min. 40

432

602

24,8

63,0

124, 146, 150*

Zl

419

603

22,2

59,8

77, 77, 74, 80

Z2

405 464 481 416

595

411

592

52,3 69,7 67,8 62,0 59,8

71, 65, 68, 78

625 625 602

26,6 20,8 21,7 18,2 18,5

SI S2

TI T2

*) Hodnoty KCU 3 (J.cnT 2 )

- 37 -

110, 107 98

450

?e. c

600

550

600

trploto («C>

obr. 1 . 550 _ 1 E X 500 o H >

e

1 •

450

\ \

400

je

Ě

4 J - bez fihóni'

,

* _. —

, \ y.- iihanc no 35O°C/4h/Det.

350

-

\.

300

v

žihóno ne 680"^/4h/pcc 750

/ :

:

200 n

m

r-

•" ^

o o" o o o

^,

o

-

,

J

~

r,

-

° v

obr. 2 .

- 38

zdólffnos ) od povrchu (mm)

V

30 mm po<J povrchem

-1.5

0

1.5

3

4,5

přechod svar

vzdálenost od přechodu

(mm)

obr. 3.

250

M

>

I • 240 #1

i ! ! I

1

5mm nad kořenem

230 220

-4t-4-

210

'mm od povrchu

200 190

V_y

160

.

i/ I ~

i i

. •

__5mm jK)d_j>oyrchem

' I í ! ' *" ' !

170 ISO 150

-15

-t—r-

-» -» -• -7 -« -5 -* -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 S 7 f S 10 tvor

prechod

obr. 4.

- 39 -

12

14

vzdálenost od přechodu (mm)

«

obr . 5

obr. 6.

obr. 7 •

obr. 8.

l:r-. Anna ŕ,-tříková, C3c. 3 In^. Joz.if íajtjn 1

1

ľ , c v.jnr; -- <'

r ; r ' P - j t i c k •*•

• tr c , i ú m < _ -

.J.ľ. .i> i r o v . > , > . p

.-li-iTKn-ľiA F(.7::ATKCV A oXtíc.xc'jTÍ : AUTCVIA -L".'"/:.

J 2 ov .-r..:ki' jner£--tick noc!"" v>:niku n,1ostatkov na jnť.ch"ln ; j í í c h v ' -r r n/ch t c"".:.clÓ.r í í . 1

V 3 i:\:r.-:.c i j t-, c .r.olcgie v ' r o b y , zameraní no zv/š^r.ic p r o d u k t i v i t y r-ťc3 J ;.o-.i3t-Jtná zvýšenie kvylity v/roby p-.rr:'Tch k o t l o v . Inovicio t " -r .-r" i - ;st./ r.'tn'c':. TJôtav, ŕ.u 'J .-rjnipul-'ici pď'^.-i výrobného

.clinologi i pccľ^ r.jmi p r l j i ť ' h o -okurr-jp.ta ror.voja £23" sir.eruj-5 < r ^ a l i z é c i i pražnvci: v / po Ipor^nŕch optiniali z/c i o u rat-ri^lcv.^hc t o . 3 v/robkami r< 3 c tmu iz cnirr, vpXyvu subjektu tcchnolorick^ho procjsu.

Zc :",vkovaním par'jicatrov vyrábaných pjrr.'-ch kotlov J • . T- jmá v naSqirt -o'niku aj cieľavedomá c e s t a pri zavó !zar-í r.•:v'ch t-clinoloîí zvárania. Títo sa pr-íjavyj; m/xa v -^si-jin'ch 'voch rcŕoch. ľrr.jna v/robnoj tnchnologi-' vynucuj-: ;..-.chcpito-ne zaoberať sa aj 'menami projekčn^ - konHruí.ín/ch r i ->j . . n í . ^namind to r.-äp^ktovať tochnolořriřnosť při kon.^trj"-:?•". 'ch ri?3oni2ch tak, aby bcl íoai.-hnutý optir-'ln;/ .'"ekt. í r i t ..T. a' J-1OV;' typizácia ne5fi,-' v podstate '-u.?ovjj v'-robo r.Mr/cr./'., --v'i'Jzaniu nichanizov&ných, r e s p . sut o*:. í t i í ováných t..-cJ.nolorií. Vysoké p-.i.'-rr t ř e parr./ch kotlov n<',3 vi :11i k toír.j, .' j -;• . oVrr., 3:-ovoli vy-cl-oproduktíyne o'pcrov^ stykové zvéranii; h-.iiov.'f! r*vro!í -a t o t o n c h r a U l i síc3 rľon^j ^ ro luktív:,/-. alo v ; i c ! : O ; v ; l i t r ; ! * automatovýrc zv'r^ním meto'cu '-.IG pulzujiícinj prúiciľ v ochivinnoj .-jtmosfére argonu za použitia .:Th -slektrcí;/. V trirulor. roku sme uviedli i o nreváizky z v ' r a c i e autocaty firmy I. 'itcocY - t / p ÍO3-76 a typ VUZ Zľ^-1 v v i r . u ť 5 V-'-sI'-ar.n 'in ihtovorr -rváračsk^m v B r a t i s l a v e . C!i 4 va 'ívíracič' a J t on a ty i'r-iû.-'ú :.-; rovníkom p r i n c í p e . Zariaťlonio j . mo"n4 využiť .." ; -v'ranití n.'rok or ,3 2*3 - 76 mm a hrúbky s t .my 'c 7 r.n boz ; :c3ovania. /^riaêniri .\.C-76 má t r o j č íľusťov ' s V ' j ' o v ^ i l o 3 cťSxk3rri C,1 - 7/inin. Priomer zváracieho :3r-ôtu môžo byť C,! - 1 rcrr. s .-'-chlosťou podávania 50 - 5CC rm/niin. "vf'.raní 1 c:/"< . -.ri l i n i a m polávanio Irôtu 3 ' pri zv.-íraní v s t - i t i l n j polo'i-j. \yo pohon pre pesuv zvárcnio s l " * i ;-i%_-vo'1ový " tor r. : ,iilnc3^jrn'- prú1, ktorého ctáfky 3ú vari-J1. ilnd v r.-z^-.-'i'j 1 : 13. P." i vo ť prú'u sa a^.'cjt oč:íuje c,.- Mavn<í kont^.ty

- 41 -

na

•'. í i ^ ' : :

1

..

z -• i -i 1-r.i -j .;.':.':-76 r.4

'w-r:-\n

-Jlej

:

r

- p r o > : r ' ' o v " - t 1'r.ý p o s t u p n r o c j a u :vár-r.is - 9xi'5ln •::\m*i • kcr.ôv r ú r c k - rr.oVíOS*' -'r-'-.] >:r , r^>r,\ ;ve-n o rv- r-ŕ~; ; j p r i e m e r y r ú r o k - ~ o t o r i o ' - •' ".-"•; j + - v i i i i e v :'';ky ~ t r x ; j - -•- p •. .*: -•*.-;• r . 0 : ! ' : • -v ' r' h o r á k e pr.; ?: ~ r i s i e n i e r:j • ' v .r. i - -jr' ' • ->r: .'"V.-. - --.'i-oJc - ~". -"'.i' . ; -••• - '• .' : v.. .'V.TC- p o t r e b n ú ~ r ? t l a k o v é " ' j s t i '.. -.; ::•'. ľv.? ."/"••ry: . Í: á r i e :.u * r.v. ":". ? or; :í ::•'•].c 3Oiro+.n--..; p r í ^ r í v r'rok k-;;j k o n t r o l . ' - c r . i •• r-.or r? iT.o?ncsťo>: i r c M v - V i., r ' j r . l i .

- . 7. .'

'"!.••'••;

••;'-.

r:

J-?:.i-: = ú u m i e s t n e n é ' o l i n k y p r e v T O h a d a " . V:-: o b r . ? . 1 . L i n k 3 o t s a h u j o C í r . ' pr . zvíráni-^ 3 j rao*nosť ieťektoskopicv ' r o - ' l n c m č a s e z a r i a l e n í m AľJDRiX-VI JJXľ .-r' -n-jrr.1- 3 n é a l e i n é p r o g r s r i o v a t o ľ n ^ oh.ý-

.

:

i'U'í-j ? r l " t v; : ..: jř:.>. j pr;V^í/ky uvedor.vch z a r i a d e n í srne j 7.Í3Í:-il- n* _> i^r-í ;-/•••: íi'.os •. i n poznatky 3 k t o r v m i sa chceme .»! p.''-'* i*-: 3 ;,r .-3r;?pťo-.] J o d r í a n i ä n a s t a v e n ý c h o p t i c ' l n y c h ~;.riK ;t rc. v :-v--r^ni a po-'ľa 3 k o s t i o rozmarov z v á r a n ý c h r ú r o k , ŕ i p c-1 r brľ\ ~ ' . x : ' t s ^ ' n: ekt orvrni ľ^láírni v p l y v m i , k t o r é môžu ? j p r í ? i n i -' - •-•' v -J1 i t ; z v á r a •; o j ' j ' I i r . - l ^ S3 mčíu o b j a v i ť , ľ.'aj•"');t:jli . v • . ' ,-+.-j j , ' , n .">ri ovary 3 p o r y . VŠ-J obleno k v a l i t o •-•.: ""cv'c • •-., --v ; ,• v y s o k í , ' v r c v . " 3 r;oj J icr-3l-.;j j ' . požadovo: r/ n .cr: r. i c k..' v.;íriGt/, c : ' : c : : / ' v l a s t n o s t i rs rnc Jú p l y n u l ý pri--b-íh t . v . " : ; : ' ; ľ v ^ o v . / x ~;c;orr.. Vi-í o b r . •". 2 . ľ.'ávarové p -~-oh.y VJ .rr\'(-:.c :;?oja r;'. J .octoto^rvj m t a v e n ^ , zv&rový kov j -• •"i.-jtv. ." i :< t :•:.-J š t r u k t ú r y zvarovvch s p o j o v pre overovaní 5 antc.TÍí'3:/ . ' 1 . C22, 15 C2C , lf 1 2 1 , ' 1 5 128, 15 j l j a 17 3A1/ 3Ú Lc^.n^ •.: r.v.v.-3k./í,li sa ar,! v jc"3noic p r i p a l e n e p r í p u s t n é j t ru>:* '>rr,'j zy . ,\k UV'J ''ujf.ro p r e s n n s ť č5c^r?Dnio n o s t a v e n v e h optin,ólni f ch P'-rr-'iia-'trov í-.v / .r':ri9 DO-3 ľ3 . ) k c 3 t i v. rozmarov z v á r a n ý c h r ú r o k j . . nut.n<í p e ř í ť : 4 . ' .> r . i ^ k t c r ý m i v p l y v m i , k t o r é rrôíu z a p r í č i n i ť n e i o i r ŕ a n i J rov r. c m rnčho s t u p ň a p r i e v a r u . ľ r - í r i n o a t o h o t c probl^rnj j J m jmi : -

k^líijni r. j v h c i n v c:. íi. ick^r>r,3no3ť

; j-or.rr.orov r ú r o k , h i ^ v n ^ hrúbky s t e n y tvor loktrcJy z!o,"!jnie z-'klsdného m a t e r i á l u j e d n o t l i v ý c h T - ' i i + o t o p r í p r a v y r ú r o k prodl zv.*'raní/r:

tavieb

:~o Ť*. .}•* i - t i c v . í v :c r o ľ ' o r u r r . h ľ a i u p r í č i n n-pr'. 13V3nia hrúbkv s ! in v r ' - o k - l - r k v i n í m 5 OCO zvorov b o l o - r i s t e n é , *e n e p r i ? v a r v r n i k í v t T v v r b p r í p T í o c h , y]., r o z i i e l hrúbok s t i e n z v á r a n ý oh r ' t ' o k ir-?r::'''bol v i i c c ) v o í ,2 niir.. í ôkor.lovcnskvrai norciyrai p r í p u s t n á tolor-jrľ • i •• : hrvl'ok 3 t i ' ? n _+ 1 2 , 5 ^ n r i p ú ä t ' a lovolenv r o z diu-1 p-i hrúbk . • t.ýny -j ir.m s/ 1,62 mm. U s l e d o v a n ý c h 5^CC zvarových n po,"'o v ••:_ ' c s i a h l i r ;% z n i ^ t k o v i t o s ť> k^d a?, j í prv isi'Jv u v a l i a c p r i á v a r y a 2% povrchové vruby 3 porir."1'. ť r í ? i n.Mrr i n., p r e v e r e n i a c e l e j hrúbky s t e n j ' r ú r e k 3Ú : 1.

i.iiLí33i.ie

tol .-ranci í

'irúíky

steny

rúrok

i

- 42 -

keď v r o z s 3 h u

dovolených

_'. '.'^-rcivr.oraernv prechod prú3u z dôvoiov zváronia povrchovo zrí'iři"tenvch rúrok. j. ľ'e vi. od n í uhol hrotu elektrody. A . 'et eri .•' lov é v ply vy. Kolísanie hrúbky stony rúrok je n^prijzniv^- aj tvrn, že hrúbka steny kolíše nielen po obvode, ale oj po dĺžke c^'.rky '•• nedá sa predpokladať jej priebeh. V tcnstc :• mysle nnjväčšie 1 roziialy v toleranciách sú u rúrok vy rí b any c., vo Vľž Chomutov. KV1 ibrovanir koncov rúrok by síce odstránilo n.", iaiúce rozdiely v dimenziách rúrok ale by zvýšilo pr3cnosť o zdražilo vvrobu. Jlĺbka závaru je úmerná zváraciemu prúdu. Keď uvalujeme, že z'v'^raî zdroj mi stabilný výkon, potom nerovnomerný prevod prúdu zapríčiňuje^znečistenie, resp. nedostatočné očistenie koncov 1rúrok :o dĺžky potrebnej pre upnutie do čeľustí. T,nto n5:103tá" " oh sa dá bez problémov odstrániť. Uhol hrotu '.lcktrody má významný vplyv aj na hĺbku závjru, ale aj n"j Sírlu zváracieho kúpeľa. Pri veľkých uhloch hrotu . l.ktroly 33 dostáva aiakký rozptýlený oblúk a naopak pri cnlvch uhloch hrotu elektródy 3a dostáva zúžený "hlbšie prenikajúci" oblúk - viď obr. č. 3, čo je v dôsl^dû nneny chijr^í'toris*iky oblúku so zmenou uhlu hrotu elektrody. :o?o3 zvárania doporučujeme udržať vrcholový uhol pri trú3e:.' v toler3ncii +5*. -J .• ôsrnozrujmé, %i na hĺbku zévaru má vplyv oj uhol sklonu z -motnej i-lektrody. Jjdnou 7, r.io2ných príčin vzniku neprievaru 3ť. aj mat-rióIOVÍ? vplyvy, ktoré právo pri automatizovanom zváracom proc-se -1': vvr37.n-jj?ie ako pri ruřnom zváraní, kde zvárač ich raôže p i spozorovaní ,-liminovať. Všeobecne známt- rozsah^' chemického zloženia tvch ktorých materiálov St povolenými plusovými, r33p. mínusovými toleranciami u.noS'iujú rozdielne zložení? jednej tavby voči druhej, ktor' vyhovuj.) e5te tej istej norme. Toto kolísania však môžu sieni ť tavnú geometriu zváracieho kúpeľa a zapríčiniť tak vzniln prievaru. Poiľa lit:rárn,ych prameňov /A/ sa vSeobccne uzndva, že p 'Íčín3mi môžu byť rozdiely v obsahu nežiadúcich prvkov - prím.sí a nečistôt v oceli. Niektoré prvky VII. skúpiny periodicko j taruľkv prvkov s:', v železných zliatinách "povrchovo aktívna" a najú ood3tatn-' vplyv na povrchové napätie taveniny. ?oki-iľ 3Ú tieto prvky / S , C, Ge, Te/ prítomné v tavenine, majú t ndenciu nigrovať prednostne k hranie i am># tavného kúpeľa, kde T s. osobujú značné zníg-nie povrchového napätia. J čistých kovov sa povrchové nap;"tie znižuje so vzrastajúcou teplotou. ŕ,. j.Z'j nečistoty / S , 0 / migrujú k^povrchovým vrstvám, spôsobujú zročné zníženie povrchového napätia,^blížiacu sa bodu tavenia. Výsledkom potom je, ze povrchové napätie vzrastá so zvyšujúcou sa t-plotou a?, dovtedy, kým nečistoty namôžu ďalej svoju aktívnu prítomnosť na povrchu a vtedy sa závislosť madzi povrchovým napätím a teplotou začne sprévať podobne ako u íisti:hc kovu. Potom v závislosti na množstve prítomných nečistôt /. , 0 / sa môžu vyskytnúť dva opačné typy prúdenia taveniny, v. 3tavené pohybom povrchových vrstiev z oblasti nízkeho povrchového napätia do oblasti s vysokým povrchovým napätín.

- 43 -

Sirka zvaru 33 bude zväčšovať vtedy, keď roztavený - horúci } ov bude smerovať zo stredu roztaveného povrchu smeron do základného materiálu. Tento jav je možné pozorovať pri zváraní materiálov s nízkym obsahom 3. U materiálov s vysokým obsahom S je smer toku opačný a výsledkom j:- hlbší zavar, U materiálu 12 022.1 0 rúrok 57x5 sa nám v koreňovej oblasti v ukoní'ovacom kráteri vyskytli v mieste začiatku prekrývania húseníc necelistvosti prechádzajúce io trhlín. Zv ary boli zavarené drôtom IK o t> 0,8 mm. Analyzovali sme príčiny vzniku týchto necelistvostí. Chemický rozh«r základného materiálu bol nasledovný : C uín Si P S Cr Ni Cu Al 0 K 0,17 C,62 C,25 C,016 0,032 C,10 0,08 C,18 0,006 0,033 0,008 V mieste u'
Vyskytujúci sa typ necelistvosti sú horúce praskliny, ktorých metalografickou príčinou sú oxidické filmy. Oxidické fjstice sa mohli dostať^do zvarového kovu z pretaveného základného materiálu. KapäfovodeformaČné pom2ry sú v miáste ukončenia kráteru nepriaznivé a vedú a-priori k zvýšenej tendencii ku praskaniu. Podľa doporučcnin akademika Hrivňáka z VUZ Bratislava sa ném tieto chyby podarilo zamedziť úpravou parametrov zvárania pri ukončovaní 5varu plynulým výbehom zvaru na vonkajší povrch rúrky /prjdlžanie výbehu pri zníženom prúde/. Táto úprava umožnila vyplaviť nečistoty na povrch. 7. uvelen^ho vyplýva, že pre automatové zváranie bude vhodné používať ocele dokonale upokojené, ktoré neobsahujú oxiiické inklúzie, ktoré by mohli prechádzať do zvarového kovu. Záverom by sme chceli poznamenať, že v budúcnosti sa očakáva ďalšie zvyšovanie produktivity pri zváraní a podiel:i automatizovaných sko aj robotizovan.ých pracovísk. V.'voj progresívnych motód zvárania musí byť v súlade s vývojom hutného materiálu, prídavných zváracích materiálov, ako aj všetkých kontrolných metod akosti zvarového n poja.

- 44 -

Obr č. 1

- 45 -

300

250 -

o

15 020

UNION IMo

n

15 121

UNION ICrMo

o

15 128

UNION IMoV2

•

15 313

UNION ICrMo910

*

17 341

THERMANIT A/SG

200 -•

150 -

100 -

50

-

ZAKL.MAT.

Obr.c.2

TOO

ZVAR. KOV

TOO

PRIEBEH TVRDOSTI ZVAROVÝM SPOJOM

- 46 -

ZAKLMAT.

Obrč. 3.

30<

60 (

90 (

120*

VPLYV

UHLA HROTU ELEKTRODY ZÁVARU.

- 47 -

NA HĽBKU

44 143

VŮ2

Obr č 4.

- 48 -

5 00^

Pijú? i t;''. Li t --r s t Íra : 1 n/:, ť c t r f i:ová CGc , Ing.Sajben : Technická sprí-íva £23 .ľ..7. K j r ova >.. p. i i r ä č 2 "U^í.;nid t ^;.:.i^V-'ch prcbl-''tnov zvárania1,' 1988 /V:/ Akadoir.ik Ivar. ilrivňál:

: Technická sprív^ V'J ľ T r A i s l í v a ""'iotenie p r í ř i n vzniku t r h l í n " ,

1986

/j/

• • ( .LIK:63 g .iodwcjll

: "ľ. s t o l y zl^pšwfiia r^-s]-jnia pri-jvaru p r i zváraní tdchnolo^.icu TIC" , '.Void inf. review, august 07

/í/

Z, .t.iioipl3, I . ."í Roper : "i.;Ľ;chanism for '.'ir.or Jlorr.ei.t îffest on USA. 'AISIOTL "oná 3---C.,..-t.:\v' , .'(elding J o u r n a l , 1?'62, 61

- 49 -

I n c . :.:ilosJ.av Raboch, C . . c i s I n ^ , J i ř í In._ r . Je.-'csif-.v Ki'aft Gkoda k . r

Štuunbauer,

ZZ.°, l y i o v c 57, 316 00 Plzeň

.jy/.ľíC/v,f:íí ;-.-zi;.Vvr/cH Í ^ U B E K Z :.'.ÄTÍJ;-;I£LU 12 0 2 1 . 1 a 1 5 1 2 8 . 5

;.;]•; ĽO Lit L h l . : a ľ I x -f 2 "u V C J r

:lí:.'..ňek svtiŕcvh s trubkarr.i o rozr.čru é dráxerTi 2. u

; ',,;a:,uj e poznatky a dosažené výsledky ze zkou:' bezešvých t rut c k z uhlíkové oceli 12 021.1 r. i z K o legovaní oceli 15 128.5. Svaření trubek l'ôdsj? ťšaiw Ľ V I O provedeno ručně metodou TIG s ednoho spoje kombinovaným způsobem TI J + E . Cíle:.' ::i:cuíek "bylo overení metalurgické svařitelnost i svarovýc cpo.iů u "ýse uvedené svařené kombinace základori.llů a jejich ;;-e cháni okých vlastností. Současně ních '..s-ôri zkouóky sioj.:ily pro ^banovení a ověření parametrů a po*stupů c áí r .

t,r;:o:-: Eiv£;.rnv byl;; ."..b y l ~jo\ na c:.£

sa;;er:é deno v

•••*

pr.ie hýly připraveny z nařezaných částí her. c e trubek pro opracování ?&. 1 •.•(• ie : rovr'ny. úkosy na všech trubkách .:yly > / . •. soi:::.': .; ndle obr. 1. Ka ctraně úkosu ••. "v •.•>•.' ;.a v:.> j.:-/i i vnitřním průměru obroušen v -•- vzdá.i.-iosti cca 20 mm od .jeho okraje. Do' 1 c :c rložeľií pouľ;itýoh nateriálů trubek je uve-

tru ek ("ioiêbních spo.jů) z mat. ov-deno s mezerou v kořeni přistěhovaných po 90 k -jorocí p-'sin\ j p p ý p I ž é ř ,iu 3 ',4.83. Ke Iciždému snoji byl přisteôlo;:: r tr' řiovún. :,úítek o poř-.Qovýsi číslem spoje. Tímto způsobem b y lo rilpravcno 11 zkušebních spojů. Jelken bylo svařeno ručne metodou TIG 10 zkušebních spojá a kombinovaným způsobem TIG + E jeden zkušební spoj. Zkušebr.í spoje byly svářeny jak s osou trubky vodorovnou^ tak i s osou trubky svislou. Poloha osy trubky při svařování .je uvedena v taculce č. 2 , U viech spojů byla kořenová housenka provedena m e todou ? I J S přídavným drátem GI-113 o ti 2,5 mm bez zapojení vnitřní ochrany argonem. Dokončení svarů ve výplni bylo provedeno u spojů osn. č. 1 až 10 metodou TIG s p ř í davnýín hrá tem 11-113 o i ?,5 mm (opět bez vnitřní ochrany) a u spoje osn. v. II ručně obalenou elektrodou E 44*83 o é 2,5*-,~. Chemické složení použitého svařovacího drátu GI-113 je svedeno v tabulce č. 1. Vrechny npoje byly před svařováním předehřívány plynovým hořákem na teplotu 200 až 300 C a po dokončení svaru se u každého spoje uskutečnil stejným způsobem 1/2 h o -

diľiový dohřev na teplotě predehřevu. rak následovalo ochlazení spoje na vzduchu na teplotu okolí. tepelné zpracování režimem 620°C/l h/do <_ 50°Q pec, vzduch se uskutečnilo pouze u spojů ozn, č. 3 f 8, 11. Ostatní spoje zůstaly tepelně nezpracovány. K svařování metodou TIG byla použita svařovací souprava od firray I2SAB se zdrojem proudu LHD 400 s přídavnou jednotkou pro TIG svařování ozn. SE1RI0K, která byla vybavena vodou chlazeným hořákem typu 3TB 350 V. Při svařování obalenou elektrodou byl použit svařovací usměrňovač KS-350. iídaje o velikosti nastaveného svař. proudu, <ž> svař. drátu (obalené elektrody) s polohou osy trubky při svařování u jednotlivých svarových spojů jsou uvedeny v tabulce č. 2. ľ.jiožství ochranného plynu pro TIG hořák - 5 až 7 1/ min. Průtok ochranného plynu kontrolován na horáku průtokoměrem nasazeným na výstupní hrdlo keramické hubice, průměr wolframové elektrody byl 2,4 mm, velikost keramické hubice č. 5. Kořenová housenka u polohy trubky vodorovné se svařovala stejně jako výplň po čtvrtinách, u svislé polohy bylo svařování kořenové i dvoiivýplňových housenek zahájeno z libovolného místa na obvodu trubky a pokračovalo v jednom směru po celém obvodu. Před uzavíráním kořenových housenek v protilehlých vrcholech bylo prováděno vždy vybroušení konce housenky, na kterou se provádělo napojení. Povrch kořenové housenky byl očištěn broušením. 3. VfhGDKCCaijf SVAROVÝCH SPQjfl Všechny spoje byly podrobeny 100% zkoušce prozářením. U vybraných spojů ozn. 3, 5, 8, 9 a 11 byly stanoveny mechanické vlastnosti svarových spojů doplněné metalografickou kontrolou celistvosti svarů a zjištěním mikroatruktur. Výsledky kontroly svarů prozářením jsou uvedeny v tabulce č. 2, Požadovanému klasifikačnímu stupni 2 podle Čvilí 051305 z celkového počtu 11 zkušebních spojů vyhovělo 10 spôjů (tj. 91/í)• Zbývající spoj byl hodnocen klasifikačním stupněm 3# Vady zjištěné ve svarech měly převážně charakter bublin (A.a). plynových dutin (Ab), okrouhlých struskových vměstků (Ba) á nepravidelného povrchu (Fb). U tepelně zpracovaných spojů ozn. č. 3, 8, 11 režimem 620 C/l h/ do 250 C pec, vzduch a u spojů ozn, č. 5, 9 tepelně nezpracovaných byly zkouškou tahem a ohybem zjištěny mechanické vlastnosti svarových spojů. Pro obě zkoušky byly použity tyče s opracovaným převýšením svaru. Výsledky ze zkoušky tahem a Iamavo3ti jaou uvedeny v tabulce č. 3» Na všech tyčích u zkoušky lámavosti bylo dosaženo

- 51 -

p -e-e r. a: ... .i ; .. ..•.'.• .: . ..y, . zkou.;ky t a h e m do.;:io k pjx;r..c- ;í v -.;•::. /;••: -' ;:\.: .ad":ír. rr.ateridlu 12 C 2 1 . 1 , •"•-•• '•' • • • J ; O - ;

l u :: :.<--\ :.....' - ••-. : : r • ...ou

hodnotou

lír.. J o s a -

yev.C- :;..-;: ty ..::. a -.e ^ ::<":.. y '• J '.-•:.•.:. v souladu s p ř e d p i sem pouj.e ľ... -1 121, .-. .: . v .-' ...--..: ty ke lze brát pouze ,ia!:o i:.'' r:.r;:iví, ľ •"-r <-.-^:..; .;. ;-• .<:;.>-/ _ ; svarové spoje ďosakujl ;.-. ;:.- ry .e, . ::. cca :, ;.-•_ r..: .. ,• a nl.:..í i.cž spoje t e ooLí;.'

- -. .:-.;•••';. v

.. ' .

.- .• J . ..-•-; :-:. v c Ji zkutebr.ích s p o j ů b y le vy:. ;•'•.- •, . .•.-«..-, , , \: a 11, z r.ichz byly r v;.' ••:'";. J .y . •':;. . .;al; - y,".- '. ;;:.ou .icjitrolu c e l i s t v o s t i sva:\i c- •.'.'.?: .".:."j..:\ ..r ;.. •.,'::'-. . 'ki : ô r í c h a p -í d á v n ý c h ::.a. <:r \ íl/i, ..-r. -.- -?..-..vek 3vc.'ů V y l a d á l e p r o v e d e n a v i zudli.í : -or.li'..-:a .'r-ar;. r.c .-;";rar.y kc.-er.e. T o u t o p r o h l í d k o u ..ebyiy r.r''•-.'i-'rr-.y . : : v r e r u .-••ar. -l-r.é z.ievrié v a d y t y p u .••/.iľúviľ';, p !••. ' "•.'•".. .r • ; r u k t u r a s p o j ů b y l a s l e d o v'.r.a r.--. o •'.. •.-' • : -~ • a..;.;o) z k u š e b n í c h s p o j ů . P ř í k l a d ::-..r ."".:•- ",.;r. .'"" "• ' e c ...V-'.C-Í. r.'Í. o b r . 2 . kro. :í~.:ru . ' lop -a:. ' zr. :.:..r.:ľ ped mikroskopem při K - v i •/••ob.-':- •-/• c-"."' .-.i/b--'- :. ou-ír.y z'í dne z.ieAmé vady, kte':1' :." e ----- ". •'.'%' .;• •- -íľt svarových sroja. .'-;. ••/ - -..'.crcío:. -r-ríz:~.\iých ze spojů č. J a 5 /viz ;-ib. ;;. /, -"ly ;' a.. ^.•^;;-- Tikrostruktury základních n a :.ork-!u, r •»(•::. '.cr.-ý^.. zó.1. a Tvarového ."'ovu. U spoje č, 3 >;DC-]r . • "' r -.: '.' v '. :,: r--: •- (•• /I h / čo 250 Č peo, VZ-Í.CJ., ' ~ ..<•..:•-.vi -,• :.a :,..:,'; ; .aôri, • lu 12 021.1 íeritic:.o-"f. "'.'.:i r .-: ' " : • :- r. vrkl.rv-k .-•lc;kar.-i re značně s f e r o i ji:;rv:! '.vi. '.:•-•:: :::.:. : :' ':.:. ; -.er.titu. U sty.-ru se s v a rový:;, k r. v-r. r .-•.r.'.-.; :pa .. k-;laoj;í \:.oty .'erinozm.-iá , cistě ľeriLic.::', •;. •.•.-".'.t 1C-:;,;CÍ: pi;.:ek. řreched do svarového /ovu. .> rzví.ilj.ý, .-• výra:.-;:ý. -.var-.w;/ kov drátu iI-113 je óvoren fc-riticio-. :"""idickcu strukturou se znatelnou licí stru'-turou. . L-^ <-.\ zž -Ir -la"'. ri-'lu li/ l^k.5 je nevýrazný,^ je ô;c:-e:.ý •:' \ í* ' • •. •' t in y::-;L -..rr.y a : criticko-k-.rcidickými cblar,tr.-i. ..-,' -1--•• .' rr;.:ori'k ^^ 12?,.^ ,ie tvořen středně jemnou : rj ticiío-p'.: ••!.'..'Ľ.:O^ :. Lruk :urou. U spoje č. 5 tepelně nezpracován'! .o .: u tru :*/-ry .'. c-dr. c tlivých oblastí obdobné, li"í ce velikostí ?r-.\ -3 r.nozs ;v/n bodových mikročástic, p ř e dcvi-ÍT. v ;epcl:;'; nvllvn ,-..,;ch zených. I .ctaio.Tafic-cé :.r .^~.c.cení ^ylo doplnc-r.o neřenín průběhů tvrdosti a to r.a vzorcicr. ze spojů c. 3 a 11 tepelně z p r a cova:i..'ch a na vzcr.-uj ze spoje c, 5 tepelne nezpracovaného, r> i..<; erí prObb-h"; tvrdosti l'.'J 1C z vpichy po 1 mm bylo orientovúr.o •-I'-1 :;t .-'•'-'iu v/.-rk"< od ,;c::o ol:raje přes svarový s p o j , Irafjckc unúz^r;.' : í prut, r/: ivrdosti je patrno z o b r . 3f4,5. :"'r"ib-'::. tvr-iortl -, vivrrku rprje č. 3 í tepelné zpraco1 vaný) oproti vzcr'-; r. -r', : c. -j 'tenelne nezpracovaný) je rovr/n- r; f'.i/:' ••' ' výr'-r.:'...'ch picej:. b vzorku spoje c, 11 .''.o-nelr.;- "-ir-ic v .r.ý) ..la r.'-Ti.-'ŕor.a poantabnč vy:i:;í tvrdost v ľ-'k ".-lk' s.oi.;'řio materiálu 10 l'-.'ť..,^ v porovnaní se vzorky ze 3"ojů ~» i a >. ./-ak rokízalo r:.etalo/|rafické :3etŕenx, provodenýT. . í'r •'. •. 1;- ::<•• \c- -irtrar.lla původní bainitická struktura v teto '-.' *'.c:.i, -c:: re projevilo zvýšenou tvrdostí. .říci--'ou ~.okia :,ý:; ^rir.a/. pružitá ji'.á technologie s v a ř o vání vc výplni < rva ovíní ručně obalenou bazickou elektro-

dou) a také i r.ízká teplota žíhání (pravdepodobne nebyla dodržena předepsaná teplota žíhání). 4. DISKUSI.' VÍJLEDKfl Ověření technologie TIG resp. TIG + E při svařování kombinace dvou rozdílných materiálů bylo uskutečněno celkem na li spojích z bezešvých trubek. K svařování byly použity trubky z oceli 12 021.1 a 15 128.5 o rozměru i 159 x 4,5 mm a přídavný svařovací drát GI-113 o i 2,5 mm, u jednoho 3.oo.je k výplni byla použita elektroda E 44.83 o $ 2 ,5 mm. Požadovanému klasifikačnímu stupni 2 podle 5Srí 051305 při zkoušce prozářením vyhovělo 10 spojů, pouze 1 spoj byl hodnocen klasifikačním stupnén 3. Celistvost svarových sp , jů potvrdila i metalografická kontrola výřezů svarů při lC-ti násobném zvětšení a jejich vizuální prohlídka z vnějáí strany i ze strany kořene. Poloha osy trubky při svařování se výrazně neprojevila na kvalitě svarů. Pří svařování se ukázalo, že příprava svarových ploch a vzájemné sestavení trubek, především chybně opracované zkosení vnitřního průměru a přesazení trubek má vliv na provaření a formování kořenové housenky, což ê projevilo vytvářením vrubů na přechodu mezi trubkou a kořenovou housenkou. Z pohledu získaných mechanických hodnot zkouškou tahem a lámavosti se jednoznačně prokázalo, že svarové spoje mají vyhovující mechanické vlastnosti. Snížení mechanických hodnot tepelným zpracováním o 20 až 4 5 J>i?a je obvykle pro spoje těchto typů materiálů. Průběh tvrdosti vzorků spojů ozn. č. 3 a 5 je bez výrazných špiček e strukturních anonálií. Příznivý vliv tepelného zpracování spojů se projevil steroidizováním útvarů perlitického cementitu ve struktuře základních materiálů a svarového kovu a ve zrovnoměrnění průběhů tvrdosti. Průběh tvrdosti vzorku ze spoje č. 11 prokázal nutnost dodržení předepsané teploty i doby žíhání, 5. ZÁ.VĚR Získané výsledky ze zkoušek svařování kombinace bezešvých trubek z materiálů 12 021.1 a 15 128.5 ručně metodou TIG a přídavným drátem GI-113 bez vnitřní ochrany argonem jednoznačně potvrzují, že lze touto technologií dosáhnout kvalitních svarových spojů o vysoké celistvosti 3 vyhovujícími mechanickými vlastnostmi. Ka základe dosažených výsledků, doporučujeme vzájemně svařovat bezešvé trubky z materiálu 12 021.1 s trubkami z oceli 15 128.5 v kořeni metodou TIG s přídavným drátem GI-113 o «f 2,5 mm, za předehřevu 200 až 250 C. Ve výplni pak podle průměru a tlouštky ctěny trubky použít způsob svařování metodou TIG s přídavným drátem GI-113» nebo

- 53 -

C

obalenou e2 elczrodou L 4 4 . ^ 3 , 'J trubek do é 15 J nim s tlou:.'i.-:ou c i •;:;.' 'i o j v.. .'' vyho:i;.í svar uokoneit netodou TIG s přídavný::; n rát em. ľcolotu pŕedehrevu je nutne udržovat po celou dobu svaroviní a min. \/'d iiodiny po svárení. Po s v á rení .i e treba nvarový spoj vy žíhat pri teplotě 620 až 65O°C r 3 vydrží Í.JL teplete podle tlountk> žíhaného svaru, t j . asi • inin,_r,-i i'T.2dý 1 nm tlouříky svaru, minimálne však 1/2 h o diny. Zíhar.ý apoj nechat pozvolně cnladnout v peci nebo v zábalu. Tvar c-, roznery evarové plochy použité pro zkoušlcy s e u ká z a ly .' a'.-: o vy h o vu Jící. :.ladné vyslediry dosažené na skuiebních spojích r o z š i řují nožnosri využití technologie TIG při svařování kombir.-ce bezešvého D O t rubí z r.ateriálu 12 0^1.1 a 15 126,5.

1

Mi-

C íl 0 le

ft? y.7-.

c .15

B,-~

L ,Z"<

0 ,U7 ař c 15

;.}5 eí 1.,'A.

aí

K.P1, I

Skutetné

0

-

1 GI-l

Sne

Tabulka C. i Clila

c

max.

C,07

I,J;

05.1

I,-'?

J ,01

0,01 ,

i

1

řfc-u P3 avercv-jŕc- -. i

vyši

»fen I t

Pol one osy

Vodorivrá

Výsledky zkoušky prozifením Kofer,

stupen

AIT:C^.I I I . ' ,

len

í-:uo-uo A * 2,5 ta

I^JO'A

ArTic-;: 1-Jj'j A

u

Cvlila

Fb F ~Fb~~

rpo> C. 2

:u.

•

A

Aa,

3

St*.jr> J * > 0 O

t. 9

Svislá

Stehne âko 'aspoje

- t * Jné

c.""e "

ŕ . *3

l i l . t 2.5

£ «.-.bj.

7 l

,' 170

T 5 T f

ež

;

{co

!

299

J?J

35*

419

JO:

596

350

113

332

«

JÍ9

426

15°

í'Jt

41/J

JJ7

119

JU

4C6

lí.7

2VG

39J

jet

442

J13

«6

3.r | ii;-

<í>!

í?5

J61

J6e

461

JOJ

409

t:*

i.o

5H

Ľ 2

JT5

475

J24

5C-,

.DC

Jtl

1:9

33 3

41i

v..^ 3i 5

KFe

' <•.•>'

ř '.nu . 'j rr. v f»n

' 'Bl-u na t i a r>

t

etľflíl*

•
L1

L 1

KF!

ca* I 5 o r

ír'Vt>.í L.

t ?

Ra

-

y'

!

S P W t . 11

IM

5 « j <•<•"

j

SPOJ r. 9 Rr H*

-

! '•3'.

279

í

»;

Hit

3*8

VI

y

1 ?

A a , A b , Ba Fb

Kru

J> i vn

í. CO

f. B

Pt

Fb

We

| Kľa

Pfipl.

SKi!

Fb

•

2

1

T 2 rlí .

h

1

í! Z , '

STOJ C. 5

CÍ-IS5 »a

-1T..Í

BÍT

' Aa. Fb

1

k

)2r2i.)

řf»fcpla

Hi, * 2.5 aa

:

ty'

T 5

2

Svisli

ArTIi-;l :-tc A

Fb

- -

>C A

Artl~-c; 1 1 ) . í ' . 5 I-'JO A ;. h 5t*3nt ^(Ko u

Voícrovn*

T 1

: i ' .••. e 2.5 ac

^

ady

°'

1

1

7

!

am

- O

i-:»o *

s.«;e

e

' 0,07

0,25

tl-utky 1

C,i5

. . ) -

Ů6Í

o.12

Sku t e í n e t 2 5 an

O.ľ)

u

-

-

-

-

-• -

-

-

-' -

-• -

---

-

-•

-

-" -

-- t -

DLTAILGK'JU) .

200

—r

MAT. 12021.1

MAT. 15128.5

T

y— (

SO

1

100

' \'

i

1

1 I

ľ, j

;

/

.1 11 • i i!

1

i

íl

1

,v \

:

1

T

1

-

I

T'"

\

' \

i 1 i í t íl t f

M\

"T "f- — f

1*

\

i 1 JM

iSlľfcí.

Cíť. ^

OEh. 1

i

i

i

0

1 k

I

i

«12«.5 .

S CI-113

1

1 '

| 170Í1.1

1

: l

I ZH

nozi

řriť*h tvrtiostl - sverový ipoj £, 5 - vjortk iteêlně r.eipraccvený)-

1 1

,

1

í

Ír JU.

ZH 1MJ»4

toi

1

ilř-*

U07I.1

' B12Í.Í , i-

C, I h<>t-ŕ ŕ^Cv C, vzduch J

/

P'-itŕh tvrucitl * hvcrcvý ípoj : . Ji - vxcnfc Í1K2 ít^přlo/ 1 tpittcovaný - G?0 C/l h/p»c 250 C/vztJuch)

[ 1 |

Inr.

Gtíi.r.-r

Libra a i n g . Karel Soukup

;.r>i].ovopCxs'..'' s t r o j í r n a Brno, Křižíkova

6E, GC2 OC Brno

.L.'. T.iCiliiwLuľlCi'.VC:: PODI.l'iEK ŕ PODhlUEK £,::• LL, 7ACE i:/ ZMĚNU VLASTi-JuSTl' C^-i-lJ GC£L1

Pro reaktory a vý lilníky jednotky hli.jpkó/i^ rpracovAn? ropy p r a c u j í c í p ř i teplotách 42U až 45w°C c t l a k u a5 1C ,,?a je- používána ocel typu 2,25Crl:io o d o l ť . v a j í c i vysok o t l a k é , u vodíku p ř i daných teplotách a v pří^cdS a u s t c . i i tickéi.o r.ávcru i s i r o v o d í k u . Pro ; : r j i i i t č n - ' bezpečného provozování t ľ c ' . r o vysokotlakých z a ř í z e n í uylo nutné o b j a s n i t a s t a n o v i t v l i v výrobní cli poď,í nek (zej-.iéna svařování a tepelného spracovaní) na výsledné v l a s t n o s t i svarových spojfi a základního l e t c r i á l u , které by vyhověly příslušným požadavkům. V prfi'j<.'.'• u explootace těchto z a ř í z e n í r.iůže docl.ózet k degradaci <:ó!;lôdn- hu .ioceriólu a svarových spojů zpjsoLcné vod.-íkovot' !-.oro^-;, vodíIôvý.Ti křehnutín a kře!'nut í Ľ. p r i t e č e n í . V l i v z á k l a d i - ch faktor^ 1 r.e zajistční provezován? .

bezpečný c!-, pod.iínok

iic.:i ':yto f a k t o r y ;riú2e-c itaŕadit dec r z de. č n: procesy v irůběhu exploatace, základní technologie svařování a ť ,}cli:é riprocování . V dalším uvddí.-ne v l i v j e d n o t l i v ý c h fa!^•;cr • a potreLr.á o p a t ř e n í . Viiechny dosaženo výsledlcy budou •..vedeny na d i r p o z i t i v e c h . Tepclnó k r c h n u t j U o c e l i 2,25Crlílo dochází p ř i ponalér. ohřevu nebo ociiir<~ování v t e p l o t n í o b l a s t i 400 až 600°C k tepelné.iu hřei-.iwt' . Ze hlavní dOvod křehnutí j e všeobecni; považovány segregace n e č i s t o t jako jsou f o s f o r , arsen, a n t i ;.on ,~ c í n ne h r a n i c í c h z r n . Křehnutí se projevuje si i m o jir.é posuve:.. c,-?nZiiní t e p l o t y po d c l i í expozicí ve výše uvedená', rozmez--' t e p l o t . Požadavky t ý k a j í c í se o.nezeni u r č i t ý c h prvků v souv i s l o s t i se snížením výskytu tepelného křehnutí o c e l i •;SÚU bčžnc vyjadřovány t z v . O - f a k t o r e ^ formulovaný:.: V.atf-\.r.o3-. / ! / .

3 m (,'i.i + Si)

(P + Sn)

. 10 4

Apj.i!:ace výiie uvedeného vztahu pro svarový kov p ř i íîií vus': řadu problé.itů. Ode zejména o požadavek dosažení co nejnižšího obsahu stopových prvků za porí.viínek, kdy se na složení svarového kovu p o d í l í i t a v í d l o ( p ř i svařování pod tavidle.i) a obal elektrody ( p ř i ručním svařování). Podobně jako v případě základního materiálu j e nutno uvá:.±t i ^de v l i v s t r u k t u r y a s t f i souvisejíc: techniku svařování.

- 57 -

r

V c.TJ'. •- r'-- ~e z i ,L z -.edo-, i i •: /:. ; i e d n u t l ň v ý c l i f a k t o r ů n a j - ' c í ch v L v - r, ŕi . c ctí-.L k Ť O ; . Í . L t.' b y l y z L o u . i á n y r u š n é r e ž i my t e p e l n í : k .:p ľŕi c.-ván: v i ! ; l a d r ' i . c m a t e r i á l u a s v a r o v ý c h n s p o j ů . H y i . ; . : j \ . , ť . . o , ;:r -_. o u č n 3 r y ' . . i r o c e u p l a t ň o v a n ý r e : 1: p o p e - - . . •):' v •;-.:•;-.• . ' ^ P- ^'~ ~£ - 7 2C°C j e v h o d n ý i p. o :: _•;:..••-' p ;,•"';: "io1." .••'•':• v ' ' c : • •"••". t .<' s v a ř e n c ů z h l e d i s k a nmcovníc . " 1 r -!•;'•' •- 'x>- \. . r'rr J , .•: •:•.•• . . . - J. -. / o s t i o c e l i r n s p . s v a r o v ý c n c o;; • .; so.i .op ;;;" j''-e r;y ř e ž i ' y t e p e l n é r ho ľ p r p c u v r,-' c :. >^. . : / ... -/y u' •' .ľ: G : : i o o c i : l e z o v ó n í . ~ s c í : ; i e ' TOX.- :/.::'•" Ĺ v c i i l - : ; r c c ; . c : _ r ' j t - . D o p o s u d u p l c t n ě rirj . - t i l .y ' c ť j ; j i i c v i t . " ; . v c c , .1.-. • :v.''^. " ( s t e p c o a l i n g ) předi; s t a v u j " pr^cc-', v/.:.;, d:, j .í c . ^ - ' '"...'•, ;

:

v • ~:;c 1 1 . J :.. '~^^.3Z^z^• ~ :.•• 'j ž o v a l f a k t o r k ř e l i n u t i !j.'-•--: v l i v i . . . : ; ; ; _ , . M . ; >.:U..L r.; -„ •;... a c . •/ ch p r v c í c h / 2 / , ur-jonv'

1

. ' o ":

" :~u

'• •• ."

X

. .., ; Z d : . '

^

. r ' j v ; ' " ?

k

í v u :

=

• v v' c '. n t l - r ^ í v y p l ý V ' ' , . '." :c.r.' '•: . " r t o :~::.:: l u !.y n c o J P t;-; ); ,ii i; ý t 'íftntíí nsž • • ' . • -v. \. , jr,,:é j s o u ! : l c d e n y ns ' ..,;•.'. ' v i p r o s v a r o v é k o v y , ' .. >,''•• '- ' ' ^ <• c, co k r i r o r i í u s v s . pŕs'. ••' ' . . . . .i""vit c'c.iic'íá sl.Džení, . • . -. i . i.:.'':u ^ "/"•;:: t n e č i s t o t y ( s t o p o v é . i ť f. J-•; ...'r.-: o: -•:. •••'•. •"•? ,?. ku Viíak :.T ";2e ^ p u s o - ^ v ' - ' - v '•'•''' • 'u.', r.-"'-• j e se v i s i ; , že a n i n a j i š : - c ' . i y -, t o. o v / c'. r,rvk[; ( n e č i s t o t ) ne "3 že z a j i s f-' : :..3V-:,r r': , :;í-ot. ,'.

.". 2

?'•••"

•./) •

P O t -' "it

OS i'

Lí-

.

J'': 1 c.:.;:.: ^<. č '.. .:• . -.j r; v :::"-••- ; t ;: v ý š e n í baz a. c i t y o b a l ů 11c.!; t rod ý:".- r u.. ..v;:rav'V: . t;.Vj.dl£ p r o s v r . ŕ o v á n í pod t i i v i d l c . '/ \Jľi\),j< ' - :':ncc n í ' j c u p i : ^ b e z i c i t y d l e C o n i ;:S'JVSI'»ÚÔ / 3 / j u depo -u-:: .".u ľ v / i i t b a z i c i t u s i o s p o n na i i o t l i i o í u ^ , 8 . , y l r o v u : p-joojze:". i v l i v s t r u k t u r y ( v e l i k o s t je r r-) r a ŕ . o J r o t y v r j l j o v i i I11. .:/c vna t o s t i p r e d a po stupňovité o chladov:': n f. / - ŕ / . P o t v r d i l se význa.'. o v l i v n ě n i ( z j e :nC.r,-') p r i , ; : r r , i c i i : r n v . i n i k l ý c l . po r: t u h n u t : ' s v a r o v ó i i o kovu ru':slcci^; - c í v r s t v o u p r o z s j i jt-J-nŕ , :oužcv."!r r o c t i 2: G i — .'.ani. oři. po': . '.ov;;,;! . ?plotí'. - ^ b ° C . Zo j M é.'.s pa!c p ř i s v a ř o v;!i!^. jjoij L c v i c J t ;• c nurné s p e c i f i k o v a t o p t i . á l i i ? ' pod.Tiín!;y s v a ŕ o v J f ľ i í . ľ i i t v c o : . ; . ! . s o , ŕc iaxi iln-f i n t e n z i t a p r o u d u bb'O i. !jy T Č Í O j ý t ( ' n o r / c r o v případě d r á t u /> 4 r ::ri, p r i napi. t ? p ř i b l i ľrr.'. JÍ< .', (.--i s v r ř o v c c í r y c h l o s t i 30 r.; !iod~^ a vy-jč-1' riri

• o i . ' v:: 1 u. u v i ď

Silo' u . i

c c.O I _

c: 1 j ndu'-ovr :-.•/<".'•• t r h l i n

J/.Mri.iu

ve

ovrrovýc!i

i ' r u ' . ' l ' j .' r . . • .-. "• ;• •-.- s ť . ť c ' i ? j c z v l d j t ' ••'••.• o:h\Q p r i p r i c ' svp i v v ý c h G;JO; . v y ^ j ' o ; h ' . v c : ; r e a k t o r ' ' ^ r o .h I: r a ! : o v ó n ť , luio z\or.'r:''\: s "íl-r, y d o s a h u j ! až 3 0 0 • :.

v

Oe všeobecně zná,.io, že pro výskyt těchto t r h l i n ~usí být v o b l a s t i svarového spoje přítomná u r č i t á nini..;ální koncentrace d i ř u z n í h o vodíku, m i k r o s t r u k t u r a svarového n a t e r i ó l u .usí být c i t l i v á na působení vodíku a v místě koncentrace vodíku nusí působit tahové n a p ě t í . 7.0 s t u d i e výše uvedených v l i v ů a p r a k t i c k é h o ověřen? v y p l y n u l o , 2c dohřev po svafení ( v rozmezí t e p l o t 300 4v_-G°C) nuže být aplikován jako úspěšná metoda pro předcházeni' t r h l i n , která se v y s k y t u j í ve svarových s p o j í c h v t t O í c h i l o u š t c k o c e l i typu 2,25CrÍKo. Tím j e možno v y l o u č i t :;er.ioporačn.í žíhání p ř i zabezpečení o d o l n o s t i p r o t i t v o ř e n : vodí .ke indukovaných t r h l i n a tí.i.i současně o d s t r a n i t r i z i k o v y p l ý v a j í c í z nedodržení požadovaných pevnostních a p l a s t i c k ý c h v l a s t n o s t í , resp. i r i z i k o vzniku ž.íhací.ch t r h l i n v průběhu .-êzižíháií p ř i výrobě t l u s t o s t e n n ý c h tlakových nádob. Odstranění . -ezižíhání se z r y c h l í a zjednodušäí výrobní c y k l u s a s n í ž í spotřeba e n e r g i e . Tento postup b y l v KSľ úspčiínč a p l i k o v á n . Vodíková

koroze

Vodíková koroze způsobuje degradaci v l a s t n o s t í , z v l á j t-L- snížení t a j n o s t i s o d u h l i c e n í povrchových v r s t e v v dúsjocJ.ku reakce íezi d i f u n d u j í c í ví vodí ke:.; p ř i ::vý;>enýc'. t e o l o tác . a uhlík;;-.; v o c e l i . Odolnost tepelní' ovlivněná o ' : l r . s t i ::;b',lad;ľ'bo n e t c r i á l u svařování-i se 'ění podstatně v ;••: á v:. s. I c s t i ;;r. ce;.;člné'.i příkonu a pod.nínkť.ch ťjpsl.'í'-.o zpracování po c v o ř a n í . ^,y3 o z j i j t e n o / 5 / , že vodíkovú korozs so v y s k y t u j e p i i provozní t e p l o t u 500°C o j e d i n i l l e a j e zsr^dba.élná -)ř_ t e p l o t ě 450°Č. .rr.tné vodr'lcuvé křehnutí \'y9uko L laké nádoby ( r e a k t o r y , vý-n£ní ky) v pr-ľibchu . s i:' ľ. £í i:ó.. c- p .-ÚVOZU absorbují vodí!;. GroenvclcJ / ' " / uvádí, že no.jř. ) ř i jjrovozníč!"i parametrech 454° z 1: ,:•: ;,;ja čit,-' , bsorbúvci.ý o\:sc'.> vodíku ve st£ně r e a k t o r u 4 ?ž 5 pp.Ti. '.oefíkove !;."•.-•• iiinutí nastává, když obje " divuzní.;o vodí.ku z.".stúv.l r.c-odst rancp v o c e l i i ve svarovýc!i s p o j í c h před cclstnvkcj z a ř í z e n í . V '..o kovy c h případech i e . i j t n é věnovc: \ij::orr:ost tlai:ové zkouyce před ZÍÍOVĽ uveden:'.--] >:'o provozu. P ř i r e ť l n é i prcxozu Llc!cových nádob jj :•iiíno :jv'í":it tepelr.é i vodíkové k ř e í : n u t í . '/ příoac.'"- nor.:a; izuvané r • ;> op u í t Iné o c e l i 2,26Crliio s ..íezr' pevnosti v i"Oz e z í ^:jJ až 3Ľ-0 i-iPa j e ľ.orní ne:: lomové houževnatostí \e vodí i-.ové... j r o s t ř e d í K_,, vyšší než 100 ť>Fe m l / 2 _„ . xh .Pri . j to vysoké hodnote :<_.. j e vznik t r h l i n i::iciovanýc--. v o d r '.."•: v o l í o ezen, z e j téna když žíhán-' po svaření oXíir.uje ci:livoct zpevníné tepien ovlivnč-r.é o'^lasti svaroV.';'. .o" SpO/'.; . [•osoicciv'

uiMjliiOsti p r o t i

!:řcii!.ČT,u lo.'iu

Dyly orovrdeny z!:ouú!,y staticícé e. ciyr.u -.ická io-cvéhouževiictosí.:. svcrovýcíi spoju vyhotovených, rui'.r.Z OJSIOVCi.-.i c l c k t rodc-ií , aut o-:s t e.: poc! t a v i d l e n : zŕ;:l?dr,: no i teriálľ A/ •

- 59 -

Dáie

byly

p ovederiy zkoušky

Di svarových

spoj 3 / 3 / a řady

Zkuučiky b y l y vynodnoceny iednak po tepelné.n zpracován i ,;o s v a ř e n í , jodp.ak po následní provedeném tepelném z p r a c u v í i i - pru v y v o l á n í z k ř e h n u t í ( s t e p cooling). V l i v e n t e p e l nóii1-) opracování "step c o o l i n g " došlo u všech k řehkolonových ~!;"! rak ť* ribĽ :'.k svarových spoj", i základního m a t e r i á l u k pos'jvi: i- v y j j - ' . teplcAá-. ve srovnání se stavem po žíhání po c'/a re MÍ . Vyoiod.ky :: lôu^t.-!; n p rr.k t ická z k u š e n o s t i prokázaly posuv přeci".•-•c'ová ľ e p l o t y (t~apř. tr.Qc) po dlouhodobé"1, p r o VU::J ( rad i u rol: ;) s s i -!S°c - t z n . ťrojnásobě!; ve srovnání s posuve.! po tepelném opracování pro v y v o l á n í zkřehnut ' . "I-ískané hodnoty b y l y v y u ž i l y p ř i stanovení t e p l o t y s t ě ny nádob of:, t l a k o v á zkouuce e prokázaly SOUČLÍSH^ bazpečp.ý dj/miioc'.'-: ý .rovoz r e a k t o r ů s VT vý .r.f>: n í k ů zařízen-' h y d r o k r a !-. u. í.'ojvvo^"' t-?;!joLc ..'ť; s tavení t r h l i n y po decrr. d s c i (+-Ô0',:) ^ - podst^L ni. r.j..;2í n s í t e p l o t a +135 C, pec k t e r o u -..:.• U I J ;-I,V.J::;-I ' z\> poďiínek z a t í ž i t uvedené t l c k o v é nádoby ;jO!

'." i. T! J

I ' j -"' \ .

Í

_ O / p i~" C O V I . /. •' - O

'^ •

G *' LT * iJ V^' C i •'

Jí"; ;'*'J •

r -^ Q ' i ;

: á ! . ' . . - d ; . r c l v t : . v ': j i r ; k ^ ; . c e x p e r i . e n t : ' l n í ' . c proi;ÍT. •• -y"1.;.1 ..'/."..ŕ , ' J , .-." j v - : " ' V á s p o j e - v y ! ' . a a j ) í V Ó s r o v n á n Oi.. ...V: 1 ;•. J i . ' . . ; o o v ; i v ; " r • ;. t C ;•;. á ľ. C N.'í Ľ .-i i n O1.1 s n ' Ž G i i í Žín i , ; - '. ... • .'. .i n J vy : : x •''. , zr:.čo ". r u č n:' e e l e ; : ' : r o š t r u s k o v é r. v: 1 i-y - c o ] : . .- ,: .jCr':.-. \o '-.j'- v y J L ; ,':ó . - u p e v r i ó ! i o d n o t y n e i sva.-y •.:'..• ; v ľ . J l . ? . i'aby.".y " j i L t r r . y ro::d-'ly v iiár^psvr.ost i s.-'.-'-j " vy-' o •.•••?•• >l v ? ': J.'. "- k e j : v ; - - o v ľ . o s p o j e , u . : í s t J.' :n;' •.: v z o r '•; v p r í o • ^: r e s p . p o j : ' i t y .- p r ; ' . l r r . - ; d r á t u / 1 2 / . • - í . •" r. í

c ;Xd i. v a r o vá-

': r! i 1 i n y

1

.'c .rák. ar" provedených expe r i . ent ,°Í ze t ř í zkušebních .-.ivtov../. bylo i o, i G t-31 ováno , že použitá technologie svařováni -,:. i co;.. ?.; iá; •) .'.pracováf.:' no::pusobr. vznik žíhacícli příp-» pGiiľi.'jv,-- rov\ r i

t r. l i n / ' o / .

1

/ii;u';:;;•,:.. i c!; ,'' :,ávc. r Vi,i.řn:.!io povrciiu ;

o o'isbonding

V,.i',.ŕ: ; ,"jovrc!. rt.~I:t orľ; a vyskokotla.k;' ch výšení k!!i j o ji.rá.;;".,. c-jícr.i'iiicl'.ý',; ľávere;• vnk.leder, k a g r e s i v n í ::uľo..i . . . p i / - ; .'.'2.:-''- ; f ' - provodníci. pod.r.ínkách vodík difunciu1c do SĽ ny t i;-: kove nádoby. Mrar.ice :iezi zákloclu-' chrc.Vu.iOly:.'JĽÍ:OV!)U .)ccl: : r. návare:ii 1e vr;j..:!i c i t l i v á r r vodíkové !.ťc .r.ut-'. I to odstavení r.ádoby r: provozu ;;v3že z ů s t a t v t ó t u oí;lasL":_ vor.1-'!: !:oncent rován. Současné práce doku..eni:u; . ' i : : t r á t u .; j. c c, ; i c i t y íiáveru c u s t c o i t i c k é o c e l i v duslod!;Ľ vycfké korico t/occ rby c'.: ovéi'io vodíku / 8 / . Dochází zde k vycvái'v , í vcjdí'.o " i;r. J i kovaných t r h l i n t n v . d i s b o n d i r n u . Výa^yi: cv' :.v -JJ , ".: r. ehe-.i c IÍ ŕ slú."ení r;ávaru, .•.iccoda" ,-ir*-c rov J,V' , . , c l ; . , ...ríkon a čcpelnc zpracování /lj/. IU j J ^ľ. c::itc j ^.:' .• opc:t rcnr'n p r o c i vzniku těcíito deřektú väak ;:ucĽt.v.. sn:'í.\...' " y c h l o s t i ochlazování z pruvoorr" teploty Zv-':, aby .-lopřc-oá' J - hodnotu cca lOC°C/h.

- 60 -

.lover u;; ;>ř-'..':.lfic!ií v y b r c n ý c n t l a k o v ý e / i r,.ó :.'>>.'• ;:ř::": : :"e;i:' i. y cJ." J — xra!:ovíir b y l u v e d e n v l i v r":7.nýci". f s ! ; t on.' :>." d e - r e d r c i v l a s t "IOG4: ' .•>'.).'.ľ.a:.';"::'ÍÍÚ M a t e r i á l u t y p u : 2 , 2 6 C r i . u, c ;IO',.J C V ; , ľ ú v ý c ' , S|JO; . s p o l u s p ř? s l u n n ý M Í a p r t ř e n ; . ' i . ."'.;•. 3 i j t č n:' : ; c > ,.;: i... č v\'i"o : .y r. p r o v o r . j Í T C M Ľ O ^,;;ič!; ový c.. Iris!-, ovýc!"1. nc'0'0.'.; s i \'•/:'::: J ľ : •'> ":-~ r, ;v' j c ú t č u'eK-'ci'i piT3 ijlcj.wj :: u ..•!.' , s i i k o n s t rul.c n í , L:^L ,":.:'I. U V Ú ; : c c / : . o l o r i c ' ; ' í . L i t i 1 r ô Ĺ i.ii".:

1 2 o b C

7' r: ÍL. Iľ 12 13 1-i 13

G v . i T t , . 1 . ,-..: W e l d i n g O o j r r . c l , L c G , G . o /, ruse;- i o , R.: . . e l d i r . g J o u r n a l , 1-oG, s . 1-řC L:..'ji": , o . , S o u k u p k . i Z v č r o n i e 34 (1-Êo) , s . l o C r o s s 2 - . 'oe r d e .anr. Cí. , D i t c ř i ď : i'J. : [•Ictcl P r o g r e s s , 1 -. C 2 , s . • í- 3 ^ i l a r u l r . , V . G : , i d a , T . : Vy!"iodr.oteiiii o c e l e 13 3 1 3 . - . ; v o č i : v ;í.'ircí ..1 ,poär.ávQrový.: t r l ' i l i n á i p , Voc.'r.ic'cŕ. s o r ; H ( : , C r c t i s l . : : v r VUZ l i G;: V'o.'-.O'jmx. , !C. , F ukuya r.r-. , Z,, .:'.udo, K., . ' . r c ! : i , i . . : liycíro1 ^ c ; ; JĽvr:r;c; ov 2 1/-: Cr - 1 i ,o " í c í c t u r -Jtoc-l UnJor C o n s t ^ n " Loodinc i n í í i ^ ' 1 ^ i ' c o s u r c Hydrou o r. c t í i l ^ v c ' J ŕ J " c ;,J: r e t u r e s , Str, I r . t e rnr; t i o r i e l Cor, f 0; re , ,cc J:I Prossi-'re 7 c-3 c c 1 Vc-chnoloc.y , Ssn F r c n c i s c ů 1-G-Ť G r.. ••; 1 iL-vclď , T . F'.: i i y d r o g Ľ n - / . s s i s t2C Crcci'. Grcv.ti. i r ; r: !/•; Cr - 1 ,io S t e e l s . íiZ>'•:'.'< .-'.unucl ľ 31 rcľ.OM. 1 lec-ie^-ic^.' line;. r"t:o rii":!"; Co;- fč ronco , D r i l e s , /-.'Zr'.c., 1~>V-''u,i,-.Js':i, ! . . c ! : o l . : !iyJro.-c?r. I n d u c e d ô i c b c r i d i n - o? 'Jtri.,.?.css C t o e l O v o r l r y ' . . c i c , ."ubii!:.- ce Prcssvrs Voescls íiosor :*c:!i Co ..7.i.ttes, I.'C'r Vor!: i-CC ľ iu'nci . o r , L. c k o l . : S t a n o v e n i e l o . i o v o /jeî'.ciiiclíý c!: ci.a-<-.!: t c r:, s t i!: o c e l e IS 3 1 3 . - . . ^ s zva rovy c!', s p o j o v . '•J-"I-T!:u:.-:ný ^,>rúv£, B r a t i s l a v e , VUZ 1-C3 Í c d . í u r a , D . : Z J i č t o v á n í v l a s t n o s t í s v a r o v ý c i . spoji" r. ::ák jôuii-'! .0 l a t e n á l u p r o ICIK S l o v n a f t . Z á v e r e č n í zoríV Ó . VUC'IZ ;;rno 1CC7 L i ' . - i " , O . , Soui:up, I ' . : icS3 l ^ o o , i ' u f c l i i i - c o ICrďj.ovopolskó s •: i'O'í í r n y i. r no L i b r e , c".: Z v á r a n i e 32 ( 1 L C 3 ) , s . 02 L i j r c , C . , Goul'.up, : ; . : Z v é r a n i e 34 ( 1 - C3ii) , s . 297 1 L i Ľ r r , o . , Soul'.up, K..: iCoi" 1-C^, Fulľ-lilísce l'.-álovopols!:é s t r o j í r n y Brno ( v t i s í c u ) SoufcĽp, ; . . , nach, í'-., Hol;;.v;ann, D . : V ý v o j t e p e l n é h o z p r ô c o v á u - - : s t e r i á l ů a svsrov^-ch spoj."i r p e r á t u l i y d r o \:rc'.'- o . l o v n n f t , ZávCročnó zpr&vs K33 Orno 138S

Ing. Petr Neumann CEZ Severočeské teplárenské rívouv- K 'ikri Chomutov 11T

NĚKOLIK POZNÁMEK K OVĚŘENÍ TECHľíO-. "-; ; VÝROBY A VLASTNOSTÍ H E TEROGENNÍCH SVAROVfcH .SPOJ6 l-p-ROVnoí; •; o:E.lf 15 128 A 17 134. Následující příspěvek n&vazuji. ia prednášku z konference " Technologické postupy sâŕuvAi-í. -.• c::•;•::e'e \ ice ", která se konala 2 8 . - 3 0 , října s?9.<- v ľ.:.- ľ I "r._•:• y •.•.:-. -.' '/.rich a která je uvedena ve sborníku konfei •••.:;:•• ",- .-<,:.• •••.-.' ',-, S t r u č n á rekr-pi

sub .1:

e 'i e d k u

Smyslem úkolu bylo ov-ŕsní :•>.;:•-ď-.r.ip výroby a vlastností heterogenních svarových spoju o::.] no J cén.v/ch parovodních trubek z ocelí 15 * ŕô a *7 13-', kterou -iivriil Vu Vítkovice a dále overení možnosti zjednodušení vito •"<s~r".'"'ologifc. Za tin: úóclem byly irvaříjn^ tri zkušební svary podle technologických pcsr.up-;;s jejich? z.-í klade..-, by i pcrriup VÍ Vítkovice s n ě kterými zmér,arri5 týkající!:!! .:••.•- h -dnot teplot v režimu svařování, casú tepelného zpracování, ve-•:••;.' si íktrouy, teploty přesoušení elektrod. Pro výrobu zkušebních íi\i!.rů oyly použity tuzemské elektrody B-B 335* a/

Pro v.šeci;nj vzorky byl stanoven nársledující soubor zkoušek: nedestruktivní r.etody • ?.kcí.ú<í5'. prozářením

b/

destru 1 .' .. -T.í O ^ L

c/

ostatní

': í ?, k o u ška i o.- :-. -jf

tvrdosti vrubové houževnatosti rozbory

zkoušKy

- frakocgrafie Všechny uvedené zkoušky byly provedené v laboratořích KKMS Chomutov. Jejich výsledky a hodnocení uxázaly předběžně na možnost určitého zjednodušení uvedeného technologického postupu. Pro komplexní zhodnocení celé záležitosti bylo však nutné provést ještě druhou část programu, a to ověření žárupevnosti zkoušeného s v a rového spoje. Zkoušky provedené ke zji.štění žárupevnosti Heterogenní svarové spoje 15 1^8 - 17 134 na parovodech jsou při provozu na elektrárnách dlouhodobě namáhány při působení vysoké teploty a tlaku, Z tohoto důvodu bylo nezbytné stanovit program zkoušek ke zjištění žárupevnosti. Program obsahoval následující zkoušky : a/ zkouška meze pevnosti při tečení dle CSN 42 0351 k/ zkoušky po dlouhodobém žíhání - zkouška tvrdosti dlo ČSľ; 05 >3'3 - zjištění průběhu chemického složení. Zkoušky tečení Zkoušky tečení byly provedeny podle ČSN 4 2 0351 na kruhových tyčích pro kombinaci teplot / 575 - 650 / C a napětí / 8 0 - 1 8 0 / M P a . Z každého zkušebního svaru bylo zkouškám tečení podrobeno 24 tyčí. Soubor výsledků byl zpracován podle Larson - Millerova pararietického vztahu ^ . 10""T / C + lo/5 t / = b + b log 6 , kde je : T / K / ...teplota t / h / ..,čas d I ši'.Pa / •. .napětí

- 62 -

b , b o , C ...konstanty. po provedeném výpočtu byly zhodnoceny zkoušky tečení pro zkoumané svary jednak mezi sebou, jednak ve vztahu k základním materiálům 15 128 a 17 134 a bylo rovněž provedeno informativní srovnání výsledku s výsledky dosaženými ve VtJ Vítkovice. Nejpříznivější výsledky byly zaznamenány u zkušebního svaru č. 3, který vykázal téměř trojnásobnou dobu do lomu než svar č.1 a čtyřnásobnou než svar č. 2. Informativní srovnání s vítkovickými výsledky prokázalo, že doba do lomu je přibližně stejná u vítkovických i u chomutovských vzorků, přičemž ze všech největší hodnotu doby do lomu vykázal právě svar č.3. Zkoušky po dlouhodobém žíhání tfčelem zkoušek po dlouhodobém žíhání bylo zjistit jak se rrění mechanické vlastnosti a popřípadě i chemické složení heterogenního spoje při dlouhodobém tepelném namáhání. Z každého zkušebního svaru byly vyrobeny dva vzorky jako podélné řezy svarovým spojem a byly žíhány na teplotě 550 C, resp. 650 C po dobu 5 000 hodin. Po ukončení žíhání bylo u všech vzorků provedeno proměření tvrdosti na celé ploše řezu svaru. Srovnáním grafických záznamů průběhů tvrdosti pro všechny zkušební svary je zřejmé, že průměrná tvrdost vzhledem k původnímu měření po svaření a tepelném zpracování klela u vzorků 55O°C/5 000 h asi o 15 % a u vzorků 650 C/5 OCO h ještě mnohem významněji, avšak zde došlo k prudkému poklesu tvrdosti na straně materiálu 15 128 - obr.č.1. Na základě výsledku této zkoušky lze konstatovat, že dlouhodobý provoz za provozní teploty působí na svarový spoj příznivě a že nejnepříznivější stav provozu těchto spojů je při prvním najetí zařízení do provozu při nulovém počtu provozních hodin. Všechny zkušební vzorky, které prošly dlouhodobým žíháním byly podrobeny kvantometrickému vyšetření chemického složení. Výsledky prokázaly, že žíháním při parametrech 550 C/5 OOOh, resp. při 650 C/5 OOOh nedošlo téměř k žádným změnám v rozložení prvků ve svarech. Pouze u svaru č. 3 došlo k přerozdělení uhlíku, kde je patrné vyrovnání větších rozdílů v jeho rozložení podél svaru, které vznikly při svařování - obr. č. 2. Shrnutí výsledků zkoušek ke zjištění žárupevnosti Na základě výsledků zkoušek provedených ke zjištění žárupevnosti bylo konstatováno, že je možno potvrdit výsledky výzkumu VÚ Vítkovice. U zkušebního svaru č. 3 bylo dosaženo dokonce lepších výsledků, pokud se jedná o zkoušky tečení. Chemické vyšetření a vyšetření mechanických vlastností po dlouhodobé tepelné expozici prokázalo příznivý vliv provozní teploty na jakost svarového spoje. Lze předpokládat, že zvlášt v provozech zatížených jen malým počtem odstávek do studeného stavu, budou svary pracovat spolehlivě. Hodnocení kompletního programu pro ověření technologie výroby a vlastností spo.ie 15 128 - 17 134 Na základě všech dosažených výsledků získaných provedením celého rozsáhlého programu zkoušek, bylo možno konstatovat následující: Zkušební svar č. 1 : Nedestruktivní zkoušky, chemické vyšetření

- 63 -

průběhu obsahu prvků ve svarovém spoji, mechanické zkoušky, zvláště pak zkouška tvrdosti a dále metalografické vyšetření prokázaly v první fázi experimentu nejlepší výsledky ze všech tří zkušebních svarů, čímž potvrdily oprávněnost technologie navržené VÚ Vítkovice, podle níž byl svar í. 1, až na malé odchylky, vyroben. Zkoušky na zjištění žárupevnosti prokázaly rovr.rž soulad s výzkumem VÍ Vítkovice. Z hlediska vlastní výroby vyžďi.-il technologický postup nejvyxsí nán.ahu svářeč!; a nejuelfsí čas provedení svaru a žíhání. Vlastní svařování trvalo ý,ý hodiny, celková doba svařování a tepelného zpracování činila 1o,> hodiny. Zkušební svar č. 2 : V první fázi experir-.entu svar nevyhověl požadavkjm na mechanické vlastnosti. Vlivem nízké teploty při svařování vykázal vysokou tvrdost, ktorá odpovídá až dvojnásobku dovolené pevnosti, Nízké hodnoty plasticity prokázala zkouška vrubové houževnatosti. Zkovška tečení ve srovnání všech tří zkušebních svarů T opadla pro svar ó. 2 rovněž nepřiznivé. Přestože se dlouhodobým žínáním odstranila vysoká tvrdost, nelze tento svar považovat za vyhovující a zrrěny v technologii, podle níž byl vyroben, za vhodné, a to ani přesto, že vlastní svařování se proti svaru č. 1 zkrátilo a :-vařeúůrr. se ulehčila práce. Zkušební svar ž. j : ŕ'rvr.í fáze experimentu, tj. nedestruktivní zkoušky, vyšetření průběhu che.-r.ického složení, zkoušky mechanických vlastnosti - r.etaiocraíické vyšetření, prokázala vyhovující kvalitu svaru i když svar ó. 1 vyhazoval núkteré vlastnosti lepší, předeviírr, prj:.''h tvrdosti. 'Aa. zá.-íl^c1" ur.-hé '-ácti experimentu, která prokázala nejlcp.'í výsledky v hodnocení ;:árupevnosti, jednak vt srovnání -ci-zi zkuáefcními svary navzájem, jednak i ve srovnání se zkouákari provoněnými ve VÍ Vítkovice, je rr.ožno označit svar č. 3 za vyhovující a zn&ny technologického postupu za přípustné. Po stránce vlastní výroby kladl technologicky postup nejmenší nároky na svářeče, doba svařování se zkrátila na 2,2 hodiny a celková doba svařování a tepelného zpracování činila 12 hodin. Z provedeného shrnutí výsledků lze konstatovat, že technologie \'C Vítkovice byla ověřena jako vhodné po stránce výsledné kvality svaru a dále, že změny navržené KKMS Chomutov, provedené za účelem usnadnění práce a umožnění výroby heterogenního parovodní ho spoje 15 126 - 17 134 ne jako dílenského, ale přímo jako provozního, jsou možné a jakost spoje neovlivní. Závěr Vzhledem k následujícím ověřeným poznatkům se jako nevhodnější technologický postup pro výrobu heterogenního svarového spoje ukázal postup, podle něhož byl vyroben zkušební 3Var č. 3, Jsou ti tyto poznatky: 1/ Po svaření a tepelném zpracování byly hodnoty mechanických vlastností vyhovující a dlouhodobým provozem 3e odstranily i ápičlcy tvrdosti v některých oblastech svaru. 2/ Po dlouhodobé tepelné expozici se vyrovnal průběh chemického složení, zvláště pak uhlíku podél svaru. 3/ Zkoušky tečení vykázaly nejlepší výsledky ze věech zkušebních svaru. 4/ 1'oužitá technologie svařování je z hlediska pracnosti i časové a energetické náročnosti nejefektivnější.

- 64 -

Experimentem byla ověřena možnost vyrobit uvedený spoj jako provozní za použití elektrod výhradně československé výroby. Posledním úkolem této práce je seznámit příslušné pracovníky v energetických provozech s technologickým postupem, který vznikl na základě prací V'J Vítkovice a KKíiS Chonutov, aby se naplnil smysl rozsáhlé práce všech, kteří se na ní podíleli. LITERATURA 1.

2.

3.

Neumann, P,: Ověření technologie výroby a vlastností heterogenních svarových spojů silnosténných parovodních trubek z ocelí tř. 15 126 a 17 134. Závěrečná práce postgraduálního studia, Bratislava 19B4 Neumann, P.: Ověření technologie výroby a vlastností heterogenních svarových spojů silnostěnných parovodních trubek z ocelí tř. 15 128 a 17 134. Sborník konference "Technologické postupy svařování v„energetice", Mariánské Lázně, 1986 Klepl, J. : Ověření technologie výroby a vlastností heterogenních spojů silnostěnných parovodních trubek z ocelí 15 128 a 17 134. Diplomová práce, ČVUT, Praha 1967

- 65 -

g>-.it_J£

\3 "

o a"

o c z l-». H . <

K ř 15-

p a o

M» H . EJ

O O

o oo •y

rr

C

o.

0 0 3

r o

O

f

"Z

ĽT 'J

? N

•D

O

ps.

z t

t

- 66 -

i

Z Obr. č. 2

i

k

5

G

7

8

Rozložení uhlíku ve svaru č. 3

- 67 -

3

5S0*C/5OOOW C50*C/5OO0h

Ing. Lydie Baráčková a Ing. Libor Novák ŠKODA k.p. - liVZÚ, Tylova 46 , 316 00 Plzeň Mi-IALOGÄAPICKi JAKOST VNITŘNÍCH POVRCHŮ PRSTENCS PRO 1 TLAKOVÉ IÍÁDOEY JADERNÝCH REAKTOR ? VVER Účinnou bariéru proti korozním vlivům prostředí JR VVER tvoří vrstva austenitické nerezavějící oceli navařené na nízkolegovanou Cr-ilo-V ocel TN. Jednou z mnoha podmínek pro spolehlivost provozu Tlí je bezdefektní svarové spojení obou materiálů, a proto se věnuje pozornost vnitřním povrchům dílu Tli určeným Í nevařování. Podle znalosti metalurgické jakosti těchto povrchů jsou potom upravovány parametry pro navařování, čímž lze ovlivnit výskyt podnávarových defektu. Jakost oceli lze posuzovat podle kritérií vyplývajících z metalurgické a kovářské technologie, tepelného zpracování, opracování a úpravv povrchu. Metalurgickou jakost povrchů určených k navarování lze hodnotit podle těchto kritérií: - chemické aložení oceli včetně obsahu Cu, Co, AI - obsah plynů, doprovodných a stopových prvků, t.j. S t P, 0, H, N, As, Sb, Sn - iníkrcóistota oceli atanoveaá metalograficky podle normy GOST 1778-70 nebo 1778-70S1 - kvantitativní hodnocení mikročiatoty metalograficky nebo chemickou fázovou analýzou, event, rtg - epektrální jnikroanalýzou - intenzita a rozaah sulfidických vycezenin podle Baumannových otisků - raikrostruktura oceli a její homogenita Tyto netody hodnocení a jejich kombinace byly využity k získání dále uvedených poznatků. Výkovky pro Tg VVER 440 a VYER 1000 v aouvisloeti a fchnojejich výroby Z oblastí nejméně příznivých pro navarování auatenitické vrstvy, t.j. z vnitřního povrchu u A-konce prstenců, byl pracovníky ZES náročným a pracným způsobem aestaven soubor celkem z 25 prstenců, u nichž bylo v UVZU provedeno hodnocení metalurgické jakosti. Z oceli 15CH2MPA bylo 13 vzorků, z oceli 13CH2MFA 3 vzorky a z oceli 15CH2NllřA 7 vzorků. Jednalo ae o výkovky pro II. - VI. TU, VIII. TU W E R 440, pro I. TU W E R 1000 a pro experimentální práce /I/. Uplatněné technologické varianty při výrobě testovaných výkovků se týkaly oáatranění stredové části ingotů o hmotnosti 135, 170 a 195 t. Púwodní technologie děrováni

- 68 -

plným trnem 0 730 mm od A-konce špalku byla poatupně optimalizována až na současnou graxi, t.j. děrování dutým trnem 0 900/0 565 mm od Z-konce špalku. Metalurgická jakost vnitřního povrchu prstenců a výskyt sulfidických vycezenin byl tak výrazně ovlivněn v tom smyslu, že V-vycezeniny se odstraňují úplně a A-vycezeniny z větší části. Jako další účinné technologické opatření je snižování tavbového obsahu síry a kyslíku v oceli. Optimalizace formátu ingotu a úprava odseků, které se mění podle typu výkovku, mají vliv nejen na rozsah sulfidických vycezenin, ale také na případný výskyt ultrazvukových indikací. Závěry z výše uvedeného souboru 25 taveb jsou následující: - chemické složení celého souboru bylo v předepsaném rozmezí, pouze obsah síry byl v několika případech mírně překročen a většinou byl při horní hranici podnikového předpisu 0,020 % S pro tekutou ocel. Maximální zjištěný obsah byl 0,026 % S, obsah fosforu byl y rozmezí 0,011 -0,017 % - sledované prvky Cu a Co byly zjištovány v nízkých obsazích, maximálně bylo nalezeno 0,09 % Cu a 0,010 % Co. Obdobně stopové prvky byly přítomny v množství max, 0,011 % As, 0,002 % Sb a 0,010 % Sn - obsah plynů byl na nízké úrovni při průměrném obsahu 55 p.pm 0 a 77 ppm H. V oceli 15CH22JMFA byl zjistován vyásí obsah kyslíku v rozmezí 80 - 110 ppm. Obsah vodíku se běžně nestanovuje - mikročistota oceli pro díly W E R 440 byla dobrá, oxidy odpovídaly stupni 1-2, sulfidy průměrné stupni 2.5 - kvantitativními metodami bylo stanoveno,- že v průměru 1,14%* povrchu tvoří vměstky. Ha 1 mm připadá cca 100 vměstků, z toho 95 % sulfidů a 5 % oxidů. Největší plošný (t.j. také objemový)5>podíl tvoří hrubé sulfidy o velikosti 1000 - 3 0 0 0 ^ n r , 95 % sulfidů a 85 % oxidů je však jemných - z oceli 15CH2MMPA pro díly W E R 1000 byla zjištěna horší oxidická čistota, v průměru odpovídala stupni 2,1. Pokud jde o sulfídické* vměstky, vykazuje tato ocel ve srovnání s ocelí 15CH2MFA naopak lepší výsledky - hrubší částic* jsou heterogenní oxysulfidické" vměstky o složení x(Mn?eCrV)S. y3iO,> nebo x(lfnFe)S. yAl2O? .z(Mn?e)0.vSi0;> . Jejich tnemické složení koliiá v širokém rozmezí. Komplexní sulfidy typu (MnPe)S obsahují cca 60 % fam. Ha, cca 35 % ha.S a zbytek ?«.0br. l-3,25Ox. Metalurgická jakost oceli 15CH2MFA z hrdel hrdlových prstencu IB VVÍŽH 440 a z referenčních dílů Předchozí výsledky byly v zásadě potvrzeny také v práci, která se týkala vzorku IV. - XIV. kompletu W E R 440 a jejich porovnání s pěti vzorky z experimentálních a referenčních dílů /2/. Těchto pět vzorku bylo z ocelí 15CH2OTÍPA, 10GI2MFA (výrobce VZKG Ostrava) a 3A 508 C1.3 (západní Jfi). Vyznačovaly se ve srovnání s ocelí 15CH2MFA podstatně nižším obsahem síry <• 0,010 % a fosforu •< 0,010 %•

- 69 -

Kvantitativní určení vměs triových částic prokázalo velmi dobrou mikročistotu všech vzorků, z nichž nejnižší hodnoty vykázaly oceli SA 508 C1.3 a 10GN2MFA. Sulfidické vycezeniny v testovaných místech hrdel zjištěny nebyly, le s jejich přítomností je nutné počítat, jak vyplyne z dalších výsledků. Přítomnost a rozsah sulfidick.ých vycezenin V místech vycezenin, které lze na vyleštěném povrchu indikovat i vizuálne, jsou parametry pro metalurgickou jakost oceli zhoršeny zejména ve stupni pro sulfidy, a to na stupen 3,5 - 4. Počet jemných i hrubých sulfidů je zvýšen, přičemž plošný podíl hrubých sulfidů, podstatne převyšuje podíl sulfidů jemných. Celkový plošný podíl sulfidů ve vycezenině je až 4x větší než je pr^nérná hodnota mimo vycezeninu. Obsah fosforu byl nalezen 2-3x větší než průměrný obsah v oceli. Také aíopovs prvky se vyskytují ve vyšších obsazích, např. maximální zjištěni kritérium P + Sb + Sn dosáhlo hodnoty až 0,047 /o (vyžaduje se 0,015 % ) . Změny chemického složení oceli v místě vycezeniny byly zjiátovány pomocí kvantometrické analýzy na ploše 0 5 tam. Bylo prokázáno zvýšení obsahu prvků Hn, P, S, Cr, Mo, Sb, As a Sn. Výsledky jsou uvedeny v tab. I. Obsah unlíitu přímo v místě vycezeniny nebyl zatíx spolehlivě stanoven. Z přeané vymezené polohy sulfidické vycezeniny lze vrtákem 0 3 mm odvrtat třísky do hloubky 3 mm a na přístroji LEffO provést stanovení obsahu síry. V současné době se tímto postupem dají získat směrodatné poznatky o složení oceli v metalurgicky nejméně jakostních místech (tab.I.). Rozsah sulfidických vycezenin na vnitřních površích prstenců je ovlivněn především těmito faktory: - formátem ingotu, velikostí hlavy a poměrem H/D - tavbovým obsahem síry - velikostí kovářských odseku před pěchováním, stupněm pěchování a velikostí špalku - rozměry dutého trnu a technologií děrování - % využití těla ingotu Pro výrobu dílů W E R 1000 byly jednotlivé postupy optimalizovány tak, že se dosáhlo výroby velmi jakostních prstenců. Rozsáhlý soubor Baumannových otisku ze středové části ingotu I 170 z oceli 15CH2NLSřAA(č. tavby 51711) poskytl názornou představu o rozložení síry v ingotu. Intenzita a rozsah A-vycezenin byl pří nízkém tavbovém obsahu 0,007 - 0,010 % S menší než u dříve testovaných ingotů I 135 a I 195. Pro děrování od Z-konce byl použit duty tra o rozměrech 0 900/ 0 565 mm, čímž byly středové Y-vycezeniny úplně odstraněny a nevyskytovaly se na vnitřním povrchu prstenců /3/« Podrobné hodnocení příslušného výkovku dolního hladkého prstence pro aktivní zónu J.TK VViSR 1000 prokázalo v«lmi dobrou metalurgickou jakost. Částí nevyděrováných A-vycezenin se však na vnitřním povrchu vyskytují, a to u váech

- 70 -

prstenců. li A-Konce je dobre patrná oblast se segregačními plochami přibližně eliptického tvaru celkem rovnoměrně rozloženými. Tato oblast představuje u výše uvedeného prstence cca 13 % od A-konce z cei>cvé výďky výkovku 2370 mm. Pro další středovou obl&sc vr.j. cřního povrchu jsou charakteristické protáhlé segreûce, jejichž ..élka může dosahovat až 200 mm. První a druha oblast vnitřního povrchu prstence odpovídá podle stupnici p>-,. _icůr. ocení Baumannových otisků stupni 3-4. Třetí oblřisú prs^ticky bez sulfidických vycezenin začíná v 50 - óO % výšky vnitřr.ího povrchu od A-konce. Jistý stupen asymetrie v rozložení vycezenin na protilehlých površích vzhledem k podélné ose výkovku souvisí s vyosením dutého trnu při aěrcvání špalku. Závěr Řada prací, v kterých jsme 3e zabývali metalurgickou jakostí ocelí pro Tlí Y7E?. 440 a W E R 1000 potvrdila, že ocel vyráběná v k.p. Skoda vykazuje velmi dobrou jakost a splňuje všechny požadované vlastnosti. Současně byl sledcván výskyt a rczsah sulfidických vycezenin, které jsou z hlediska navařování nebezpečné pro vznik podnávarových trhlin. Ze zákonitostí tuhnutí oceli v ingotech o velké hmotnosti vyplývá, že vzniku sulfidických vycezenin nelze zabránit, e proto i přes uplatněná technologická opatření se na vnitřním povrchu prstenců vyskytuji. Podmínky pro navařování auctenitické vrstvy je proto třeba přizpůsobit této "zhoršené" metalurgické jakosti povrchu v horní polovině prstenců směrem k A-konci. Literatura / I / 1. Baráčková, L. Novák: Charakteristika metalurgické jakosti vnitřních povrchů výkovků TN VVER 440 a W 3 R 1000 v souvislosti s technologií jejich výroby. „ , , Výzkumná zpráva TIZ 1360, k.p. Skoda Plzeň, UVZU, září 1985 / 2 / L. Baráčková, L. Novák, R. Kovařík: Charakteristika metalurgické jakosti oceli 15CH2MFA z hrdel hrdlových prstenců TN W E R 440 a z referenčních dílů. „ „ , , Výzkumná zpráva TIZ 855 I, k.p. Skoda PÍzen,UVZU, prosinec 1986 /3/ L. Baráčková, Ĺ. Novák, J. Indra: Metalurgická jakost výderku a výkovku z ingotu I 170 z oceli 15CH2BMFAA. „ „ , , Výzkumná zpráva TIZ 1377, k.p. Skoda Plzeň, UVZU, prosinec 1986

- 71 -

ji Obr. 1 ,

5KS

Obr. 2 .

> Í

Obr. 3*

- 72 -

Tab. I. Chemické aloženi oceli v místě vycezeniny a v jejím okolí {% hm.)

Hľ

M *>> >

s»

i*

i a> CMi U »cí•>a> -o tŕ 1—

P

S

Cr

Ni

Mo V

pozice

Mn S i

vycezenina

.67 .38

.028 .12*

2.99

.06 .105 .85 .39

.004 .015 .015

.007

.008

oblast mimo v.vcez. oblast z Akonce

.50 .34

.015 .021

2,74

.05 .09

.69 .}3

.002 .011 .010 .006

.009

.49 .33

.015 .026

2,74

.05

.0b

.67 .33

.002 .011 . 0 0 S . 0 0 1

.009

vycezenina

.84 .38

.015 .17+

2.17 1.53 . 1 0

.74 .12

.002 .008 .001;. o 00 6 .014

.54 .33

.008 .009

2.03 1.39 . 0 8

.60 .10

,002 .003 ,0J5

.64 .37

.022 .063

neat 1,42 .09

,7b

.12

.003 .009 .009

.010

.65 .38

.019 .062

nest 1.42 .09

.74 .12

.003 .008 .009 -.0.1

,010

.65 .38

.016 .073

nest 1.43

.75 nest

.003 .009 .009 £.01

.010

.58 .30

.007 .018

2.11 1.30 .08

.61 . 1 0

.001 .004 .003

.011

oblast mimo vycez. vycezenina -*.«průměrné chem.alož.

Cu

.09

+) Údaj je mimo kalibrační křivku;tzn. obsah 3 20,08 >ô

3b

As

Sn

Al

. o'-' 3

.01

Co ana-

lýza tomat rick

JE

ovek

Oo«l

t

.. 0 i 3

m •v

Í: 1

ř-( a > m

TJ V í O /M -t'

Ing. Peter 3 erna so v oký, V>.JĽ, •- !•>?. Viedimír MagulBjC.Sc, - Ing. Luboš -Vir^z, f ;,:f s - T.';g; V. •j'Ví.aír Štembera Výskumný ústav zvársčský , } ebruí r. V V Ľ . 71, 832 59 lava

V Í S K U ;Ä ZV A3 I T '-. ľ.1.":--.; VEJ rí

r

Bratis-

:••:•••.•/..-: -wi.-TOR N É H O P O V R C H U T L A K O -

.<_ '••• Aj< -F" . V;.;í:. ' 1 4 0

1 Predpoklade::

lín, ktorá SG vyj. 1 sahujúcich *•:> ve takých, k ton' <•-.. \ nýrai materiálmi,

o prs vy zváraním defektov typu trh-

r: 3 pod náverom, ale neza4 materiálu (ZM) , teda austenitickými prídav-

Použiti^ aus Lení tic-:ych prídavných materiálov predstavuje výhodu zvýšenej idoinosci proti preskavosti za studena i vyššiu húževnatosť svarového kovu (ZK) ako v prípade použitia nízkolegovanýcn prídavných materiálov._Ne druhej strane eustenitický ZK však znaa^.iá vyššiu úroveň zvyškových napätí (má vy<íCí koeficient tepelnej rozťažnosti), možnú náchylnosť r,o vznik hor^-ien cjhlín s obyčajne aj nižšiu pevnosť spojn. Pre " s+r-e-lna vej'n^" opravy sa preto používajú vyšši*?pevn.' &u<-. te. '.tick' p:-vie v.--é cateriély § vyšším obsahom ííi i íí'-> r.'-.pr. 'J ;•---39>/9* Toto elektrodu však možno použiť ••';. :;ci Z*.', lebo nie je odolná proti raedzikryštálovej korózii. Vygíí obseh Ni znamená tiež zúženie nepriaznivého sartenzitického pásu, ktorý vzniká v ZK pozdĺž hranice stavenia so ZVI.

ivtižovali metódu zvárania ROZ a evenPri opravára tuálne MIG. Vychádzali sme pritom z podmienok:, pri ktorých nemožno použiť p:edurev ani tepelné spracovanie opravených zvarových spojov. Pri štúdiu zvariteľnosti sme hlavnú pozornosť venovali: - skúmaniu vlastností prehriatej teplom ovplyvnenej oblasti (TOO) ocele 15Ch2MFA, t.j. overeniu jej húževnatosti a odolnosti proti studenej a likvsčnej praskavosti, - skúmaniu vlastností ZK doporučených austenitických prídavných materiálov, a to ich odolnosti proti kryštalizačnej a likvaín^j praekavosti. 2 . D i a g r a m r o z p a d u austenitu o c e l e 15Ch2MFA v p o d m i e n k a c h z"áranie Z tohoto diagramu možno predpovedať typ štruktúry v prehriatej TOO oprevy. Diagram bol zostrojený pomocou termickej anelýzy metódou "in situ" na platničkách rozmerov 130 x 30 x 10 mm, cez ktoré bol vedený^návar austenitickými elektródami. Termočlánky se umiestnovrli do predpokladanej prehriatej TOO. čas ochladzovania nedzi 800 a

- 74 -

500 °C ( Ato/c) sa volil menením merného tepelného příkonu zvárania Q. o / : ? Z obr. 1 vidieť, že štruktúra prehriatej TOO pri Časoch ochladzovania á tg/r •vlO s bude martenzitická. Pozri štruktúru tvorenú martenžitom a samo po pusteným martenzitotn pri £k t = 4 s (obr. 3) a pre porovnanie sorbitickú štruktúru východzieho stavu po kalení a popúšťaní na 650 °C (obr. 2 ) . Pri dlhších časoch ochladzovania ako 4 tg /= ^ I O štruktúra vzoriek pozostávala z martenzitu, samopopusteného martenzitu, z dolného a horného bainitu s vylúčenou M-A komponentou. Pri časoch dlhších ako ^ t f t //( A/ 20 s pribudol p aj proeutektoidný ferit. Reálne časy ochladzovania namerané pod skúšobnými návarmi austenitickými elektródami na stenu nádoby sú nasledovné : Q. /~kJ.cm_7 A % / 5 /Ta-7 6 5 9 6 12 8,5 Aj pri Q = 25 kJ.cnT čas ochladzovania ^ t g / 5 by bol iba A/11 s (vypočítaná hodnota). 3. Vplyv zváracieho cyklu prehriatej TOO na vrubovú húževnatosť ocele 15Ch2MFA Kritickou oblasťou opravného spoja je prehriata zóna TOO v dôsledku nárastu velkosti zrna a vzniku nepriaznivej štruktúry pri nemožnosti použitia predhrevu a žíhania po zverení. Vrubová húževnatosť tejto úzkej zóny sa dá výhodne zisťovať na vzorkách s nasimulovanými teplotnými cyklami na zariadení Thertnorestor-W. Teplotné cykly mali nasledujúce parametre: T = = 1350 oc a A t 8 / 5 = 10, 30, 60 a 120 s. TranzitnWBXkrivky simulovaných vzoriek a pre porovnanie aj základného materiálu sú zobrazené na obr. 4. Celkove možno povedať, že vrubová húževnatosť prehriatej TOO je značne nižôia ako ZM, a že s časom ochladzovania A to/c ešte mierne klesá. Je to zapríčinené najma' poklesom oBsahu saaopopusteného martenzitu a vzrastom obsahu horného bainitu. 4. Vplyv dvojnásobných zváracích cyklov na vrubovú' húževnatosť prehriatej TOO Overovali sme možnosť účinku druhého zváracieho cyklu na zjemnenie hrubozrnnej TOO prvej vrstvy a tým zvýSenia jej vrubovéj húževnatosti. Z toho dôvodu boli na vzorkách nasimulované teplotné cykly T m f t v = 1350 ° C / A t o / 5 = 10 s + T = 700 - 1100 a C / / A t 1 0 s# z 8/5 tranziWch Kriviek B B X na obr. 5 možno konštatovať, íovať, že aplikovaním 2. cyklu doSlo k čiastočnej regenerácii vrubové j húževnatosti 1. cyklom slcrehnutej TOO. Najviac sa to prejavilo pri cykle s T = 850 °C, kde pri teplote +20 C je vzrast nárazovej prlci až o 60 %. Účinok

- 75 -

teplotného cyklu s T = 700 °C, ktorá je pod teplotami prekryštalizácie, je nedostatočný. Druhým teplotným cyklom sa dosiahlo nesledujúce zjemnenie veľkosti zrna (dom ••• stredný priemer zrna): T

d max ST ^ " m m - 7 1350 °C 0,12 1350 °C + 700 °C 0,11 1350 °C + 850 °C 0,01 1350 °C + 1000 °C 0,025 1350 °C + 1100 °C 0,025 Veľkosť zrna v simulovanej TOO je v dobrom súhlase s polohou tranzitných kriviek. Podrobnejším štúdiom vplyvu druhého n8váracieho cyklu ne reálnych spojoch sa zaoberá príspevok autorov J. BoŠanský - J. Šinál.

5. Skúška náchylnosti ocele 15Ch2MFA na vznik studených trhlín Na hodnotenie náchylnosti skúšanej ocele 15Ch2MFA k studenej praskavosti sme použili metodiku Implant (podTa ČSN 05 1142). Cieľom bolo stanovenie kritického napätia vzniku studených trhlín pre podmienky zváranie I = 80 A, v = 12 cm/min a U = 22 V ( 5 ^ 8 , 8 kJ/cm) bez predhrevu elektródou E-395/9 priemeru 3,15 mm sušenou 100 °C/1 h + + 350 C/2 h. Výsledky meraní sú zosumarizované v tabuľke č. 1. Z nameraných hodnôt vyplýva, že skúšaná oceľ má pri daných podmienkach zvárania kritické napätie R ^ = 250 MPa. Z pomeru tohoto napätia k medzi klzu základného materiálu, t.j. Rrrp : R = 250 : 517 = 0,483 možno konštatovať, že skdšanaoceľ je náchylná na vznik studených trhlín. Charakteristický povrch studenej trhliny s prítomnosťou interkryštalických faziet dokumentuje obr. 6. Lom vznikol pri aplikovanom napätí 280 MPa. 6. Skúšky horúcej praskavosti Skúškam sme podrobili základný materiál 15Ch2MFA a doporučené austenitické prídavné materiály. Jednalo sa o ZK elektród EA-395/9 (typ Cr15Ni25Mo6N) a BA-400/10T (typ Cr18Ni12Mo2V). Kým elektróda EA-395/9 je určená na tzv. silovú výplň, elektróda EA-400/10T je krycia, odolná proti medzikryštálovej korózii. Okrem toho sa odskúšal aj ZK MIG drôtu C 442 (SvO7Cr25Ni13), určeného na medzivrstvu. Odolnosť ZM a ZK proti vzniku likvačných trhlín sa overovala skúškou imitácie zváracích cyklov na zariadení Thermorestor-W a odolnosť ZK proti vzniku kryštalizačných trhlín skúškami LTP-1-6/E, resp. LTP-1-6/MIG všetky podľa ČSN 05 1143* Pre hodnotenie prídavných materiálov sa pripravili čisté ZK tak, že sa na hrany platní h * 15, am z materiálu 17 247 navarila poduška skúšobnou elektrodou e vyrobili sa na tupo zvarence, takže os zvaru padla do stredu dĺžky skúšobných vzoriek.

- 76 -

Grafickým výsledkom skúšky likvečnej praskavosti sú vykreslené nebezpečné oblasti praskavosti (pozri príklad na obr. 7 ) . Hodnotí sa p pritom posuv týchto oblastí voči p ý k ý je j vyjadrený j d ý hodnotou tgoĹrr Ĺ tejplote solidu Ts , ktorý / mm/100 °C 7. Pri skúškach LTP-1-6 je to hodnote V, 7"~mm.s~_7, ?o je maximálna rýchlosť deformácie aplikovná v priebehu tuhnutia ZK, pri ktorej nevzniknú horúce trhliny na 4-och opakovaných vzorkách Tpozri príklad vyhodnotenia pre drôt C 442 na obr. 8 ) . Výsledky skúšok horúcej praskavosti sú zo sumárizovane v tab. 2. Takmer všetky výsledné hodnoty padli do 2. stupňa (tgodK = 0,6 - 1,6 mm/100 °C a V. = 0,033 - 0,1 nm.s"*), ktorý znamená čiastočnú náchylnosť. Z nich relatívne najlepšie vyšli ZM 15Ch2MFA a ZK EA - 400/10 T, ktorých ohodnotenie odolnosti proti likvačnej praskavosti sa blíži k hranici stupňa 1 (úplná odolnosť), resp. dosahuje odolnosť proti kryštalizačnej praskavosti (ZK EA - 400/1OT). Najhoršie vyšiel ZK EA - 395/9 v odolnosti proti likvačnej praskevosti, ktorý je zaradený až k hranici náchylnosti (stupeň j / .

Likvačné trhliny v ZK EA-395/9 sa šírili po hraniciach buniek liacej štruktúry (obr. 9 ) , ktoré sú obohatené o obsah Mo a Cr. (Pozri výsledok semikvantitatívnej mikroenalýzy SDAX: 2,05 % Si, 16,40 Mo, 20,60 Cr, 41,57 Fe a 19,38 Ni). Stopy natavenej eutektickej fázy obohatenej o Mo a Cr sa pozorovali aj na povrchu trhliny (obr. 10). Relatívne nepriaznivejšie ohodnotenie tohto zvarového kovu mohlo byť čiastočne ovplyvnené ej miestnym výskytom studených spojov medzi húsenicami névaru, ako to bolo spätne zistené. Nezhoršenú odolnosť potvrdili aj skúšky na reálnych spojoch. Čiastočná náchylnosť (stupeň 2) znamená iba takú náchylnosť, ktorú možno pri dodržaní určitých podmienok zvárania bežne eliminovať. 7. Záver Oceľ 15Ch2MFA vykazuje pri opravnom zváraní bez predhrevu náchylnosť na vznik studených trhlín. Táto náchylnosť je podporovaná výskytom nepriaznivej martenzitickej štruktúry (až do A toR // cp
Horúca praskávosť nebude limitujúcim faktorom zvariteľnosti ocele 15Ch2MFA a zvarových kovov prídavných materiálov EA-400/10T, C 442 i EA-395/9 pri dodržaní obvyklých predpísaných podmienok zvárania.

- 77 -

Tabuľku 1. Naměřen*' hodnoty češu do lomu pri skúške Implant. Aplikované nep.'itie

;; do lomu / min 7

4'jO A'j

400

1 4 60 70 100 be/, lomu bez lomu

i'X>

3?0 J6C 2ŕ>0

TnbuTicfl /. Výslp-iky sk^ř.ok norúcpj preskevostí

r' u

1 'jCh.'Mŕ'Á

Thermorestor W /ram M O D °C'' 14y 5 1,17

br !

ZVAROVY KOV E Á UXVIOT T m Q , ZVAR ~

CYKLU

13'trr

E E

4 NEBEZPEČNÁ OBLASÍ VZNIKU UKVAČNÝCH

í

TRHLÍN

'

^. "'11^:* s///s/.'/s.v. -/////////A:

-4 VO

u 1380

1360 1340 1320 1300 1280 1260

—

T

[oC]

V h • 0,09 *a.í Vd • 0,08 - " V » 0,075 " -

--0

.20 —

tO

TEPLOTA

-JO .40

SKÚŠANIA Q'C ]

Qbr.4 ,' hr.?

obr

7

V-.--V

Ing. Ján Bosenský, CSc. s Ing. Jozef Šinál VtJz, ul. Februárového viť. 71, 632 59 Bratislava OPTIMALIZEJIA ZVÁRACIA PHI OPRAVÍJH VNÚTORNÉHO POVRJHU ľlí JE W E H 440 Skúsenosti z inštalovanie e prevádzkovania JE tak v zahraničí ako aj u nás ukazujú, že sa na vnútorných povrchoch a vyhrôleniach reaktorov môžu vyskytovať defekty. •Týmito defektasi najčastejšie sú trhliny OJ5 V austenitických névaroch,alebo pod nimi. Môžu sa vyskytovať väčšinou trhliny za studena, alebo žíhecie. Ich výskyt pri výrobe mo..DO obmedziť optimalizáciou technológie neváranie austenitickej vrstvy. Podľa fy Framatoine zabránenie vzniku studených trhlín spočívalo v predhreve a dohrgve nielen pri naváraní prvých, ale aj posledných húseníc. Zíhacie trhliny sa napriek t os'i a©ž-j vyskytovat. Hoci faktory pôsobiace na vznik týchto trhlín sa poznajú, ich presný mechanizmus vzniku ešte nie je známy. V prípade výskytu trhlín v reaktore, sa podľa ich veľkosti a polohy rozhoduje o účelnosti ich opravy alebo ponechania v Qelôej prevádzke. Oprava trhlín zváraním je dôležitým technologickým procesora, ktorý vyžaduje nielen náročnú priDravú, ale ajj vývoj p , ý j vhodnej technologie. Medzi používané t d patria t i MIG, MIG ľlG a UAV metody V našich podmienkach sa zatiaľ najčastejšie používa ručné oblúkové zváranie obaleným elektrodami. Technológia ručného oblúkového zvárania sa vyvíjala na opravné zvary tak, aby zabezpeCovala optimálne vlastnosti hlavne v teplom ovplyvnenej oblsat} (TOO), ktorá je kritickou oblasťou všetkých používaných metod. Technológia opravy aa vyvíjala na oceli 15 Ch 2XFA, z ktorej sú vyrobené prvé reaktory v našich jadrových elektrárnách. Zveriteľnoať tahto materiálu, ktorý možno charakterizovať ako oceľ CrMoV, sa akúmala tak v imitovaných, ako aj reálnych podmienkach zvárania a je predmetom inaj pradnáiky tejto konferencie. Pri kratších časoch ochladzovania cedzi teplotami 600-500 0 ako 10s bola štruktúra prevažne martenzitické (v P00), so samopopusteným martenzitom a pri časoch ochladzovania dlhších ako 10a, aa okrem nartenzitu vyskytoval dolný a horný bainit, často s vylúčeným M-A komponentom* Polyédricky ferit sa začal vylučovať až pri časoch dlhších ako 20a. Zo štruktúrneho (aj fázového) rozboru vyplynulo, že skúoaná oceľ pri zváraní aéže byť náchylná na vznik studených trhlín* Preto sa prešetrila aj na vznik studených a iných typov trhlín. Optimalizácia opravy defektov zváraním ss skúmala v dvoch stseroch: , 1. Vyvíjala sa t zv. 1/2 húsenicovó metoda, ktorú, pôvodne použila fy fiiBOOOK. V práci ss popisuje ako metoda opravy

- 81 -

„zjenňijúcou" húsenicou, pretože zbrúsenie prvej navarenej vrstvy nezasahuje do ]/2, ale sa optimalizuje. 2. Zavídza sa aetóda redukovania šírky hrobozrnnej TOO znižovania zváracieho príkonu. 2ýut sa nielen zužuje hrubozrnnú IX>0, elc ej priemerná veľkosť pôvodného eusteniticé zrna. 1. Optimalizácie .. zjem/jovecieho" pod iákovacieho postupu zvsíranis Bližšie o princípoch a účinkoch zvárania týmto postupojednáva £ 1 _7. Vychádza 2 predpokladu, 2e zvarový spoj bude Eať v TOG"vybavujúce plastické vlastnosti aj v stave bez tepelného spracovania, ak sa v hrubozrnnej podhúsenicovej oblasti elininuje hrubozrnná oblasť transformečnýic prežíhaním í zjemnenia)í nasledujúcou húsenicou. Í-OĽÍ

Pri zjednodušenom postupe zváranie sa na 1. aj 2. vrstvu použili elektrody rovnakého priemeru. Výěka 1,vrstvy sa upravuje tak (brúsením, frézovaním}, aby TOO 2. vrstvy prekryla hnc-ozrnnú TOO 1. vrstvy s účinkom prekryštalizácie. Na skrátenie Čes'i úpravy sg používa nenší priemer elektródy 1. vrstvy v po rovnaní s 2. Uloho J je stanovenie takých podmienok zváran.e, a*/y v o1>oci; prípadoch dochádzalo k maxinj»ílneTx.u zjeinnerji J --o ,*?•;.J í.r ^tozrnnej časti ľOO prvej vrstvy. T»'e vývoj technológie opráv sa použili odporúčané elektródy i>-A 395/9. í*a ro7r;á plochu bloku z ocele 153h2MFA sa nevarile rVS"'- vrstva elektródo-í priemeru 0 2,5 nan. Prvá vrstva sa Ĺíkro 7,o<J aalva uhlo~» opracovala^ ľruha vrstva na šikoo opracoveruj vrstvu sa navarila elektródou priemeru 0 3,15 nun a to 1 K! vo vodorovnej poloi.e na zvislej stene ik2) alebo na zvislej stene zdola na í;or.(A4). Príkony jaaváranie sa menili v poloh^ Á2 O-J 6,C7 ifJ^n" do 9,0 kJ.cm" a v polohe A4 od 5,82 kJ en" Jo 7,35 k-j.c-j:" . r^ rezy týchto návarov sa hodnotili r;etalograXicky. Zisťovalo c© jrežíhiacie brubozrnnej K)0 1, éikaej vrstvy druhc i '/rssvo'j. ľakfco sa zistila optiicálna hrúbka 1.vrstvy vzhľaáod na perer.etre 2. vrstvy. Cptiaiálne hrúbka prvej vrstvy bola v rozreáíí J f 1,2 IXJ pre oba spôsoby zvárania v polohách A2 a A 4 . ý post ipora 9a z i s t i l i optimálne hrúbky prvych,vrstiev vytavených elektrodaoí 0 3,15 asi pří použití elektrod 0 4.0 es pre dr-jh«i vrstvu*.Príkon prvej vrstvy bol J 1,2 kJ. a dnjhejj 14,9 fcJ.ca" . Optimálna hrúbka 1. vrstvy po CQ " , p 25nm. opracovaní je v rozsahu 15 1,5 f f 2,5 Metalograficky sa zíafovalí zaeqy štruktúry a t i e ž mikrotvrdosť v ľOO i, vrstvy. PCvoflne hrabozrnoá Štruktúra £00 1, vrstvy s prier:eroaívelfko8to3i)zrEa 0,05 tm m isikrotvrdoaťou ^400 HV 0,02 sa po prežícaní 2. vratvon zjevmílm na 0,003fc VJ: B tralýci poklesoa tvrdosti na ** 360 HV 0,02. liarteoziticko- bainiticky c.narakter ôtriktáry sa takmer nezmenil.

1.1. Zjemnenie štruktúry Í'O'J prv\.:;h vrstiev v kruhovýcn vybraniach Kruhovými vybředali JC : \ J Í O V B I O odstránenie reálneho defekt J ako aj^podmiesk/ ,. *; '- ohrevy. Zvolili sa dve kombinácie elektród bez í^^-'/v ; n > ( vrstvy v polohe A2. Prvé kombinácia bolu elek'-rt . ; ",ŕ> a.:n v prvej * 0 3, 15 mm v druh f j vrstve pri rrísonoch 7,3 f b,0 kJ.cin" resp. 9 - 1 1 kJ.ccT bez predhrevu cê'.. ;i.i^:,:covoi teplotou mex.75'c. ODOC Druhé kombinácie elekt^ó^ ££-« & -^/^ ^ v ŕ i vrstvách s príkonmi 9 - 1 1 kJ.cn" . církt, TOO 1.vrstvy prvej kombinácie bola 1,1 am a 1. vrstvy drJhej kombinácie 1,5 mm. Ukladanie húseníc bolo rovrsciLerr* lez defektov typu trhlín. Metalografickou analýzou ss v j.-• >eo kombinácii zistilo 70 % a v drahej 40 % pretransformovanej 'jrubozrnuej TOO pod prvými vrstvami. 1.2. Zavareníe vybráni t vČ r; ľ v po lone A1 V tejto konfigurácii oprav ^hG tvarového spoja sa zavarili štyri kombinácie elektróč E opracovania^ Spoj ozn.BH vo vodorovnej polohe (í.oriior, .Int; p elektrodami 0 2,5# mm • 0 4,0 aa bez úpravy 1. VTF^SJ. S-rc0 ozn. AH s elektródami 0 3. 15 nun v oboch vrstvách t ápravcj 1. vrstvy na 0,9 » 1,2 ĽZJ. (Makro spoje AH je na ob~.1j Spoj'1 na zvislfj ?te;ie. Spoj ozn. AV sa vyvaril cl^kt rocciai ako spoj iifí. Spoj ozn.BV sa vyvaril elektrocaî 5/ r -'-J- s ,'ip-'"e"'rG'J ^« vrstvy no 0,9 7 t 1,2 Ľa. Haceraué hodnotj vrubový c .-„ h^^'.-vuetosti s j graficky na obr»2. Z obrázku vyplýva,že hori.zor/.říine spoje mejú relatívne vyáěiu vrabovu húževnatosť ako spr\,c> na zvislej stene. Tiež relativné vyššie hodnoty KV se naarerali v spojoch s upravenou prvou vrstvou. Vrubová húž«?vneto»ť s» aerela pri teplote -20 G, Metalografickou analýzou vratových telieaok sa zistilo, že ak koreň vr?ib"j bol v a'Jstenitickoiíi n^vare nárazový práca bola vyéšia (^200 J ) . Ak koreň vrubu bol umiestnený do hrubozrnnej P00, nárazové práca poklesla na hodnota ~ 5 0 J, 2. Oprava defektov redukovaníiu éírky hrubozrnnej J00 Návrh tejto metódy opravy vychádzal z predpokladu, že ak Šírka hrubo zrno e j 200 bude ižôia, alebo na tirovní šírky

plastickej oblastí pred vruboui, potom podstatne nezníži nárazovú préc 1 telieska. SalĚímí aepektami je väčšia objektivizácia a zvýšenie reprodukovateľnoatí metody pri menšej závislosti na subjektívnou] prístupe obsluhy, Wanesenlm tenkej neupravenej vrstvy sa aalěíe už nsvérajú vyššími príkonmi. Urobili sa dve série vzoriek označ. 1, 2, 3, resp. E. H, S, v ktorých sa zvárací príkon pohyboval v rozmedzí 11 - 27 kJ. .CB" • Pokusy ss opftť robili im oceli 15Cb2MřA s elektródami S-A 395/9.tóíkrotvrdosťv hrtibozrnnej TOO sa pohybovala v závislosti oň klesajúceho príkonu v roznedzí 465-505 HV 0.02 a v jenaiozrncej ?QQ oč 330
od 0,05& mm do 0,036 ma a bol8 v priemere menšia ako u základného materiálu, ktorý mal relatívne veľké zrno 0,072 mm. Závislosti vrubových húževnatostí od polohy vrubu pri teplote okolia oboch sérii charakterizujú obr. 3 a 4. Poloha vrubu vzhľadom k hranici natavenia sa zisťovala metaloSreficky pred prerazením vrubového telieska z oboch strán. deje vzdialenosť! so znamienkom + sú vo zvarovom kove a znamienkom - v teplom ovplyvnenej oblasti. Z obrázkov vyplýva, že nemeraná vrubová húževnatosť je relatívne vysoká a v sérii vzoriek E, H, S nepoklesla pod 160 J.cm . Detailnejšie sú výsledky z opráv v správe /"2_7. Literatúre C\ J Boôanskv, J. a kol.: Úvodná štúdia úlohy ev.č. 35640/210, VÚZ 19fe6 í 2 J Bošanský, J. a kol.: Záverečná sprava úlohy ev.č. 35640/210, VÚZ, 19&b

1

ÍTJ

i m jt?

Okr. 2.

E O

m

-ftlT'TMi-

AM, SV - tprmrm

U

M, AV - Bern ivntn

•• vfmm 0,9 mš l,t •• l.mtn

TCO

E

' HN

o

VZORKA 1

O

—,—

2

•

—.—

3

o

220

210

e>

200 • o 190

•

180

*,•

o •

170

160 •0.2

•0.1

0

-0.1

-0.2

-0.3

[mm] Ohr. 4

vplyv afcMtvAM/ fltkf

vsoriék t.

j,

j.

- 86 -

-Q4

«.

h»tmm vrubu oá tm

Ing.

Jozef

šiviál,

Výskumný ústav

Ing.

zváračský,

Peter

Eernasovský

Febr.

viť.

j\,

esc,

Jozef

832 sg

Nágel Bratislava

POZNATKY Z OPRAV CHŤB ZVÁRANTM BEZ PREDHREVU A TEPELNÉHO

SPRACOVANIA NA PLÁTOVANOU PLÁŠTI EXPLOATOVANÉHO TLAKOVÉHO REAKTORA

Pri údržbe energetických a chemických zariadení treba niekedy opravovať rôzne chyby a to aj za mimoriadnych podmienok a okolností, ktoré vylučujú možnosť uplatniť pri zváraní predhrev a tepelné spracovanie, hoci sa pre normálna výrobné podmienky zariadenia požadujú príslušnými predpismi a technickými pravidlami. Treba uviesť, že každé opravované miesto zváraním bez tepelného spracovania, samozrejme c e l i s t vé, má určitým spôsobom porušenú integritu vlastností materiálu. Bude to nielen miestom so zmenenými mechanickými a plastickými vlastnosťami, ale najmä miestom so zvýšenou hladinou vnútorných napätí. Preto každý prípad opravy zváraním treba starostlivo posúdiť, r. tomu treba mať k dispozícii podklady nielen o vlastnostiach opravných zvarov, ale aj znalosti o miere účinkov náhradných technologických opatrení, ktoré ie potrebné uplatniť za účelom získania celistvých opravnýcn spojov s primeranými vlastnosťami pre Salšiu prevádzku, obrátene tiež povedané, treba poznať aj prípustný rozsah opráv zváraním /bez predhrevu a tepelného spracovania/ s danými technologickými doplnkovými opatreniami, aby riziko znehodnotenia drahého resp. výrobne dôležitého zariadenia bolo minimálne. Niektoré zahraničné technické pravidlá na výrobu tlakových nádob, vrátane ffSN, takéto údaje obsahujú a v obmedzenom rozsahu opravy bsz tepelného spracovania pripúšťajú. Rozmanitosť prípadov v praxi si však vyžaduje stáls prehlbovať t i e t o poznatky. Opis vykonaných skúšok. V referáte opíšeme výsledky, ktoré sa získali z imitácie dvoch opráv zváraním bsz predhrev u a tepelného spracovania na vnútornom povrchu prevádzkovanej tlakové/ nádoby z vodíkuvzdornej nízko legovanej ocele typu 2,2sCr-lMo. Na skúšky sme mali k dispozícii sp plášť p hrubý ý I42 4 mm yý vyrezaný z reaktora yhyd k k l/ k t ý pracovall asii I3 I rokov k l t drokraku OsRlA/B, ktorý prii t teplote 450 C, tlaku I5.5 MPa s médiom oO až 03 %H_. Vnútorná časť plášťa bola vyplátovaná naváranim austenitzckou CrNi páskou /UTP 6B24IŔJ UP/. Tlaková nádoba sa po výrob* žíhala pri teplote 67Crc/ls h. chemické zloženie použitých materiálov uvádza tab. 1. Skúšobné opravy sa realizovali na samostatných kruhových dielcoch s 0 39O mm, v strede ktorých sa sústružsním vyhotovili vybrania napodobňujúce odstránenie "zhluku chýb". Ha prvom dislci s vybraním o priemere I35 mm sa dno situovalo tesne pod hranicu natavenia pôvodného plátu 3/'3 až 4 mm/. Celkový objem odstránmnéno kovu činil asi I45 cm - oprava A. Na dru-

- 87 -

Tabulka 1

Chemické 2 loženie poui i tých materiálov % C

MU

Si

hmotnost i

s

P

o,olo

POZM. Cr

Ni

2,62

0, 20

l.lS

IQ. 0

10 .6

0,01 0% 5,09

základný materiál

0.I7I 0,66 0,20

plát

0,02i

Ot8l

0,085

1,32 0,42 0,022 0, 0l8

U. 1

24 ,5

1.6

17. 9

.0

E-A

395/9

E-A 4OO/ĽÔT

OfO8

1/ údaj výrobcu

0, 035

0,89 0,02i 0.

0,4

olo

M0

7,0

iné -

oPu

2/ smerné zloženie

horn dielci s vybraním 0 180 mm sa dno situovalo pod hranicu pôvodného plátu až 28 mm. Celkový objem odstráneného materiálu tu bol asi 860 cm' - oprava B. účelom bolo vybrania zavariť bez predhrevu a tepelného spracovania pomocou týchto doplnkových technologických opatrení: QJ Použili sa dokonale vysušené obalené austenitické elektrody /eliminácia vplyvu vodíka v TOO/. b/ Zvarové plochy vybrania sa v oblasti základného nizholegovaného materiálu opatrili dvojvrstvovým poduškovacím postupom zvárania so zjemnovacím účinkom teplom ovplyvnenej oblasti /eliminácia hrubozrnnej zSny/. c/ vybrania sa vypĺňali v oblasti základného materiálu postupným uzatváraním objemu 2 kraja do stredu /obmedzenie zvyškových napätí/. Skúškami sa sledovali najmä tioto ciele t a/ Zistiť možnosť opráv chýb s ohľadom na veľkosť vybrania a získať mieru degradačných účinkov opravného postupu pomocou merania nárazovej práce /na telieskach odobratých ako pri "návarovej rázovej skúške/ a to t - pre prípad malej opravy, ke3 dno vybrania bude tesne za hranicou natavenia pôvodného austenitichého plátu, t.j. ešte v jeho pôvodnej teplom ovplyvnenej oblasti / oprava A/ - ore prípad veXkej opravy, keS dno vybrania bude situované hlbšie do základného nízkolegovaného materiálu /oprata B/. b/ Overiť dvojvrstvový poduškovací postup £2^ pxi plytkom a hlbokom vybraní. c/ Preskúmať celistvosť zväzového kovu elektród E-A 305/0 vo vzťahu k predchádzajúcim skúškam praskavosti za tepla vykonaných Metodikou LTP a Thermorestor w a vôbec overiť celistvosť opravného spoja. Obe vybrania sa zavárali ručne austenitickými obalenými elektródami v polohe na zvislej stene, čo by predstavovalo

- 88 -

1/ 1/ 1/ 2/

pôvodnú tlakovú, nádobu, orientovanú vertikálne. Oblasť základného materiálu sa vyvárala elektródami E-A 395/9, 0 3A5 "•"• Prvá poduškcvacia vrstva sa upravila sústružením na výšku 0,9 až 1,0 mm /*"'2 7'. Pri zváraní sa postupovalo tak, aby medzihúsenicová teplota bola 20 až 50 C/l. vrstva/ resp. max. 80 C /pri 2. a Halšich vrstvách/. Zváralo sa prevažne v polohe vodorovne/ na zvislej stene, len na Ťavom a pravom boku vybrania sa prechádzalo do polohy zdola nahor. Po vyvarení vybrania v časti základného materiálu /elektródy E-A 395/9/ sa povrch húseníc obrúsil a penetračne kontroloval. Na túto časť sa potom nav ár ala korSziivzdorná vrstva elektródami E-A 4OO/IOT, 0 3,l5 mm. Výsledky skúšok Celistvosť Pri oboch opravách /A, B/ sa po vyvarení vybrania v oblasti nízko legovaného základného materiálu /E-A 305/9/ nezistili penetračnou skúškou žiadne chyby typu trhlÍM. Preto su mohlo pristúpiť k zhotovovaniu korSziivzdorného návaru v oblasti plátu elektródami E-A 4OO/IO T. Na oprave "A" sa oblasť plátu navarila dvomi vrstvami. Pri kontrolách povrchu penetračnou skúškou sa neindikovali žiadne trhliny. Takto "opravený" dielec sa postúpil na podrobnejší prieskum vlastností opravného zvaru. Mechanicky sa rozrezal až po 72 hodinách od skončenia zvárania. Na oprave "E" vznikli pri nanášaní 1. vrstvy plotu dve trhliny, Ktorých priebeh dokumentuje obr. 1. Za v á trhlina / v zábruse/ sa spozorovala pred ukončovaním nanášania húseníc, t. j. v horne/ polovici plochy vybrania /asi 50 mm pod horným okrajom/. Jej dĺžka bola pôvodne asi 40 mm. Bol zámer už v tomto štádiu ju vybrúsiť a zavariť. Pri vybrusovaní sa však trhlina predlžovala, preto sa s jej opravou prestalo, dokončilo sa však naneseni e 1. vrstvy plátu a celý povrch vrstvy sa obrúsil. Voľným okom sa na povrchu nespozorovala Balšia trhlina. Až v nasledujúci den pred penet ročnou kontrolou /po asi I7 hodinách/ sa aj voľným okom dala pozorovať nová dlhá trhlina na pravej strane vybrania. Od 3aI5ieho zvárania vybrania sa preto upustilo. Celistvosť opráv ta overovala e5te aj na priečnych rezoch vyrezaných vzoriek a to penetračnou skúškou a na metalografických výbrusoch. Cez každý opravný zvar bolo 8 priečnych rezov. vzorky vyrezané z prvej opravy /A/ boli bez trhlín a to vo všetkých častiach spoja, t.j. vo zva rovom kove v oblasti

navarená troska /obr. 3/. vzorky vyrezané z druhej opravy / B / mali zvarové kovy celistvé, H O ako g* už spomenulo, na prechode oprmvného z varu pod plátom boli trhliny, odkiaľ ua tangenciálně Ifrflf cez plát a do základného materiálu do hĺbky asi 50 mm /obr. 3/.

- 89 -

Mikroštruktúrny rozbor Základný neovplyvnený MÍzkolegovaný materiál má Štruktúru tvorenú feritom a popusteným bainitom s vylúčenými precipitátmi M C. a MC s priemernou veľkosťou zrna d • m 0,0250 mm. Poanavarová oblasť austenitického plátu 78 charakterizovaná

veTfeým zrnom q d

• 0,0757 mm, vytvorením mar-

tenzitickej medzivrstvy a miestnym výskytom odvcřiličenéno pásu pri hranici na tavenia, y návarovom kove austenitického plátu sa vyskytuj e delta fevit /4,5 %/ a karbidická precipitácia a fearbonitridy. jv podhúsenicovej zSne oboch opravných zvarov sa dosiahlo zjemňovacieho účinku s priemernou Hodnotou veľkosti zrna d__« • 0,0148 mm. Meranie miferotvrdosti ukázalo špičku tvrdosti v oblasti hranice natavenia, čo súvisí s prítomnosťou martenzitickej medzivrstvy na rozhraní heterogénneho spoja. No pôvodnom nevyžíhanom návare plotu je táto vrstva popustená a dobre viditeľná', na opravnom zvare ju možno identifikovať tvrdosťou. Premeraním obsahu zvyškového vodíka systémom LEČO sa zistili nasledovné hodnoty: H3 /cm3/l00 g/

Miesto merania

í. meronte navar - plát

33,9

2. meranie 32,3

TOO pod plátom

2,3

2,5

TOO 4 mm pod plátom ZM - loo mm pod plátom

1.3 1,4

1,6 1,3

Uvedené hodnoty naznačujú, že k iniciácii trhlín pri oprave B mohlo dojať v hrubozrnnej oblasti plátu v časti, ktorá bola vyhriata pri navárani elektródami E-A 4OO/IOT nad teplotM A- . Jej zaustenitizovanie dalo možnosť difúziou nabrať voaíh z presýteného materiálu plátu, ktorý za prispenia vysokej úrovne vnútorných napätí vyvolal vznik trhlín. Porušenie flMsteniticfcéno plátu vykazuje znaky tvanskryštalického štiepneho lomu a porušenie podnávarovej oblasti má lom hrubozrnnf interkrystatický štiepny, čo je charakteristické pre vodíkový mechanizmus porušenia, v tejto časti bolo možné vidieť aj odlúpnuti e plátu od základného materiálu, ktoré nastalo zrejme prispením ťahových napätí vyvolaných opravou /B/. Rázové skúšky podnávarovej oblasti Korene vrubov pri "Návarovej" rázovej skúške ohybom sa situovali na dná oboch opráv a pod pôvodný plát plášťa. Namerané výsledky znázorňujú diagramy na obr. 4 a 5. z obr. vidieť, že z hľadiska nárazovej práce niet medzi opravou A a Vi podstatnejšieho rozdielu /+2O C/, pričom tieto hodnoty sú oproti výsledkom získaným na pôvodnom pláte priaznivejšie. Pri teplote skúšania +20 C sú však víetfey uvedené súbory m obr. 4 a 5 Mbofeo pod hodnotami vykázanými na základnom tna-

- 90 -

teriáli /lOO //. Vyhodnotenie výsledkov a záver Dôležitosť vredhrevu, dohrevu a tepelného spracovania pre prevádzkovú bezpečnosť váraných tlakových nádob je všeobecne známa £~3, 4 7. Mimoriadne okolnosti, ktoré by tieto operácie nedovoľovali realizovať, podstatne obmedzia rozsah možných opráv zváraním. Imitáciou opravy chýb zváraním na prevádzkovanom plášti tlakovej nádoby hydrokráku sa ukázalo, že použitím technologických opatrenífuvedený ch v predchádzajúcej časti tohto referátu,možno bez problémov celistvosti zhotoviť opravné zvary na strane austenitického plátu len na plytkýcfi3 vybraniach s celkovým objemom zvarového kovu max, I5O cm - oprava A. Pre daný prípad treba uviesť, že pri oprave B /asi 860 cm3/ sa pri zváraní vybrania v oblasti nízko legovaného materiálu /objem zvarového kovu pod plátom asi 700 cm3/ nespozorovali trhliny. Možno preto predpokladať, že uplatnením ďalšieho technologického opatrenia - odvodíkovania plátu - by sa oprava "B" z hľadiska celistvosti skončila úspešne. S ohľadom na nižší celkový koeficient difúzie vodíka v austenitických materiáloch než feritických £"4 7, bolo by potrebné pre účinnej ši e odvodí kováni e ohrevom voTiť pomeru vysoké teploty /nad 5OO C/. Požiadavka na tak vysoký ohrev bola však v rozpore s pôvodnými podmienkami zvárania a to bol dôvod, prečo sa pred imitáciou opravy nerealizovalo odvodíkovanie. v praktickej aplikácii treba však takúto možnosť využiť. Určitá rezerva istoty zaistenia úspešnosti opravy vyplýva ešte z použitia kaskádového postupu zvárania /vo vybraní/ a to za účelom výraznejšieho zníženia nepriaznivého účinku zvyškových napätí. Celkove z vykonaných skúšok možno konštatovať t a/ Potvrdila sa vhodnosť použitej metódy dvojvrstvového poduškovania zvarových plôch pre dosiahnutie zjemnenia podhúsenicovej zóny opravného zv aru a tým aj zlepšenia jej vrubov ej húževnatosti. b/ Zistená celistvosť opravných zvarových kovov elefctrSd E-A 305/9 upresnila výsledky laboratórnych skúšok horúcej praskavosti, ktoré konstatovali iba "čiastočnú" náchylnosť £~ljf, lebo pri uplatnenom technologickom postupe zvárania sa Tiskali v oboch prípadoch /A,B/ zvarové kovy bez týchto trhlín. c/ Na prevádzkované/ tlakovej nádobe hydrokrafeu možno opravovať austenitichými elektródami s dvojvrstvovým poduskovacím3 postupom /bez predhrevu/ len plytké vybrania /do I5O cm , vrátane plátu/. Pri väčšom rozsahu opráv treba pred opravou zabezpečiť odvodíkovanie austenitického plášťa a voliť postupy pre minimalizovanie zvyškových napätí. d/ Pri limitovaní veľkosti opravy zváraním /htbkm., T or t namvn ach

im

Použitá Bošanský, ]. , a kol. : Výskum zvariteľnosti a optimalizácia zvárania pri opravách vnútorného povrcřtvt TN JE WER 44O. Záverečná správa VŮZ, Bratislava, I988 Sinal, ]., Magula, V., VrbeMsfeý, }., Sečka, J.t ůčinok ithace] húsenice pri dvojvrstvovom voduštzovacom postupe zvárania. Zváračské správy - Welding News 1987, č. 3, s. 40 / VŮZ, Bratislava/ Libra, O., Soukup, K. t Podmínky pro zamezení vzniku vodíkom indukovaných trhlín ve svarových spojích. Zváranie 35, Ig86, č.5, s. I35 Dolby, R. E.; Heat-treatment aspects of joining structural and pressure-'Vessel s t e e l s . Zborník prednášok Heat-treatment aspects of metal-joining processes. The iron and Steel Institute, Londýn, I077, s. I3

Text pod obrázky Obr. 1 Situovanie trhlin na povrchu dielca s opravou "B" /h m 28

mm/

Obr. 2 Makrosnímka kolmého výrezu z opravy A / h • 3 mm/ Obr. 3 Makrosnímka kolmého výrezu z opravy B /h « 28 mm/ Obr. 4 Teplotná závislosť nárazovej práce nameranej na vrubových telieskach odobratých z podnávarovej oblasti opravných zvarov A - oprava s hTbkou vybrania h • 3,0 mm E - Oprava s hTbkou vybrania h • 28 mm Obr. 5 Teplotná závislosť nárazovej práce nameranej na vrubových telieskach odobratých z podnávarovej oblasti plátu AP - koreň vrubu na styku húseníc páskovej elektródy AS - koreň vrubu 12 mm od styku húseníc

Obr. 1 ,

Obr* 3»

o

obr* 4*

80

• AS

AP0---0

r ^ A'-

60

12

ZM/

7f 20

-20

obr. 5 .

0

20

60

LJ«

^

'-.(•--

.•-....._.,

—

-^--, . »

.... c : - .

:. X

- !:•;;. "u i] ľ Jr.m\c, C>Jc. - L v > ;ni.

:

T

~i*Q vzniku stuôr.ých rerjpo/. '\;.vc z^rz^Cr.^ci. '. :\-"' i::, r.:'-:*' .cp! '3 'r.ích š í p c í c h t r h 1 ir. / ' . , P/ c- v ..;e2::ích r\." írccech i ľ::,

' ~ ' r* I"

••'^CT>I('Í

r'i "ť " "*" o

• "í "f i / p

i

-*í "•'•pí'

•^

' ^ r i v ^ n ' V ^

"p;."

1

•'

/

' /

*• ^ .** V* *^ •• - '

1

"o:::;vér- r o z - . r o z í od p->k". e c u t e p J ' J . i v a r e r . c & p JI": ^ . ' " - P ^ ' : ' ' J :;skor: .-eui " i ' v n i . a z e j e n o ^ i t - o v u (_-r-0 ť ; v r ^ : ; c : lepe.•..•"...! " ::"ruc.iv::.:-.?. : : c D v., e z e n i v n u t : . . J ľ o >'y _"••.;:• e m v z n i k u z9C-..'.3 -.e: o..J e : :i:.:o j i n c f l ů l e l i i ;.••' o p ' i:-;a' 1 i : : : ; c o ; c - p l o t y :.• .i o " ; ; ďiV.'-cvv, - c z i ' o - e r ; ; č i i í t e p l o t y r. r:- T ch1 o s ' : i n r l ' ^ s v u v n r v n í Váz i ^ o - o l r . - ' V :• -:-r"

,/

_'

"".7

V

1,, . I,,

-.T

i - i

ŕ-(>-.

\ j y

'

"

' J , '

i

I . X c p ^ . UU

•' n

:

r-,

-

,

*

'

„

.

"

'

°

" i > i

f "-" "* —

Dr JV / L" , 20C?'- 30C :x: 2 i i í z ľ í g ^ ::'celi reol.ÍĽOvc;i;-'ch ručnír.! 3-.lou::;)vv:.; (RO.'ľ). r-u.onc'ricl:;'..: ;.•. l u v i ^ l e r . (AT^) c e l o l r t r o s t r u s k r v y : ; : (Aľío) s v : " r v ' - . í n Í j e v ; - : ' - von nížOľ iir: n i n i r . i ú i n í v;'5i -.lezioyerr.črií + ey"iot;-. 1

1.'".. ľ.oLDáil'č- n t a n o v e n í niezior.ere^ní !:c"Iot:,'

svr.ľ-encc

j.Ietor'iV;; /}/ se o^.írá J e n e r g e t i c k é p3clr.x-ik;r n o s t c % i : ž " „ v„'cho2Íhc rle.."e".;Lu zavedené Tonovou nechcnik.û. 7 p.ľ-íi-nc'o p v r i b o n í pouze p o l e zbytkové s v á ř e č s k o n r p j a t o s i i ( c e z vn5j3Í:.o Ľ c t í ^ o n í ) j e podr.ínka n e s t a b i l i t y rleľektu ui-ceriĽ - e v z t a h u ••'"onortiie: X, *

u

X vy

= J

X~-

t i ,.

0-T,, v jvíi:;;::" elsstickcSh-.-- a J j C v prípt'-e elastickD-plcclic••:•'•: J chování telese s defo v te~ jsľru teplotné závislé !:ateri^\ která relaxuje pvi rozbehu trhliny. ICJ.O

L=l,.-— I

: 7 je

4

(2)

rol^;:ov:raý objen:

2

l f

jo specifická clnatická Kkur-iul ovsna energie, UL, .)otí pole zoytkové napj.itosli. Dólkfj oblasti tskovúho r:Gi.idh;íní ^vyhovujícíh' vztehu (;^ :.!u ;í nit roznor cca trojnásobr.5 votJÍ než je kritická c.-Ji: : Lv.i~;iny / 4 / . Teplo č n inicince sr r.'.ovol::óho kľ-ehkeko porušení ;-v -r-o'icc Ti je určeno bode:.: slV-eva teplotné závisle G - c resp. J- , o h o l o t o u L - viz obr. 3 . lvi Ľ-t o tep.oto ê kr±txc.::\ - 99 -

voli/. o 3 ' „ LC-O':TU (C ) :

-

n

_...Q

-

Ů

T J

_-__ I.C

1

k' o ^ je :^rr:!-e:r vyjadřující tvcr defektu, kter;' pro povrc'rrv:u ;o: D C M ; : Í P > : U v r clu volíce Q - 2,3 /^/. 4 r-vrlec ^cp"io y .^vei'-encc poc ľi a existence ';e/ektu k r i : Lickv J :-zzv. 'r\J., jsou nezbytné podmínky pro vznik samo1 volMt'l.-. krehi.-.'k'; ^ :• ručení, V reílném svařenci je nutné existenci Cr, /•'„:-• ric. ;.p:'klcí žat. Pro zajištění výrobní jistoty je r.ezi1 1 •.;perä ŕní '.ep" : .2 svii'ence (Tn) vjpy volena s určitou rezervou 7 p J r o v ;.:•'n í s ľ i. ^. C J:-:Mori;.;onl-'lní jro^rar. metod zkoušení : -.:-pe:"i:::on:ú] :ÍÍ projren byl realizován ne zk'všsbních < esJ

' '

í*

'^

• "* f • •;

•>*(••}/">'

i

.

'

V1

J *1

i

í ' * ' / " '

'5V.'''"1"'1)!

^^

(

*•'

t

1

**

vyk'ľ'. :I.Í;'C:: :: r.í^;;?'; c j j v c n i Cr - M - M o - V oce' i ? cVe--.ickc'..: s l o \ ••v.í ••'. o ''_•". .., û2'..ech - -"ných ne p e v n o s t n í '..'.r.:'.ir.u :." e Zk-.;je::r;í .'csky "-y'i y cvr/eny i í 3.'.- - e::perii..er. „ o^ne3. . í l , .'•'ľ^ - c;-'.peri"ner". :^::&c, ri'1 a J.J.^ - ercperir.e/.t o:':i£~. ľli. Zákle: ,ií „echno"! o^tick,' o s t r u k t r u r n í c h a r a k t e r i s t i k y j " . - " . ; v t a b . 1. loV.'-'-er.í ; o v re 'nových zbytkových n a p ě t í bylo provedeno ne! .-•:-o\! j - v r ; . ' ' n í kruhová drážky 0 30/43 nic co t i . 21 mui a t e n sorr.ctrický'': ::•;.::.íře:iíni Oefor'-.ncí vznik-ébo sloupku.

j.'!.n

:j i:'.-.:;. ickc lor.-ovc h o u ž e v n a t o s t i byly or svedeny nn ;. o l o s e c h t^pu A/25 ČCIľ ŕ- i: U 3 4 7 s vytvoľ-er.ru únevovou i - ."• u v S T Í " " f.u z CLČľ 420'••'7. "..^J'S'ií ~omov-í } 3 v " t v a t OÍrľ t i

ŕ e ; ' . u:..j^ňujícíc';; s t a n o v i t t o p l o t u Th " ř e d s t r-.-"; j í c í r o z ~ e z í .".GĽÍ. .. ,'C: .:JU C. ;.ra2".:ou m i c i c c i J. onu Ó T'^J p..-'--^1: . c v u j i c i h r a •lici r. ; t^-OTĽi " ir.e-'rní ei.fistické lomové niecha.iiky,

^.;".

/;;Ľ"-?uk.v zkoušek a jejich diskuse Topeln" r!uľorr."ační účinek procesu uzkonezer •>v-5'r:o svci'-o: vúní -.-o.-", tavili or. - ľ'i 2 elektrostruskového svc:"ovdr.í - S "J

(V.z) TPO - G,G>5 ;-.i (T1) a C,65 mm ( S I ) . V k r i t i c k é hz TI a Ri se nech.izí jeruiosriLná r . 2 r t e n z i t i c k á s t r u k t u r a , " , - í pa^f í';rubozrnnd nor t enzi t i c k o - b s i n i t i c k á s t r u k t u r a a u r č i t ý n nnožstvír.; feri'-u. Ve svevových kovech (3:0 ?1 a R1 t r a n s ľ o r n u j í Je:n:ai ja-:\- ^ri.c naiv.enîticky, v ^1 pek hrurá ganie zrnc trc-nsfor~u^í ;.;ni" c:!izi; icko-'-Qiiiiticky, Tyto k r i t i c k é s t r u k t u r y se v přír-eJ.-l ;•'] .iocir'^cjí ve ion',; ob j e r u Sil s hz. V případe TI 3 ?J se l;."i-' Leká o t r).": i. urn r.nciiásí v 70^. objemu (6G^ brubofrrrj^á strr.k! 1 t,ur°, iť<," i c í ,^' -Uicturs) a cca 3Cf' ob jenu SK je p ' s n o r - a l i L o.:•«; c h vc:'i:iil Uochízí ke zpevnřr.í CKaCOO v j-orovrrírí írí -'-::-ve"í !; - f-C'. Ú c c . 3 \ Význcuió ^rozfíly jeou -f, r o; "'o:;o-:'. ova:".c:j ..osunev1 : :'q-.:-:i v:;í : c " oty vru" "'-.-':-' " o k - i - . ' r i u '' S J . o..." ( ' w \ V j " í : •*•%

- 100 -

- •-

-

• J 1. .

_/ over,

' Í

-• *

. •- [

• •-

1

*

- -

•

--\

»

. i i *

*-

- -

fp

' * *

n *"" ^

'

O'

• •

*

v. - c

'

o c.. r

"•' n ž'

c o c e l í C-- - ..o -

(•>'.,

u

•* ( ^ * ^ * ^ »•• - i

1

C* '

s

*

o.-.c-.;:]

/ " / ^c

••* •

y. '. „'C: : . " ' c :

í" j'l rv^D v : r : ' Cr - ľľi - ľ.To - 7 oceľ i ,

:

: o - ' i c L _T:.:DV' ?. ?;;~ew:£

ľn: ľľ'i "".''JULÍÍ'Í r u ' í n í h o s v c ľ o v á n í o'velev.jv.i c"! clrtiocl&ni c f u . or.'; ::LC >,': o ?vr_-DVii:'.i pou t u v i u 1 e ľ j e ^:~ = ~ ^ C - :•:•! p?i'.ľ:i í ol e l : t r o s t r u s ; c o y ' h 3 s v s ľ o v á r . í ê ľ':.; - ~'
-

1:1 ; o r a J . U-ĽĽ / 1 / / " / / 3 /

/ í /

Hi^l.""ľ-..:, I . : A~ ľc ? r e : i 3 : s v £ i 1 S'TS JÎLOTJ:;, V, - VACLAV, J . : .TÍITT, Prei-.r ISB^ ľ J ' l Ľ . , J . : ; n i v d e ľ s k ^ i r x kí-ehkó psrušo.-.í e T e ' r t ^ o Etrufj'.iové'r" é s v:: rov é L o s y ^ j e půsorc-iií ůí 2„yiľ;ov-'-ch ynv.ví. ľv-úrc-r.ie, i S , "^570 6 =..-V;;;l,' K! i 7ÚZ Droiis'i evs /i9C VO: nog:-

rii.l 1

- 101 -

Základni technologické a strukturní charakteristiky experiment, svaří;

I

š íŕkv

i j

základní strukturní charakteristiky

Označení experimentu.

Tab.

» o "o. "a

TV

ATS

1,3

43

2,6

0,4

0,067

418

0,055 380

R1

ROS

1,6

60

3,2

0,5

0,067

320

0,067 365

El

AES 18.3

53

43

9.0

0,87

320

0,65 i 340

•g. I N

> tn

SK

TOO

SK

"z

[mrn]

TOO

HVM Ľ [mm] HVM

Obr.č,2 Podíl strukturních stavů v části průběžné partia ATS exp. označení T1 štruktúre ; hrubozrnná [B,B2J jemnozrnná {E] precipitačně r rvj-t vytvrzená'--'

o ro

Kořenová partie a část prů běžné partie ATS eaqp.ozR. f1 Lept • luč. královská skutečná velikost Tab. 2

Místo zk.

Chemické

složení v hmotn. % základního materiálu (SM) a svarových kovů (SK) Gu 0 * 06

fóSb fSn 0,57 0 ,09 0 ,007 0 , 007 0,001 0,002 0,67 G , 0 1 0 ,007 0,56 0 , 0 1 0 ,012 0,57 0 s 1 0 0 ,007

0,15 Of 44

0,24 0 ,010

0 ,008

2 .05

SK - T1

0,06 1 # 16

0 ,008

1 ,46

1 t 26

0 •0 8

3K - R1

0,07 0 t 85 0,14 0 t 55

0,32 0 ,010 0,40 0 ,010 0,20 0 ,011

,004 0 ,003

1 ,54

1 14 30

0 t 07

ZM : Cr-M-Mo-V

SK - E1

%3i

%s

%Iíi 1 . 22

%

%S

0

%Qr

2 ,09

0 » 06

%}&o

%Y

%Co

o, 0 0 8 o, 0 0 4 o, 0 0 6

0,001 0,007 0,001 0,002: 0,001 o,OG3;

- 103 -

Tab. 3. Mechanické vXae&nosti, charakteristické přechodové teploty, akumulovaná energie, kritická velikoat defektu tepelně nespracovaných, svařenou L -Ti Cc Misko fy 0,1 Rm A Z kcv Ttco [Mfh] t.°C] Í'CI m] e. [%1 l%] 1°CJ ľcl SJ<

TOO

R4 E4 ZM

66

~Í2S

20 G1

99 -31

S09

Sk TOO G50

m

ls

J/9

-*

í—

-69

£O3 915 *5 G24 722 %

^3

53>

9

ft

-60

^52o +5A0

6,1 ((-^00

?

-h>

<-too

-'0 •

855 99? '6 TOO

J-y, \WJĽ

-J?

-bi wio

J#Ô

%e

r

-w &

3,6

(-fôO

-foo 25o * e//e. é»ŕ. 49 Jcm'z <-So -32. \2fô -2o J

-i—

• -zoo\ i

PEŠKA

£1

_.

DESKA R1

Obr. 4# Piřůběhy sbytkových napěti ve svarovém s p o j i

- 104 -

-act é"

lna.

Jana Skálová,

CSc a

ÍK:$«.

řřwísfolř Kov&Mk, C3 3

Plzeň, Nejedlého sady t*, Plz^ň

STUDIUM STABILITY PŘI SVAŘOVÁNÍ

T^FÍLMI

OVLIVNĚNĚ

OBLASTI

OCELI 17 247

Problematics austenitichých ocelí s© v pes lední době věnuje zvýšená pozornost s ókl&dem na nutnost zaiištění ekonomických parametrů výroby a zpracování* nedílnou součástí této problematiky j® sledování strukturních změn, které mohou být příčinbn usSádanaích jevů jak při zpracování, tak i při provozním n Si i í * Ve struktuře austenitiekýck CrWí ocelí se v&dle karbidů legujících prvků nachází určité množství feritu & , který do značné míry ovlivňuj & jak mQchaziicke a technologické vlastnosti, tak i vlastnosti fyzikální a korozně chemicko, Z hlediska ovlivušní svařitelnosti se sleduje zejména působeni ferítické fáa© na náchylnost ke vzniku trhlin za Morfea, Mechanismu tvorby S1 feritu a léko vlivu na vlastnosti je věnována řade prací* U &vář@n%ck aus t múzických ocelí je mechanismus tvorby i&vittGké fáze závislý na fázových poměrech v soustavě Pe-Cr-Ni při @hř»vu oceli. 2 diagramu na obr, t j& zřejmé, ž@ se oblast stability feritu s klesající teplotou zmenšuje,, Zpětná transformace na axsterit je pfi ochlazování závislá na kinetice difúzních dějů, které ttdí tuto přeměnu. Velký výzwm má vliv feritotvorných prvku, resp. poměr Cr/Nl. Možnost vzniku & feritM je tedy ovlivněna také existencí chmaicky nehomogenních oblastí materiálu. Existuji-li místní rosdíly v Koncentraci feritotvorných prvku, snižuje se volná entalpie raritu v técHto oblastech a ferit se blíží svému stabilnímu stavu. Ferit & mule vznikat jen za vysokých teplot, kdy se aktivity prvku snižují. Po delSi prodlorě na teploto dochází však k homogenizaci tuhého roztoku, čímž zaniknou podmínky pro existenci stabilního feritu ď , který začne transformovat zpět na austenit. Tyto skutečnosti byly potvrzeny experimentálne např, u oceli At si 321 lobr. 2,3) /+/. Pokud dojde k ochlazeni oceli dříve, n&S se aust@nit zcela homogenizuje, zůstane 0' ferit ve struktuře zachován, Z podmínek vzniku feritu S vyplývá, že při svařováni, kdy se mění prAbšh rychlosti ochlazováni, může docházet ke změně množství S1 feritu ve svarovém kovu a v tepelně ovlivněné oblasti, v souvislosti s hodnocením syařitelnosti austenitických ocelí je třeba rozlišovat priraarwí ferft a , vznikající pfi krystalizaci taveniny, a ferit sekundární, který je

- 1

výsledkem í r cms formace #*-*• £ v tuhém stavu. Příznivé účinky omezeného množství primárního £ ferit M na svařitelnost jsou dostatečně známy. Z hlediska V Z Í V K na vznik trhlin za horka napomáhá ferit k rovnoměrnému rozdělení síry a fosforu. Jeho útvary narušuji strukturní homogenitu svarového kovu a působí tak foko překážky při Síření trhlin. Byl popsán také efekt působeni feritu Jako výsledek sníženi mezikrystatové energie rozhraní
- 106

-

kým rozborom doplneným o asagnetometrické stanovaní podílu feritickô fáz® bylo zjtftlěno., že^ktátkodchp ©hř©v po dobu Q 15 min, na teploty nOO C a xiso'c vyvolá zvýšení obsahy, feritu o1 . Pro ověření kinetických faktoru přeměny byly dále sledovány strukturní směny při různých prodl érách na teplotě žíhání. Na základě pQsvmtkň z předchozí etapy zkoušek /8/ s& provádělo fikáni při ÍZOO°C a 12OO C při prodlevách od s do 2C minut s následným 1 ochlazením na vzduchu* z j iš t (iné 'ŕm@$Btv>í f@titn í p© Žíhaní je pro všechny zkoušeno pfípady souítrtmě uvendsno v tabulce č. B, v souladu s dřívějšími poznatky fxi/ došlo při žíhání za teplot pod 11OO C fe® &ntž@ní amožství farilické fáze, cot je dúsledkem transformace primárního feritu na austenit. Z výsledku je zftsjnů, že při teplotách 11OO C a vyšších dochází ke zvýšení p&dílu (eritické íáze v závislosti na době žíhání. V to^íto příp&dě j& %-vý$®nt způsobeno vznikem sekundárního ó í@vitu transformací podis fázových pondrú v souladu s día0Túmmi na úhx& i» Množství f eritické fáze kulminuie pfi okresu, na ixOOCpo ám mimziách, při teplotě 12OO C po 5 minutáche D@l§í prodl&vy na teplotě vedou ke zpětné iranBÍotm&,ei S > .f a 2. Zjiišiování nachyInost i ke vzniku kryštalizační ch trh-

Tiíí

Svařitehiost aastenitiekfch ocelí s© hodnotí mj. na základě kvitúria náchylnosti k praskavosti za horka při svařování. V rámci experimentálního programu bylo pro hodnoceni svaříteZnost i resp. náchylnosti ke vzniku trhlin za horka krystalizaôniho typu sledované oceli 17 247 použito zkoušky DA die ČSN 05 1143, Tato zkouška se osvědčila při praktických aplikacích ve výrobních podmínkách jak u ocelí, kdo může být ve svarovém kovu přítomen ferit, tak i u ocelí s homogenní austenitickou strukturou /i/. Zkouška byla provedena na vzorku o rozttérech 80x35x5 mm, postup odpovídal ustanovení či, 26 ČSN 05 1243. Materiál vzorku ve výchozím stavu byl nataven elektrickým obloukem v ochranné atmosféře argonu v poloze vodorovné shora* Bylo použito wolframové elektrody 0 3 mm při svařovacím proudu 16O A, dráze hořáku 25 nm, čase noření oblouku 4,9sa délce oblouku 2 M M . Průtok argonu při zkoušce byl iO I,min" • Nataveny byly 3 housenky/ před natavenim každé další housenky by 1 zkuSební vzorek volné na vzduchu zcela ochlazen, Zatavené housenky byly prohlédnuty pod binokulárním mikroskopem při zvětšeni 32X, Nebyly zjištěny žádno podélné ani příčné trhliny. Dle či. 42 ČSN 05 1143 je odolnost zkoušeného materiálu proti praskť?vosti za tepte při svařování v I. stupni. To znamená, že zkoušená ocel 17 247 je odolná proti trhlinám za horka. Po provedení zkoušky DA byl na příčném řezu zkuSebnim vzorkem měřen obsah feritu <° pomoci feritometru FÔRSTER. Bylo zjištěno, že následkem ovlivnění tepelným

- 107 -

Cyklem svařování došlo ke změně v obsahu feritu d . Zatímco v základním materiálu bylo množství S feritu pod hranicí citlivosti použitého měřícího přístroje, v tepelně ovlivněná oblasti bylo naměřeno 0,9% feritu a v přetaveném kovu v místě svaru 1,5% feritu, 3. Hodnocení reálného svarového spoje Pro možnost porovnání výsledků zkoušky DA s reálným svarovým spojem byl na desce o rozměrech 140x140x20 mm ze stejného materiálu jako při zkoušce DA proveden návar metodou wiq . ByZo použito přídavného svařovacího drátu 2 materiálu Sv 04ch 19N1U3 o 0 2 «m, svařovací proud byl 12O A. Výsledky této zkoušky v zásadě odpovídali výsledkům získaným při zkoušce DA. Vizuálně ani kapilární metodou barevných indikací nebyly ve svarovém spoji zjištěny trhliny. Při měření obsahu feritu c? na příčném řezu svarem se potvrdilo, že v základním materiálu je množství pod hranicí citlivosti feritoistetru. v tepe Ind ovlivněné oblasti atoupá množství feritu na 0,9%, ve svarovém kovu bylo zjištěno cca 4% $ feritu, výsledky moření dokumentuje obr. 4. Zvýšení množství feritu ve svarovém kovu oproti zkou£ce DA je dáno použitým přídavným svařovacím materiálem. Struktura přechodu základního materiálu s ojedinělými podélnými útvary feritu & «jfo> svarového kovu s výraznými útvary vermikulárního feritu ó1 je na obr, 5. Závěr Na oceli 17 247 bylo jako pokračování předchozích experimentu f8,n/ provedeno studium stability ď feritu. Nejprve se hodnotily vzorky laboratorní, na nichž byla zjišlovaná závislost obsahu feritu na teplotě žíháni v rozmezí teplot 950-1200 c při krátkodobé prodlevě v rozsahu 1 až 15 minut. Tyto žíhaci režimy odpovídají části teplotního cyklu svařováni metodou wiq . Pro posouzeni skutečného ovlivnění teplotním cyklem svařování byla éVtle svolena zkouSka DA podle ČSN 05 1143 a nakonec byla provedena simulace reálného svarového spoje metodou W1Q . Bylo zjištěno, že krátkodobý ohřev po dobit 15 minut1 na teploty 11OO-115O C vyvolá zvýšení obsahu feritu ó , zatímco krátkodobé žíhání za teplot pod nOOrC má za následek sníženi množství feritické fáze. Rovněž při zkoušce DA a při zkouSce s reálným svarovým spojem se ukázalo, že vzhledem k základnímu materiálu dochází v tepelně ovlivněné oblasti svaru a ve svarovém kovu ke zvýfení obsahu feritu & * Při zkouškách bylo dalo potvrzeno, že studovaná tavba oceli 17 247 není pří svařováni náchylná ke vzniku trhlin za horka.

- 108 -

Literatura 1, banda, v, a další t Hutnické lišty 1982, č. 5, s, 329 2, Kučera, /.: Kovové materiály 1982, č. 6, s, 273 3, sinqh, f.: Metaluraical transactions 1985, vol. 16 A 4, Williams, J.Í British welding yournal, 105, vol, 26, s, 6O1 5, Hull, F,, C,t welding yournal, 1967, s. 399 6, Čihal, v, t Mezikrystalová koroze, SNTL Praha 1984 7, Douda, J..- Kandidátská disertační práce, SVUM Praha 1981 8, skálová, J.í Výzkumná zpráva VŠSE Plzeň 19871 121/3/ 1087 9, Sinal, /.; Benko, B.» Zváranie i979» *• 5, *• *37 10, šittner. M.: Hutnické listy 1984, č, it s, 28 11, skálová, J.Í Výzkumná zpráva VŠSE Plzeň 1985* 121/2/85 Tabulka 1. Chemické složeni zkoušené oceli Chemické s ložení % ! S Un i st p cr c Zkušební 0 ,058 1,37 0,46 0,035 Jo'1617,66 materiál ČSN 41 max. max. max. min. max. max. 0,2 0,08 1.0 0,035 0 ,03 17,0 7347 max. io,o L

to"

Ni 1 Ti ' Co 10,77 0,50 - 0,16 min. 9,5 max. 12,0

min. 5X%C max. 0,7

max. 0,2

Tabulka 2, Výsledek měření množství feritu & po žíháni vzorků Žíhání vzorku výchozí stav faustenitizace + stabilizace! 95O°£/i s/vzduch iOOO° C/'15'/vzduch iOsO°C/i5'/vzduch 1iOQ°C/i5'/vzduch 115O°C/i5'/vzduch 12OO C/15'/vzduch

> Obsah feritu 10.01%) 6.8

6,6 3,9 4,2 10,6 32,3 »,7

Žíhánf vzorku

1iOO°c/s'/vzduch 1iOO°C/iO'/vzduch 11OOZC/15'/vzduch ii00°C/20'/vzduch i200QC/i'/vzduch 12OOZC/5"/vzduch 12OOZC/1O'/vzduch 1200°C/i 5'/vzduch

- 109 -

! Obsah feritu to,01%)

8,3 20,2 22,0 0,9 3,0 18,2 4,5 5,5

Obr. i

I zokoncant račfwí řez temárnim diagramom Pe-Cr-Ni /p/

1600 š— 1400 1200

800

/

400 200 0

/

S /

1000

600

T

1

\

/

-+i i

1

s

y-

J. g

—r i

i /

ľ

-N /

\\ \ \\\

\

\ \ \

\

\ \ \

5 Ni(hm%]-

10 15

25

Obr. 2

Vliv prodlevy pti teplotě líháni íioorc na obsah feritu $ /4/

3 4 prodleva na teplotě[min]

- 110 -

15

10 ~Cr[hm%]

20 5

Obr. 3 vliv prodlevy na teplotě iiháni i200°c na obsah

feritu S H/

2

3 4 5 — prodlévaná teplote [min J

Obr. 4 Makro struk tura v oblasti svaru s výsledky měření obsahu feritu S

o

obr* 5 struktura wateridlM v oblasti svařit feovu a v přechodové oblasti

Z v . Í íOOx

111

f e r i t ve s yarovém

Prof. Ing. Václav Pilous, D r S c , člen korespondent ČSAV IJTSSK ČSAV Plzeň, Veleslavínova 11, 301 14

Plzeň

TECHNOLOGICKÉ PŘEDNOSTI SVAŘITELNÝCH OCELÍ 13 % Cr SE 6 % Ni S NÍZKÝM OBSAHEM UHLÍKU Nízkouhlíkové oceli 13 % Cr se 6 % Ni s možností modifikace 0,3 až 0,6 % Mo se v litém stavu s úspěchem používají především pro součásti vodních turbín, na armatury a pro komponenty sekundární části jaderných elektráren pracující v oblasti syté až mokré páry |l, 2|. U oceli 13 % Cr se 6 % Ni a 0,03 % C jsou teploty solidu stanoveny diferenciální termální analýzou 1440 + 15 C. Ferit delta (F "• ) za teplot 1360 + 15 C transformuji na austenit s určitým množstvím netransformovaného F (f . Obsah F ď" závisí na chemickém složení systému a na rychlosti ochlazování. Podle |3| se obsah F J" za teploty 20 °C pohybuje u systému s obsahem uhlíku 0,03 až 0,05 % do 5 %. V rozsahu teplot 1360 + 15 C až 650 + 15 C existuje oblast A + F cľ + karbid ( M 2 3 C 6' ) ~ F á z o v é transformace jsou ovlivněny nízkým součinitelem difúze prvků Cr a Ni v rozsahu transformačních teplot 650 + 15 C. Vysoká stabilita austenitu zaručuje při jeho rozpadu'velkou prokalitelnost a vznik homogenní martenzitické struktury. Na druhé straně austenit stabilizuje licí strukturu, což vede k hrubozrnnosti oceli. Charakter a morfologie martenzitické struktury jsou dány nízkým obsahem uhlíku v oceli 13 \ Cr se 6 \ Ni. Martenzitická transformace je řízena nukleací a růstem látkových částic řazených do svazků. Substruktura martenzitu obsahuje hustou sít dislokací, zaručujících velký příspěvek dislokačního zpevnění. Teploty přeměny austenitu na martenzit Ms jsou u oceli 13 % Cr se 6 % Ni nižší než 200 C. a tedy ani při ochlazovacích rychlostech nižších než 3 C . h se netvoří masivní martenzit |4, 5|. S výjimkou latěk martenzitu tlouštky 0,2 až 2 fUm a jejich svazku ve struktuře oceli jsou zbytkový austenit, F J" , karbidické fáze a nekovové vměstky. Požadované mechanické vlastnosti jsou u oceli 13 % Cr se 6 % Ni určovány tepelným zpracováním, skládajícím se po svařování odlitků se zaručenými mechanickými, fyzikálními a chemickými vlastnostmi z ohřevu na kalicí teploty 920 až 980 C, při nichž dochází k austenitizaci a s využitím difúzních pochodů i k příznivé regulaci množství F
Nepříznivým projevem popouštěcího procesu je možnost výskytu popouštěcí křehkosti, způsobené segragací příměsí a precipitací karbidických a karbonitridických fází nevhodné morfologie na hranicích především původních austenitických zrn. Popouštěcí křehkost se zvyšuje nepříznivým účinkem fosforu a síry. Nepříznivý účinek škodlivých příměsí lze snížit výběrem surovin, vhodnými metalurgickými postupy a tepelným zpracováním. Snaha o snížení náchylnosti ocelí 13 % Cr se 6 % Ni k popouštěcí křehkosti vedla k legování ocelí 0,4 až 0,8 % Mo. molybden eliminuje nepříznivý důsledek P. K eliminaci účinku síry přispívá legování Ti, Zr a Ce. Z rozboru mechanických vlastností oceli 13 % Cr se 6 % Ni vyplývá velmi těsná vazba mezi jejich strukturními charakteristikami a mechanickými, fyzikálními i chemickými vlastnostmi. Komplexní strukturní charakter oceli tvoří směs martenzitu, zbytkového a stabilizovaného austenitu, FS~, karbidů a nekovových vměstků včetně jejich morfologických variant i příslušného rozdělení jejich komponent. Vliv komplexního strukturního charakteru ocelí lze s úspěchem sledovat v reálných systémech podmínek zkoušení, které splňují základní předpoklady lomové mechaniky. Z jednotlivých morfologických typů lomů, které se vyskytují v oceli 13 % Cr se 6 % Ni, je důležitý transkrystalický jamkový lom, na jehož vznik má podstatný vliv matrice a rozdělení vměstků karbidických fází velikosti d^20/tim |8|. Klasický transkrystalický štěpný lom je podmíněn především pevností matrice nízkouhlíkového martenzitu. Interkrystalický lom vzniká vlivem snížení kohézni pevnosti hranic zrn v důsledku segregace příměsí, likvace sirníkových fází a předností precipitace fází na hranicích zrn |9|. Porovnáme-li podmínky vzniku transkrystalického a interkrystalického lomu, u transkrystalického jamkového i štěpného lomu je určující nižší pevnost matrice, menší pohyblivost dislokací a nižší energie pro rozvoj štěpné trhliny v nízkouhlíkc vém martenzitu, kdežto vznik interkrystalického lomu je záleží tostí kohézni pevnosti hranic zrn |1O|. Lomová houževnatost Jakost oceli 13 % Cr se 6 % Ni je dosud posuzována především podle hodnot vrubové houževnatosti |ll|. Chemické složení studované oceli bylo následující: 0,03 H C, 0,08 \ Mn, 0,39 \ Si, 0,028 % P, 0,020 % S, 6,20 % Ni, 0,38 h Mo. Je známo, že hodnoty vrubové houževnatosti při popouštění až do teploty 400 C jen mírně vzrůstají. Po popouštění v oblasti teplot 400 až 450 C se podstatně zvyšují a za teplot 450 až 525 D C se projeví popouštění křehkost oceli. Ocel dosahuje nejvyšší hcdnoty po popouštění v oblasti teplot 575 až 625 C. Se zvyšující se teplotou popouštění až do teploty A, hodnota vrubové houževnatosti se snižuje až na úroveň výchozího stavu po navaření. Z hodnot vrubové houževnatosti vyplynulo, že ocel lze tepelně zpracovat: a) nízkoteplotním popouštěním v oblasti teplot 100 až 425 C-,

- 113 -

b) preč i pitačním popouštěním pro využití vysoké pevnosti svarového kovu (450 až 525 C ) , c) vysokoteplotním popouštěním za teplot 575 až 625 °C pro dosažení nejvyšších hodnot vrubové houževnatosti při ještě vysoké hodnotě meze kluzu (550 až 680 MPa). Průběh hodnot vrubové houževnatosti na teplotě je závislý na stavu strukturních a fázových přeměn při popouštění. Nejvyšší hodnoty vrubové houževnatosti jsou v relaci s nejvyšším obsahem stabilizovaného austenitu ve struktuře. Nižší hodnoty vrubové houževnatosti odpovídají kvalitě nízkouhlíkového martenzitu, procesům reaustenitizace, stabilizaci austenitu a sekundární martenzitické transformaci. Jestliže lomy oceli 13 % Cr se 6 \ Ni jsou především transkrystalické jamkové, po popouštění za teplot 450 až 525 C, tj. v oblasti popouštěcí křehkosti, mají interkrystalický průběh. Poznatky uvedené v teoretické části práce byly ověřeny na oceli 13 % Cr se 6 % Ni v přechodovém stavu po nízkoteplotním a vysokoteplotním popouštění a po popouštění v oblasti teplot vyvolávajících popouštěcí křehkost. Důsledek popouštění byl hodnocen zkouškami vrubové houževnatosti a kvalitativním hodnocením lomů. Výsledky potvrdily, že po popouštění za nižších teplot jsou lomové plochy transkrystalické jamkové. Studium lomových ploch ocelí bez tepelného zpracování nebo po popouštění za nízkých popouštěcích teplot je důležité pro iniciaci křehkého nestabilního porušení vysokou hladinou vnitřní napjatosti po svařování. V těchto stavech jsou lomy komplexní transkrystalické jamkové a štěpné. Velmi důležitý je průběh hodnot vrubové houževnatosti oceli při pomalých ochlazovacích rychlostech, kdy dochází k podstatnému snížení hodnot vrubové houževnatosti. Pokles je citelný u ocelí s obsahem uhlíku nižším než 0,03 %, u nichž při pomalých rychlostech neproběhne martenzitická transformace . Rozborem hodnot vrubové houževnatosti a metalurgické čistoty bylo zjištěno, že oceli, které mají vyšší obsah inkluzí menšího rozměru, přestože mají za teploty 20 C nižší hodnoty vrubové houževnatosti, mají nižší tranzitní teploty. Lze to vysvětlit tím, že oceli mají větší odpor k iniciaci a šíření štěpných trhlin v důsledku jejich interakce s drobnými, rovnoměrně dispergovanými inkluzemi. Zhodnocení výsledků Augerovou elektronovou spektroskopií Hodnocením povrchové segregace fosforu a síry pomocí spnktroskopie Augerových elektronů v závislosti na tepelném zpracování vzorků v rozsahu teplot 300 až 1100 C bylo zjištěno, že maximální segregace fosforu je dosaženo za teploty 600 C. Se zvyšující se teplotou se obsah fosforu na povrchu snižuje a za teploty 900 C dosahuje minimálních hodnot. Povrchová koncentrace síry do teploty 700 C je relativně nízká. Za teploty 900 C a za vyšších teplot se obsah síry na povrchu několikanásobně zvyšuje a jsou předpoklady ke vzniku nepříznivých sirníkových fází a eutektik, které jsou zárodky poruch

- 114 -

tvořících se při vzniku trhlin za horka. Lze předpokládat, ži síra a fosfor si pri obsazování míst na volném povrchu navzájem konkurují, přičemž za nižších teplot /je aktivnějším prvkt. fosfor, což je v souladu s |12|. Mazanec Il2| zjistil, že jestliže se vhodnými metalurgickými opatřeními snížila aktivita síry, rozšířila se oblast segregace fosforu do oblasti vyšších teplot na úkol segregace síry. To je důležitý poznatek z hlediska vysvětlení vzniku trhlin v oblasti 650 až 900 C při ohřevu již navařeného svarového kovu. Únavové vlastnosti oceli ve vodním prostředí Zkoušky vysokocyklové únavy byly uskutečňovány při střídavém a míjivém způsobu zatěžování v plochém ohybu. Vzájemně byly porovnány hladké a svařené tyče zlité 13 % Cr se 6 h Ni oceli optimální technologií, tj. po popouštění za teplot 575 až 620 C s cílem dosažení nejvyšších hodnot vrubové houževnatosti . ZKOušky byly uskutečněny v atmosféře a ve vodě. Výsledky ukázaly, že hodnoty meze únavy hladkých tyčí jsou téměř shodné s hodnotami vysokocyklové únavy svařených tyčí- Účinky koroze ve vodě porovnané s výsledky vysokocyklové únavy tyčí v okolní atmosféře lze při míjivém namáhání označit za nevýznamné. Pokles hodnot účinkem vody byl zaznamenán při střídavém namáhání svařených tyčí. Pokles je však nevýrazný a odpovídá výsledkům, které byly získány v SVÚM Praha. Závěr V práci zabývající se strukturním stavem ocelí 13 H Cr se 6 % Ni s nízkým obsahem uhlíku jsou uvedeny závislosti vrubových houževnatostí na teplotě přerážení. Je zdůvodněno, že oceli lze úspěšně zpracovat nízkoteplotním popouštěním za teploty 425 °C. Je zkoumáno vysokoteplotní popouštění za teplot 575 až 625 C. Precipitační popouštění za teplot 450 až 525 C pro využití vysoké pevnosti oceli lze rovněž aplikovat bez nebezpečí podstatného snížení hodnot vrubové houževnatosti . Únavové zkoušky potvrdily, že výsledky zkoušek v atmosvéře a ve vodě se liší pouze nevýrazně. Rovněž tak se nevýrazně liší výsledky únavových zkoušek litých a svařovaných tyčí.

- 115 -

_ i teratura |1| KRÁL, J. - STRÁNSKÝ, K. - ŽÁK, 3.: Slévárenství , 1981, č. 10, s. 429. |2| KOLJTSKÝ, J.: Slitinové oceli pro energetické strojírenství . I. vyd., Praha 1981. |3|

KUNZE, E.: TEW - Techn. Bericht 2, 1976, č. 1, s. 70

|4| ZEMAN, J.: Doktorská disertační práce. VÚ 070, Brno 1983 |5| MASSALSKI, T. B.: Phase Transformation ASM, Ohio 1970, s. 433 |6| PILOUS, V. - VÁCLAV, J.: Slévárenství, 1977, č. 6, s. 249 |7| GYSEL, W.: Schweisstechnik - Soudage, 1968, č. 12, s. 369 |8| GOODS, S. H. - BROWN, L. M.: Acta Met. 27, 1979, s. 1 |9| SEAH, M. P.: Surface Science, 53, 1975, s. 168 |1O| HUBÁČKOVÁ, 3. - MAZANEC, K.: Optimalizace TZ 13 % Cr ocelí modifikovaných 6 % Ni. In.: Sborník: Problematika vysokopevných CrNi ocelí martenzitického typu. Ostrava 1980. ll| POLÁK, P. - ŠINÁL, 3. - VEHNER, I.: Zváranie, 33, 1984, s. 236 12| MAZANEC, K.: Výzkumná zpráva o řešení hlavního úkolu III-1-2, VŠB, OStrava 1984 13 J OELÍNEK, E.: Únavová pevnost korozivzdorných ocelí Sborník konference, Škoda, k. p., ČSVTS, 19B7

- 116 -

Ing. VI. Benedii: I, (,^-c. , L. ľr; u.: Vysokú škola strojní a elektrotechnická Plzeň Ing.V.Kraus, Ing.Zd.Kubeš okoda k. p. Flzen PŘÍSPĚVEK KE KOROZNÍMU NAPADENÍ SVAŘOVANÉ OCELI

17 247

SvaříteInost chromniklových austenitických korozivzdorných ocelí je velmi dobrá, jestliže druh oceli a její zpracování včetně zařízení byly správiie zvoleny se zřetelem k pracovním podmínkám svarů. Oceli lze svářet prakticky všemi způsoby tavného a tlakového svařování / l / # / 2 / , /3/. Vvjimkou je jen svěřování kovářské při němž vadí vrstva oxidu chrómu, která zabraňuje svaření. U korozivzdorných ocelí, stejně jako u jiných kovových materiálů požadujeme, aby svar měl vyhovující mechanické vlastnosti. Dále požadujeme,, n by svarový spoj měl stejnou odolnost proti korozi, jakou má ocel, které nebyls ovlivněna svařováním. Fři voech druzích svařování dochází vlivem ohřátí k určitým zmenám základního materiálu. Tyto zrniny mohou být nepříznivé a trvalé. Obecnou problematikou koroze oceli 17 247 jsme se již zabývali dříve /4»11/. Zde bychom se chtěli zaměřit na ovlivnění účinků koroze od svarového spoje této oceli. Od svarového spoje korozivzdorné oceli požadujeme, aby celková odolnost proti korozi byla stejná jako u oceli, £enž nebyla svařována. Obvykle to bývá zabezpečeno tím, ze svarový kov má stejné chemické složení nebo rovnocenné se základním materiálem. Protože teplota ve svaru a jeho okolí je proměnná nejen svou výší, ale i plynule se mění v čase, nastává i tepelné ovlivnění svařov&ného kovu, event, ovlivnění i pnutími, jež jsou těmito změnami vyvolány. Svarový spoj chromniklové austenitické korozivzdorné oceli může být ohrožen ještě jinými druhy koroze jako je například koroze mezikryatalová, koroze nožová, korozní praskání g d Nejčastější a nejnebezpečnější je mezikrystalová koroze. Fři této korozi jsou napadeny pouze hranice zrn takovým způsobem, že dochází ke ztrátě soudržnosti. Všeobecně převládá názor, že sklon k mezikrystalové korozi souviaí se vznikem nových fází na hranicích zrn tuhého roztoku, především karbidů při určitém tepelném vlivu. Další příčinou může být vylučování sigma fáze na hranicích, i když její vlir v porovnání s karbidy, se jeví jako druhořadý. Uá-li se u svěřenců z nestabilizovaných chromniklovýcl nustenitických korozivzdorných ocelí obnovit odolnost prot.-i mezikrvstalové korozi, musíme obnovit původní strukturu, tj. provést ror-pouStící žíhání /ohřev 1050 - 1100 C/L prohřátí e rychlé ochlazení. V praxi se obvykle používá jednoduššího způsobu ovlivnění mezikrystalové koroze,volí se oceli stabilizované, tj. doléčované / Ti,Nb,?a /, který vytvoří s uhlíkem velnu stálé karbidy, které 3e nemíní ani ohřevem na teploty vyšší než 850 C, Částice karbidu jsou

- 117 -

rozptýleny v celém objemu zrna, Dalřsí koroze je nožová, kterd se soustřeďuje na úzkéř pásmo v rozhraní mezi základním materiálem e svařován kovem. Tnto koroze se může projevit právě u ocelí stabilizovaných. Jednou z příTin této koroze je, že v úzkém pásmu základního ,r,gteriálu nastal tak vysoký ohřev běhen svařování / nad 1300 C /, že :je zde částice karbonitridů titanu nebo niobu rozpustila v hnotě oceli. Takže ovlivněné pásmo již není stabilizováno. "oučasným působením některých korozních prostředí / zejména chloridy s sírany a mechanického nemrhaní / a namáhání dochází ke korozi pod napětím čili nastává korozní praskání, fnutí v oceli mohou být vnitřní / napr, vyvolené změnami teplot v okolí svaru /, nebo od vnějšího zatížení. Trhliny mohou probíhat mezikrystalicky i transkrv3talickv a nakonec dochází ke křehkému lomu. Stejně nebezpečná jako předchozí druhy koroze je koroze důlková nebo bodová. Navíc tato koroze je obtížněji identifikovatelná. Napadení je pouze u malé části povrchu, sle korozní rychlost je o několik řádů vyšší než u koroze rovnoměrné /4#5»6 /. V okolí avaru dochází k místnímu porubení pasivního stavu / struska, okysličení apod. / jež může napomáhat k vytvoření korozního článku. Samozřejmě zde hrají roli i rozdíly chemického složení a pnutí ve svarovém spoji. Pro hodnocení korozního napadení svarových spojů oceli 17 247 bylo použito dvou taveb / označeny A a B /. Chemické složení tavby A odpovídalo normovému složení, kdežto tavba B měla zvýšený obsah Ti v 3ice skoro 12ti násobek obsahu uhlíku v oceli. Vzorky byl1' svařeny bez předehřevu a následného zpracovaní v ředěném přípravku / v upnutém stavu /, Bylo použito obloukového svařování ručního o těchto cer^rartřech : elektroda EB 42C o průměru 2,5 mm, svařovací proud e5 A, svařovací napětí. 24 V, _-. svařovací rychlost 15 cm,min~ . Převýšení svarové housenky bylo ofrézováno. Abychom nohli zachytit i vliv opracování vzorků / povrchové energie / byla část vzorki" otryskána a část elektrolyticky leštěna, Otryskáni se provedlo litinovou drtí podle OSN 42 9ě23 o zrnitosti č, 10, Hmotnostní úběr tímto zpracováním se pohvboval od 0,11 g do 0,56 g na vzorek. Elektrolytické leštění bylo provedeno tak, ze vzorky byly zavěšeny do lázně jako anoda, katodou byl nerezavějíc^ípplech, teplota lázně byla 45 C, proudová hustota 5 A, dirT ,^doba leštení ?0 minut. Hmotnostní 'jběr při torato procesu činil od 0,95 g do 1,6'i g. Zkušební korozní prostředí bylo voleno tak, abv se zjistil;" vlastnosti svarového spoje v prostředí s poměrně vzdŕlenýni hodnotami elektrického potenciálu / 7» 8, 9 /. Zkoušení korozivzdorných ocelí v aktivním stavu bylo provedeno podle ASW; G 4c76 v 10 %-nícci roztoku chloridu železi-

- 118 -

tého při teplotě 20 ± 2° C po dobu 7?' hodin. V pasivním stavu byla ocel zkoušena podle ČSN 03 8169 ve vrousím roztoku 110 g síranu mě3natého / CuS0..5 HoO / a 100 ral kyseliny sírové / h = 1,84 / s 1000 ml4destilované vody a přídavkem měděných pilin se zpětným chladičem po dobu 24 hodin. Vzhledové hodnocení zkušebních vzorků po expozici v kyselině sírové bylo prováděno na tahových stranách ohybových zkoušek. Pouze u vzorků elektrolyticky leštěných bylo patrné zmatněni / zvrásnení / u přechodu základního materiálu do svarového kovu. Příčné trhliny, které by ukázaly na vznik mezikrystalové koroze, ani nerovnoměrné napadení povrchu / body, důlky, skvrny / nebyly na základním kovu zjištěny. Stopy po předchozím opracování zůstávaly zachovány. U tryskaných vzorků obou taveb a leštěného vzorku tavby A se porušil svarový kov. Pro orientaci bylo provedeno zjištění hmotnosti pred a po zkoušce, rozdíl hmotnost: činil od 0,1 g do 0,05 g. Při hodnocení vzorků z chloridového prostředí po expozici v 10 %-ním roztoku chloridu železitého podle ASTI.I G 4o76 již úvodní vzhledová prohlídka zkušebních tělísek ukázala podstatné rozdíly nerovnoměrného korozního napadení. Rozdíly byly patrné v závislosti na^způsobu opracovsní i mezi jednotlivými tavbami. U vzorků trvakaných a elektrolyticky leštěných je korozní napadení ovlivněné i neovlivněné části svarového spoje obdobné, nedá se hovořit o podstatném ovlivnění korozního napadení vlivem svaru. Největší rozdíl byl v napadení u vzorků konvenčně zpracovaných. Toto napadení bylo hlavně soustředěno do pásu kolem svaru v šířce asi 5 mm, za popouštecími barvami, jak na horní, tak i na spodní straně svarového spoje. Navíc tavba A měla výrazně větší korozní důlky než tavba B. Pro porovnání bylo též provedeno zjištění hmotnosti vzorků před zkouškou a po odstranění korozních zplodin /10/ oplachem kyselinou dusičnou. Hloubka korozního napadení / důlků / byla měřena číselníkovým úchylkoměrem a přesností 1ûm. Na každém vzorku bylo provedeno 10 měření. Obdobně bylo postupováno i při měření průměru / velikosti / jednotlivých korozních napadení měřícím mikroskopem tvrdoměru Poldi-Vickers. Vzorky před korozními zkouškami i po nich byly hodnoceny v nenaleptaném stavu, tak i ve stavu leptaném. V mikročistotě obou taveb nebylo podstatného rozdílu, jednalo se především o řádky karbonitridů, event, rozptýlené v základní hmotě, případně i vměstky oxidického typu. Rozdíl však byl ve výskytu delta feritu - tavba A měla méně než 5 %» u tavby B nebyl delta ferit prokázán - a ve velikosti zrna / hodnocení podle normy RVHP ST SEV 1959-79 / - tavba A 5-6, tevbe h 0 - 1 . Jednalo se o typickou austenitickou strukturu s dvojčaty a drobnými globulitickými částicemi rozptýlenými v základní hmotě event, částečné řetízky karbonitridů na hranicích zrn. Svarový kov vykazoval licí strukturu s vyšším obsehem

- 119 -

delta feritu. Globulitické oxidy různé velikosti byly rovnoměrně rozptýleny v kovové hmotě. Eyla zjištěna částečná nerovnoměrnost svaru, roztržení svarového kovu po předchozí plastické deformací u zkoušek podrobených zkoušení náchylnosti k mezikrystalové korozi podle ČSN 03 816S. Při této zkoušce se neprokázalo žádné korozní napadení na provedených řezech ve svarovém kovu ani na základním materiálu. Výskyt povrchové rovnoměrné nebo nerovnoměrné plasticky deformované vrstvy je závislý na způsobu předchozího opracování. U některých svarů se vyskytly ojediněle oxidické blány, částice strurky a jiné nerozpuštěné částice, které však nebyly v žádné spojitosti s korozními projevy. Výskyt korozního napadení a jeho morfologie po expozici v 10 /.r-ním roztoku FeCl~ je podstatně závislá na předchozím opracování povrchu. U vzorků elektrolyticky leštěných byla odleptána plasticky deformována povrchová vrstva. Korozní napadení ve tvstu " otevřených * důlků /4/ je nerovnoměrně rozloženo po celé ploše vzorku. Svarový kov byl napaden pouze ojediněle. tovrch tryskaných vzorků byl nerovnoměrně plasticky deformován. Korozní napadení se vyskytovalo v tepelně ovlivněné oblasti svaru i mimo ni. Co se týče tvaru korozních důlků, vyskytovaly se často " uzavřené ", částečně nebo zcela " otevřené " i tvz. tunelový efekt šíření těchto důlků. U vzorků konvenčncopracovaných korozní napadení sledovalo především tepelně ovlivněnou oblast svaru, vyznačenou barevným oxidickým povlakem. V této oblasti dochází teplotním ovlivněním svaru k rekrystalizaci povrchově deformované vrstvičky třískovým obráběním. U všech typů opracování nebyla pozorována spojitost mezi výskytem karbinitridů titanu, jejich ehlukfl a počátky nebo šíření koroze, Svarový kov byl korozně napaden jen výjimečně. Kresba korozních zplodin výrazně připomínala morfologii delta feritu ve svarovém kovu. Z jiných snímků bylo zjištěno jek přednostní napadení gama fáze / austenitu / tek i elfa fáze / delta feritu /. Z uvedeného vyplývá, že vzhledovým ani metalografickým hodnocením nebyla zjištěna náchylnost svarového spoje k mezikrystalové korozi / ČSN 03 8169 /. Porušení svarového kovu u tryskaných vzorků a u vzorků elektrolyticky leštěného tavby A není způsobeno ani praskavoatí svaru za teple ani náchylností k mezikrystalové korozi. Lomová plocha nebyla oxidována, procházela po hranicích primárního zrna. Její zakončení bylo na hranici tohoto zrna, kde byl dloužen delta ferit. Zvýšené množství skluzových čar v okolí čela trhliny svedčilo o čerpání plastických deformací. Možno tedy soudit, že šlo o houževnatý lom z přetížení. Iniciace porušení mohla být způsobena zvýšeným pnutím v povrchové vrstvě tryskání, event, navodíkování během elektrolytického leňtění. V prríci /5/ bylo poukázáno na vznik povrchové a bodové koroze v tomto prostředí, to se však u těchto vzorků nepodařilo dok-dzat.

- 120 -

Opracování svařeních vzorka bylo L. tejné jako u zk-: VÍ ....: základního materiálu. Z porovnání odolnosti proti korozi vyplynulo, že nejvyšší odolnost měly vzorky konvenčně oprr-ôvané, po nich následovaly elektrolyticky leštěné vzorky z nejnižší odolnost vykazovaly vzorky tryskané litinovou drtí. Marfologie korozního napadení / důlků / tj. velikost a hloubka důlků, která pro základní kov měla stejnou tendenci jako korozní úbytky mela však u svarového kovu tendenci opačnou, tj. největší velikost korozního napadení bylo u konvenčně opracovaných vzorků, menší u vzorků elektrolyticky leštěných a nejmenší u vzorků tryskaných. Velice zajímavou se jevila absence korozního napadení v tepelně ovlivněné oblasti svarového spoje / oblast s barevným oxidickým povlakem / a její nehromadění za touto oblastí u vzorků konvenčně opracovaných. Tento oxidický film a tvéřená povrchová vrstva od třískového obrábění byly elektrolytickým leštěním odstraněny, event, odstraněny a překryty nerovnoměrným tváření od tryskání litinovou drtí. Proto ť-~absence korozního napadení se nevyskytuje u těchto způsobů opracování. Není to však pouze vliv barevného oxidického filmu. U tohoto opracování dochází v tepelně ovlivněné oblasti k zotavení a rekrystalizaci povrchově tvářené vrstvičky od třískového obrábění. K výskytu korozních důlků dochází až v oblasti kde k zotavení nedošlo. K rekrysi8Lizaci této povrchové vrstvičky došlo pouze u vzorků konvenčně / třískově / obráběných, zkoušených jak v prostředí HpSCL, tak i v prostředí PeCl.,. U vzorků tryskaných k rekrystalizačním jevům nedošlo. Podmínky rekrystalizace jakožto difúzního jevu jsou dány teplotou, dobou a vnitřní energií / stupněm deformace /. Pravděpodobně v tomto případe došlo k výjimečné shodě všech podmínek. Další jevy, jako např. zhrubnutí zrnr. v přechodové ob"asti svarový kov - základní materiál, event, rozpuštění karbonitridů v této oblasti ani precipitace karbidů Mp-^Cg v tepelně ovlivněné oblasti nebyly pozorovány. Porovnáme-li celkově " otevřené " korozní důlky u el. leštění a " uzavřené " důlky ood nerovnoměrně deformovanou vrstvičkou u tryskaných vzorku a absenci korozního napadení v rekrystalizované oblasti u vzorků konvenčně opracovaných to vše potvrzuje teorii urychleného rozpouštění mezi plasticky deformovaným kovem a kovem nedeformovaným /li/. Základní materiál / tavba A i B / i svarový kov nevykázaly náchylnost k mezikrystelové korozi v prostředí H 2 S0. podle SSN 03 8169. Vliv zvýšeného obsahu Ti v tavbě B sKorô 12ti násobek uhlíku v oceli - jjednak nebyl prakticky žádný obsah delta feritu v této tavbě proti výskytu u tavby t a došlo k poměrně značnému zvýšení velikosti zrna. V korozním prostředí 10 %-ního roztoku FeCl^ je svarcv; kov vůči základnímu materiálu napaden pouze sporadicky. Tavba A vykázala nižší korozní odolnost, která v souhlasu s literárními údaji může jít na vrub přítomnosti delta feritu. Fsk totéž nelze konstatovat o svarovém kovu. Ukazuje na to již zmíněná nižší četnost výskytu korozního napadení i šíření koroze jak v alfa fázi / delta feritu /, tak i v gama fázi / austenitu /.

- 121 -

Literatura /I/ Němec J. : Svařování korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí, SNTL Praha, 1975 /2/ Koutaký J.: Slitinové oceli pro energetické strojírenství, SNTL Praha 1981 /3/ Svařovoné tlakové nádoby z austenitických nerezavějících ocelí, Sborník přednášek, Důro techniky CSVTS Brno, 1977 /4/ Kraus L.: Fyzikálně chemické aspekty koroze oceli 17 247, SVOČ VŠSE Plzeň, 1987 /5/ Benedikt VI.: Náchylnost k mezikrystalové korozi lité a jemnozrnné tvářené oceli 17 247, VŠSE řízen, 1986 /6/ Pražák M. : Zpráva o výsledcích zkoušek odolnosti proti bodové korozi vzorků oceli ČSN 17 247 z nádrží v Jaslovských Bohunicích, SVÚOM Praha, 1982 / 7 / Bertoníček R. a kal.: Koroze a protikorozní ochrsna kovů, Academia Praha, 1966 /B/ 5íhal VI,: Mezikrystelová koroze korozivzdorných ocelí, SNTL Praha, 1982 /9/ Číhal VI.: Průzkum korozně elektrochemických charakteristik vzorků oceli 08Crl8Nil0Ti, Dílčí zpráva, SVÓK Praha, 1982 /1O/ 5SN 03 8102 Vyhodnocování korozních zkoušek podle hmotnostních a rozměrových změn /li/ VII konference fl Korozní problémy energetického strojírenství, M.Lázně, 8.-1Q.12.1987

- 122 -

Prof. Ing. Václav Pilous, D r S c , člen korespondent ČSAV Ústav technologie a spolehlivosti strojních konstrukcí ČSAV Plzeň Ing. Rudolf Kovařík, CSc. Vysoká škola strojní a elektrotechnická, Plzeň EXPERIMENTÁLNÍ OVĚŘENÍ MOŽNOSTI POUŽITÍ AKUSTICKÉ EMISE PŘI NAVAŘOVÁNÍ A ŽÍHÁNÍ ZKUŠEBNÍ DESKY Akustická emise (AE) je fyzikální jev, vznikající v materiálu při uvolňování lokálně kumulované energie emisním zdrojem, např. při vzniku a šíření trhlin. Energie soustředěná do malého objemu na špičce trhliny vytváří napětový impuls reprezentovaný svazkem akustických vln. Tyto vlny se šíří materiálem až k jeho povrchu, kde je lze detekovat ve vhodném frekvenčním pásmu snímačem AE (obr. 1 ) . Pro praktické využití metody AE při nedestruktivním zkoušení materiálu jsou tedy nutné citlivé širokopásmové měřící kanály, které transformují svazek napětových vln na elektrický signál. Ten musí být dále zesílen a diskriminován podle amplitudy a frekvence. Aplikací několika snímačů lze lokalizovat zdroj emisních událostí. Proti ostatním metodám nedestruktivní kontroly má AE přednost zejména v tom, že její signál může být detekován ve značné vzdálenosti od místa jeho vzniku a že je bezprostřední spojení AE s dynamickým růstem vady. Získáme tak nejen informaci o tom, že vada vznikla, ale i údaj o tom, kde a kdy došlo k její iniciaci nebo růstu. AE lze však využít pouze v těch případech, kdy vada vzniká nebo se šíří následkem mechanických nebo tepelných napětí. Potíže při vyhodnocování signálů AE způsobují rušivé vysokofrekvenční šumy a vnější signály AE. AE našla uplatnění v mnoha průmyslových a vědeckých oborech. Úspěšně se v současné době používá při tlakových zkouškách rozměrných nádob ve výrobních závodech i při jejich periodických prohlídkách. Rovněž v jaderném průmyslu je AE využívána, a to jak při výrobě, tak i při průběžných kontrolách primárního okruhu jaderných reaktorů |1|. V oblasti svařování AE dosud nenašla široké uplatnění. Oejí přednosti byly demonstrovány prozatím na omezeném počtu svarů, a to při svařování metodou MIG |2| a pod tavidlem |3, 4, 5|. Je vhodná zejména pro metodu WIG a svařování elektronovým paprskem |ó|. Předností AE při svařování zejména vícevrstvových svarů je možnost detekce vady a její lokalizace v okamžiku vzniku, takže je možno ještě v průběhu svařování provést opravu, což je technicky i ekonomicky výhodné. Příčinou malého využívání AE při svařování je zřejmě problematika rušivého vlivu interferenčních šumů, které jsou vyvolány elektromagnetickým polem okolního prostředí (průmyslová zařízení pracující s vysokofrekvenčními proudy, pohony, svářecí zařízení, tyristorová zařízení). Tuto problematiku je však

- 123 -

možno řešit tak, že se technickými prostředky provede diskriminace získaných emisních signálů, tzn. oddělí se rušivé akustické signály od signálů hledaných, které v případě svařování detekují vznik trhlin za horka, trhlin za studena, žíhacích trhlin nebo vytvoření struskového vměstku. Při vhodné aparatuře AE a na základě delšího pozorování procesu svařování je možno rušivé a využitelné signály AE při svařování od sebe oddělit |3|. V zásadě se přitom postupuje tak, že se vyhodnocují pouze ty signály, které přesáhly nastavenou, předem experimentálně zjištěnou prahovou hodnotu rušivých signálů. Účelem provedené experimentální práce bylo ověřit možnost použití AE pro zjištování vzniku vad při navařování austenitickou páskovou elektrodou pod tavidlem a při následném žíhání návaru. Jednalo se o sledování materiálů a technologie, používané při výrobě tlakových nádob jaderných reaktorů typu

VVER.

Průběh experimentu Práce byla zaměřena na zjištování podnávarových trhlin (PNT). Proto byla zvolena zkušební deska z oceli 10GN2MFA, u které podle |7| byly pomocí akustické emise PNT zjištěny. Zkušební deska měla rozměry 630 x 315 x 105 mm. Byla ve stavu po šlechtění s následujícími mechanickými hodnotami při + 20 C: R 0,2 501 |MRa |, R 610 |MPa|, A 26,1 |%|, Z 69,1 \h\ , KCV T95 |J . cm" |. Chemické složení desky je uvedeno v tab. 1. Deska se navařila postupně na obou stranách na ploše 630 x 315 mm. Navařované plochy byly předem zkontrolovány magnetickou metodou, při které nebyly zjištěny žádné trhliny. Baumannovy otisky sejmuté navařovaných ploch nevykázaly výrazné místní sulfidické vměstky, které by mohly zapříčinit vznik likvačních trhlin při navařování. Zkušební deska se navařovala ve více vrstvách (viz tab. 3) austenitickou páskovou elektrodou SvO7Ch25N13 o rozměrech 60 x 0,5 mm pod tavidlem 0F-10 automatem ESAB A6B stejnosměrným proudem, elektroda byla připojena na plus pól zdroje LAD 1000. Chemické složení použité páskové elektrody je uvedeno v tab. 2. Při navařování byla pásková elektroda ustavena kolmo na navařovaný povrch a její vyložení bylo 35 mm. Překrytí sousedních housenek téže vrstvy bylo 8 - 1 0 mm, vrstvy navzájem nebyly přesazovány. Pro zjištění vlivu parametrů navařování na emisní aktivitu byly housenky navařovány s různými parametry, které ležely v rozsahu technologicky přípustném pro použité tavidlo. Měrný tepelný příkon navařování přitom byl od 89 k3 . cm" do 143 kJ . cm . Ověřované parametry a teploty předehřevu jsou uvedeny v tab. 3. Po navaření byla deska žíhána ve vozové elektrické odporové Deci CAN 10.2-8 režimem 620 °C/14 h + 650°C/27 h/pec do 300 °C/ klidný vzduch. Teploty byly měřeny termoelektrickými snímači chromel-alumel a průběžně zaznamenávány zapisovačem. Měření emisních událostí při navařování a žíhání zkušební desky bylo provedeno ve spolupráci s ČVUT Praha pomocí •aparatury firmy Dunegan/Endevko série 3000. Použité piezo-

124

elektrické snímače téže firmy byly D 920 3AH s rezonanční frekvencí 0,5 MHz. Zvolený předzesilovač měl fixní zisk 40 dB, filtr byl o frekvenčním rozsahu 0,1 - 2 MHz. Celkový zisk aparatury byl 74 dB, na zesilovači přitom byl zvolen zisk 34 dB. Signál AE byl veden do analyzátoru a poté zaznamenáván zapisovačem. Signály akustické emise se ze zkušební desky vedly do snímačů vlnovodem ve tvaru drátu z austenitické oceli 08Ch 18N10T 0 0 4 mm. V případě navařování byly použity dva vlnovody, přičemž první byl přivařen elektrodou EA 395/9 0 3,15 mm k navařovacímu stolu a druhý stejným způsobem k navarované desce. Při žíhání byl použit jeden vlnovod privarený k žíhané desce a vedený otvorem ve výsuvném dnu pece. Délka vlnovodu byla 2 m. Pro upevnění snímače byla na volný konec vlnovodu privarená podložka z austenitického plechu o velikosti 70 x 30 x 0,5 mm, na kterou bylo čidlo snímače připevněno speciálním tmelem značky AK-45. Tmel vytvořil dokonalé vazební prostředí a celkové uspořádání systému zkušební deska - aparatura akustické emise mělo konstantní akustickou vazbu, která byla před svařováním a žíháním i po svařování a žíhání kontrolována lámáním tuhy 0 0,5 mm (pen test). Zlomení tuhy na navařované straně desky (vlnovod byl přivařen na protilehlé straně) vyvolalo emisní událost s amplitudou 78 dB. Na základe předzkoušek byly parametry aparatury AE nastaveny tak, že byly hodnoceny pouze emisní události, které přesáhly nastavenou prahovou hodnotu. Emisní aktivita při navařování desky Při navařování zkušební desky se měřilo dvěma snímači. Snímač A byl připojen na vlnovod vedený z navařované desky. K zabránění možnosti nežádoucího snímání rušivých signálů ou elektromagnetického pole pohybujícího se oblouku po odtavovaném konci páskové elektrody, bylo pro porovnání intenzity emisních událostí snímáno snímačem B z navařovacího stolu. Snímačem A byla při navařování snímána efektivní hodnota napětí emisní události Vef, snímačem B počet akustických překmitů N (B, C ) . Při navařování snímač B nevykázal emisní aktivitu, nebyly tedy snímány rušivé signály od elektromagnetického pole oblouku. Při zkoušce se ukázalo, že analogový záznam emisní aktivity zachycované snímačem A má v celém rozsahu použitých parametrů navařování přibližně stejný průběh. Výrazný nárůst emisní aktivity při navařování začal ve všech případech až po max. 2 min po zahájení navařováni a pokračoval ještě cca 2 min po jeho ukončení. Změna výšky vrstvy tavidla ani změna rychlosti odsávání jeho přebytečného množství nevyvolaly změnu v průběhu Vef. Při navařování nebyly zaznamenány žádné emisní události, vybočující ze zjištěného charakteristického průběhu akustické emise, které by signalizovaly vznik nebo šíření trhlin.

- 125 -

Emisní aktivita při. žíháni d e s k v Při žíhaní navařené de^ky \>y] průběžně snímán a zaznamenáván snímačem A počet emisních udá i ostí N (A, Ľ) a počet překmitů amplitudy AE nad prahovou' hodnotu N (A, C ) . Grafickou formou jsou získané výsledky uvedeny na ubr. 2., 3. Z nich je patrno, že v průběhu žíhaní .':"dn".'•'.•, v výrazným míáním změnám emisních událostí, které by Lvi v typické pro vznik trhlin. Postupný nárůst počtu e!iilaních událostí lze vysvětlit vznikem a odlupovaním okují při ohřevu 3 ochlazování desky. V záznamu je patrný i Kaiserův efekt. Podle výsledku měření At při navarování a žíhání zkušební desky nevzniklv při těchto technulogických operacích pod austenitickým návarem trhliny. Tento výsledek bylo nutno ověřit jinou metodou. Byl proto pu vy žíhání povrch návaru obroušen a byla provedena kontrola jeho celistvosti kapilární metodou barevnou indikací. Trhliny v í 00 byly zjištovány nejprve ultrazvukem dvojitou sondou GAM 3 podélnými vlnami o frekvenci 2 MHz s úhlem refrakce 70 a nakonec magnetickou metodou při postupném úběru celé TOG frézováním po vrstvách 0,5 mm. Výsledek těchto zkušek byl negativní, nebyla nalezena žádná vada typu trhlin nebo struskových vměstků. Potvrdil se výsledek měření akustickou emisí. Diskuse o výsledcích Výrazným zdrojem emisní aktivity při navarování byla struska. Vyplývá to zejména z posunutého začátku a konce emisní aktivity vzhledem k začátku a konci navarování, kdy byla vizuálně vidět shoda vzniku trhlin ve strusce a jejím odlupovaní od navařené housenky s nárůstem akustické emise. Ke stejnému závěru došel Eisenblätter ]4| při svařování tlustostěnné desky pod tavidlem. Domnívá se, že vzhledem k těmto rušivým signálům by relativně "tiché" pochody při tvorbě trhlin za horka po hranicích zrn mohly být přehlédnuty. Zdůrazňuje však, že toto neplatí o větších trhlinách nebo o trhlinách za studena, u kterých bylo prokázáno, že dávají ještě vyšší amplitudy nežli pochody ve strusce a na strusce. Prine |5J za největší zdroj nepravých signálů považuje rovněž vznik trhlin ve strusce. Jeho systémem akustické emise však byly velmi dobře indikovány při svařování rozměrné desky trhliny za horka, za studena a struskové vměstky především s porušeným fázovým rozhraním vměstek-matrice. Vzhledem ke složení tavidla OF-10 budou zdrojem akustické emise i procesy uvnitř strusky při jejím tuhnutí. Při zjištování trhlin za studena bylo v. zahraničí použití akustické emise bez problémů ověřeno ve více případech. U nás tuto metodu použil ke zjištování trhlin za studena Račko, který spolu s Mutňanským měřil akustickou emisi úspěšně i při svařování metodou MIG |2|. Ve větším měřítku byla akustická emise poprvé použita při několikatýdenním svařování víka tlakové nádoby jaderného reaktoru a při jeho následném žíhání |3|, kde se potvrdila použitelnost a přesnost lokalizace vadného místa pomocí akustické emise.

- 126 -

Pri žíhaní je menší zvýšení signálů AE v průběhu nárůstu teploty zrejme způsobeno uvolňováním vnitřního pnutí. K v,raznému zvýšení emisní aktivity došlo až při ochlazování pod cca 400 C, kdy začína intenzívní praskání a odlupovaní okují (obr. 2 ) .

Navolkin |7| při žíhání navařené zkušební desky z téže oceli zjistil pomocí akustické emise přítomnost trhlin, jejichž emisní aktivta však byla o dva řády vyšší, nežli byla zjištěna při naší zkoušce. V oceli náchylné ke vzniku PNT Eisenblätter |4| nalezl polokvantitativní závislost mezi intenzitou akustické emise a tvorbou trhlin při žíhání zkušebních desek. Výsledky s úspěchem použil při průmyslovém žíhání větších dílů. Jax |8| prokázal vyšší citlivost akustické emise při zjištování PNT, nežli má ultrazvuková sonda BAM. Pomocí akustické emise provedl hrubé třídění trhlin podle jejich velikosti, přičemž délce P-NT 1 mm odpovídal nárůst počtu emisních impuiv o hodnotu 4.10 . Závěr Experimentálně bylo potvrzeno, že je možno v průběhu navařování nízkolegované oceli austenitickou páskovou elektrodou automatem pod tavidlem a při žíhání provádět měření akustickou emisí. Bylo zjištěno, že parametry navařování ovlivňují průběh záznamu emisní aktivity malou měrou. Výrazným zdrojem signálů akustické emise je vytváření trhlin ve strusce a v okujích. Byl úspěšně vyzkoušen přenos akustického signálu dlouhým vlnovodem. Je předpoklad, že pomocí akustické emise je možno v průběhu svařování zjistit současnou aparaturou vad\ typu trhlin za studena, žíhacích trhlin a větších trhlin za horka. Literatura

|4| 5 6 7

8

TRIPALIN, A.S., aj.: Energomašin. , 19B2, 3. MUTŇANSKÝ, V. - RAČKO, D.: Zváranie, 1979, 9, 278. ENGELHARD, G., aj.: 4. Int. Kolloq. Schweissen in der Kerntechnik. Aachen 1982, 230. EISENBLÄTTER, J.: Int. Symp. DG fur Zerstorungsfreie Prufung. Saarbrucken 1979. PRINE, D. W.: 5th Int. AE Symposium. Tokyo 1980. POLLOCK, A. A.: Penton/IPC, Inc. Cleveland, Ohio 44114. NAVOLKIN, S. N., aj.: Avtomat. svarka, 1984, 5,25.

JAX, P.: M a t e r i a l p r i i f . ,

1976, 2, 44.

- 127 -

Tabulka 1. Chemické složení zkušební desky z oceli 10GN2MFA |hm -

c

!

Mn

i

0,10 i 0 ,91 ,

v j

Mo 0,43

T" P

Si 0,25 A1 Q •J 24

0 ,03

s

O,GOB

,009

1 i

f

Ľ r.

Nb

0,01 0

Ní

Ľr

j 0 , 24

".012

0.00b

Cu

k 25

Sn

*l

o, 10 Sb

As 0 ,00 7

0 ,004

Tabulka 2. Chemické složení páskové elektrody |hm \\ Mn 0,06 7

Si

Cr

j 0,4*3 i 0 , 0 1 2 ! 0 , 0 0 9

,82

Ni 14,46

i

Mo

Ti

0,02

0,07

Tabulka 3. Parametry navarovani zkušební desky Rychlost, cm.min

-

128

-

ZKOUŠENA KONSTHUKCE

ZDROJ AE

ZÁZNAM SNÍMAČE

SIGNÁLU

PREDZESILOWČE

Okr. 1. Principiální schém a j iě t orán i ymá pomoci akustické mim

- 129 -

UJ

600

± 150

o

IS-I

500

1™

a.

400

LU

300

t i 50

200

0

250

500

750

1000

1250

1500

175D CASfinin]

Obr.2. Průběh počtu emiBních událostí v závislosti na teplotě a době žíhání zkušební desky

750

1000

1250

1500 1750 CAS [mm]

Obr.3. Průběh počtu překnitů amplitudy akustické ealse nad prahovou hodnotu v závislosti na době Žíhání zkušební desky

- 130 -

Ing. Jaroslav Purnenský, Oľc. a Inc. v ácTov Poldyne, ľSc. 'rásfcí, VŽSKG, k . p . - Pohraniční 3 1 , 706 02 r-gtreva-V-'tkr-vjc .">VAÔVÁITÍ JľNi'RG^TXCKfOF' A CfT&TTCKYaií ľ.lľífZEľľf

PRACUJÍ? fCK

V 03LASTI ZT?S^WiCli TSPL02

Úvod Moderní e n e r g e t i c k á 2 chemická ze-í-zerr' precvijí ;:e vy.••'okých t e r l . o t o t l s k ' j . S tohoto důvoáu j gve'ôvanýph nádnh a p r í k l a d y j e j "Ich r e a l í r.":ec? v.- VZCKG o 3 tv?.va. vr.ýroba svařovaných lubů tlskov.ých nádob z *; ,>.ko>»govan:/ch ocelí. K výrob? t? akovýíih nárl.-r>. energetlckýcl' a chemicky^;} •ia^'een:''X'-í'fl'-ľ.jíc-'ch "a vyljp'ch t ep p l o t se únpěíně j y p ppcu/.íveí ' n í ' Crl'o reap. ľ'n-Iúo ľ'Iú Prhi š Č j' ^ o c ellii . Prehier špiČ>í:-

výc-h o c e l í , ktovc se používej í pro výrobu reaktorů hyír^ênační rafincce, katalyticky reforming, syntézu rcočoviny a kotlové bubny uvádí t a b . I . Y t a b . ľ. jsou uvedeny •-íákladní ic^.měr; zkruzovanych lubu reaktorových náílob. Liiby půvočinS rryráběné v kovanrm proveden'' ^ velkými z t r á tami kovu jsou v současné době nahrazovány ekonomicky výhodnějšími "!-tm;£ovánými kroužky 3 jedním nebo dvěmi podélnými, svary. Výchozím polotovarem je válcovený plech s tlouštkoH odpovídající rozměru stěny kroužku. Technologie výroby zkr zkrušováných lubu, která zahrnuje výrobu tlustých plechů, j e jjich zkružování, svařování pc-

dob pro energetiku a chemické

strojírenství.

laicovýcj

Kvalita výchozí oceli a svarov/ch kovy K výrobě výchozí ocol?. je nezbytné jjoužiť-' elektrcoce l i 3e zvýľienoi: metalurgickou č i s t o t o u , nízkou úrovní s t o pových a doprovodných prvků včetně aplikace účincého odply není tekuté o c e l i .

- 131 -

v

\' h o d n o c e n í svarcvvch kov°

i . k - t a l n : , - j i c k . ' '^ in* at-j ; c - ^ . : p o 'i o\>! j í jsko 1 / : P ' T o p o r u ; : . ľ , ;Í;I-::-Í i t : ' r t ' - ' M V " J a ~~

čianýeh vzt s h y : J

= (Lin •+- 3 l) . 'Z:: f ? ) . i 0 '

1 OP + 3 J b + 4 ^ n -;- A.3 -'- = inn Táliou!

ti'ťíiké

?T')

''.odnotv

k

/• ~ \ . . , . . '.-:.'

ľ'a'to':' ° J < £0C 8 X <

p o •?.;-.-i". e n •' ;-''olr;o3t-i o;-eIJ

i í

v is? i.'.'-1?!•:

.-,,.,

/ „ / 'P--'-/

j

LOv v? v y c h o z i i í ;

h '

i.C :>p.'i ••_'' -fď^ '

:. s v a:A.oy v c V- -^poj:°i

í t

'

'.po f-oH-ialy. 1 ^^!?. "• ••'iâni

stavu

'

v ro3:oe.'-' teplot 395 s£ 313 -2 s celkové "loo? prodlevy í l l ' i ť 8 ' ; i o d n o + 1 ' f*sk •• 'i •''.l -T 2 X ž S ' ! " V í l ! ' ! "i ''l'^j'í'í ri i '-'V :.I_J n.řťicilO"' rl'ivrn: t e n l n h u . : P " ^ II:FI1 '.' nnjHî'i i o • - i t i i r i p o v i i nm or'h"'Q'i''V-')-"1 • . •

•

•

•

^

-

^

J

^

-

-

T^chnolQŕ.JQ

-

^

t

í

-

^

-

-

-

^

^

.

^ .

. i

._

A

-

-i-

* -

^

—

'

-

-

-

*

T

-

-

>

ova"'^v'-úií

pr yýí"r)o^- z'rf^': i ľ. r> v e n ý ? b ŤlaV •.',rýf*''1 r ^ d o b "'>y"'j i y ! r: o l ŕ (j ifpr. t i VM J "'• r í ' h ' R i ? O' r * K' '.' T 1 ?^ í. VOS t r1.' í?k ("jVŕ»2i''í S V i l " C "/.;»•» n' C L " ) P a - : t o ^ i a i ' > ' : V t ' h o •'-< v a r o vo. n ' p y ' l ? ^ i . ] i e r n (APT). V bu b * T X jf'^'i ' ' V ? i W n y ? p k T y d r . ' '-„'ľ'y p ^ ^ ' í ^ v n y - í h n-.«t e f i .•<""• •?. t) ( ' ' V Í ' ) " - 1 ! r - "i ' i l ^ o si)torn??,*"• ' 'OVRn* 1 ' t ' O ^ b C x ^ 7 . ""•-''•^l'1 ^ ' í í . 1 ' ? n v | ? * o v ř i r^'.-•)•) y V i v " p r o n A o v ý 1 " 1 ; ! x 5 ^ 1 - " * " — I " ? ŕ " '• ľ"1<>:- s v y : V . 3 0 3 * . • « v a í

p p a rl.ihřev?! po Jf j h- y k1o1 n č e a í , "a^-'n^.o -< . ;ÍJ ^ v a ř i v 4 t . í j . - v"!;:vftr i »ÍV»1^ ryr-íti oof. ;rT1 •' 2 " ''žA^hvxvíi: r-'-V"! B.'lrr' I'-'-Í í.; A" '-^tody v p ř í :p a " 1 ? gvtv^HVv.rrf w o letiý^h o c í ; l í vítš/o .' *l^n^t-^V 3p 1 "i'^g•"•'- p?•?:'•?línovu ne/ibytnoii po"]— iriínkou. k fJoga'-e^:' '-c li^tvýc' 1 -' ypoj;° bft:- n e o e ľ, p Ĺ-~-' v:niVi; trhT i n . V oh.ui pľ"'pa'';-rck ê po doVr.noení SVQJM n*'••'bytní s p l i V'ľ?.^ í ohřev, i •''•• c e 3-;0 ľ) p r o o d s t r a n ě n í VOÍ'VÍ'I u ro/rpuy těn«ho •• "•? ivarcVf'î i '-rov:; « ť ŕ h p ^ p e č : ' n á s l e d n é h o ^ ' ' . ř o h n u t í . K tomuto i'ič*'1n j ?ľľ? ''••íp-ěíne ov?pj.1j p o u ž i t í t - v t f o d p o r o vých t o p n ý c h ponpl*: a nr:Irmou Í Ľ O I S C Í o c h l a z o v a n ý c h povr~ r.}\'' P.,*n\oro* i minrtrájľ.ir-h vlák'-p. ( V i s t e m a t , 3 j l } krv.'U"-k'* ?• e l i m i n a c í unil-iozmé l i e J* y t n i V t u r v qvarov^ho kovu a defjrt-dece ' i í ' - n ý c h v l a s t n o s t í v t e p e l n e ovlivněn*? p. o n-!* j o v případ'"- ľ'5 ,'-veŕo-/ání aplikové.nň answers.! t i ;>>»:••# s ná?.' !)od;'ýn •"»chlri s<ín:')r j ť hr, T i-y^lilcft j e r.^v! s i ^ r!** i y p " o c ? ! . ("!5 "'2:2, 15 3 J "• - v'ii'ai ôŤnj j ' 3 42] -^ v?, duel.) e ^ b ^ ^ p r o .îr'eônín jiopouítení.-'i. CíTf»n' jf ôsflšení op!:i-iří"! rr* r*oo:i.ri>'ti'cVé, r « s p . b-air: í t Ir/KO-Teîtink'' abTxiktury ve T- a?';vťni kovu i t e p e l n ě cvlI-.Tf?r:£ ?---iľj?, *.r p r í p a d e APT J 7 o ľ" o ván ŕ b y l a o v ě ř e n ^ woiířío.Tf p o u č i ť ' po.-.•.;.«• i'Opouš-^ní /,*s p o í

- 132 -

j •'-:•:'; not 1 '" v^V- .">

V

."• i. •-.; •.

' v

• ; - • . •

.

; . .

.

.

^

o

•

•

-

,

-

.

.

•

.

'

• .

-

•

-

-.

. ,

r

•

o

•

.

•*

.

j

.

.

.

• ; Í . ;"•"•. "

.

• :

•

.

-

.J

-A-

••£•

'.

w

_.

_

i

>• j

•

.

:;ČÍ " u c

:

..

•

:

_

•

-

•

-

i

•

-'

'

.v:; f

v ý r i"-' r. •'•.•-' v : ví. : í ^ i ' •. i-.; '.-'•. :v:.\ r y c h l o s t s e k u n d e m ' h o ':•?c e n " ' •• ,_,.'='• 1. ••>"CÍ:''1!' ri&'.ťŕT:.' • : " e j : r ' v i ' . r ^ ? t r y c h l <">ot i tečera

u ťivby 8 n.iý/'rĹ ?'•.&';>trr^ (.7 .-^224; X = 19,4 ppw) př.1 s r o v natelné;-: ::;•!!..ě'.-Ľ tómoř o p á l v'hAu, čemuí odpovídá cc?. 20 /'• s v ý š e n í ;neze ne v.'-; os i • př'i l^r-^xd, P ř i t o m r c s d í l v í'ychioat.L nr."'opn^by] '.voiU-obe r- r o z d í l n o u v ý c h o z í rr.ezf klu."u ( v y s o c . ' : " 1 ^ . ; ť^'oM j \ . l i l T;î.n o 70 láPe n i í g í R p .,}. pC,2 KronO- prvků uv-..!derych vo faktorech J a X bude rovněž iícelrjé u.'i'ržovst v ocelíc1' i svarových kovech nízkou h l e d'.tro síry, > •'.i*vž výrazni ani žuje plasticitu při creepu / 5 ; o/. J o j ' A ľ-íť'wnost na branících zrn tvoří místa přednostní :.ikl:-ace kavit jejich;" růst a npojován/ je příčinou creetu:-/,'>!(•; ponkoser;!. K 5:aj : ' í t ě n í vyaoké ;;«e'."9.1 'irîcké ň i a t o t y svarových kovů bude ne e bytné nou.yt řed i I. pozornost jak na č i s t o t u přídavných arít°« tua^tnňVé provenience (m.in.irâl.rsoce obsahů ľ, Ař', T o , Za) ale T t a v ' o ' ^ 1 , sejinéna e pohleď.? p ř e chodu 3i >\ Ll.n ; o 3V s rov ('ho kovii p ř i svařování. Proto l2e p:'o nár^"n'' c-ou^ápi/5: ciopor.j'iil v e dle t a v i d e l uvedených v t a b . 1.1 j -j • "u :: 'ni'5 a i Í t»»v.iicíoh_. ŕ.r^}^^-^ P ř í r.íliÁt.f {"./.vistcfít^^ných svarových .--ípíijů CrMo r e s p . Iánl-ío oco!:' O1^ ií'-í -H^,•kávy.f v,n'k •y'5igc''r:h J. r h l u> vi iveit t.tí-

- 133 -

p 1 f>chn T;"' •": £'•-'""•'•"j"Tr' Í1- rne t e l u r g ' ^ i c ý n i /f.s>-:';e;n, V orvi.'-u ] r> .'pvri? "i' ••? r.*.'"•.* n'í nnpěfr' dosáhne i t s n í ž e n *r> tl>,-.iAr.yy ž ^ - v i é h i í.ncj« ív„ ír'hárr'u napr*, p o l o v i n y ) nefan ^ ' i í ^ m ' r p noj^jin.; &-J*7 '>vého l:()vu(nsjpi"* svařován."' do '!Í2k'' i'^<e-'y} / ? / * po r ' 1 v !"•*'. >r ntic'ianj.-siiu; cr* i epovo}!í'' p o r v š e f ; I ?. *. J e ^ je"*', orif £«>!'' p o " 5 ' * i i ' i o s f.f-piiky •/lepšit J f c ' ?«rupHvr;,>-!' ... p l a ^ t . i . c i t i i př-.i '••.x'-f.ny-.i, -Jedná ye preritw^fr..' o ^ i M p ^ n - ' "l.îot-v P C " H MV&ro-.rých Icovů, k t e r f ' l z e r-hai s k f . f r i - x . v n t r ' /,3:ýn»;. í i o d n o t a w i r a k t c r ° i J s 31 v č e t n ě r.fz-kťr.") o"hf5>jih':. S;'T - / 3 a?- 7/« V

Pvoilloííe.']^ Wohv a cloř-.avatiní ílruěe nř.j-sva pot.v.!*/'.wj"* !no?.nnt«t v^hohy d í l ů tly''ovyc*- n^ro p i óv-'-íi^m • r'Of'fTiírJrou j e použit."* ^«j-:ladn"'""Vx u příê^nýori mti^^yíríT * 3 vy P :"u" r-'.; rneâlurîokon ř-ígtot-i 1 ' í> pv"'yn^ doOr žení opt :'roá"; nich techriolcgj-i svahován.-' & t.f ê"1:!'*!-^ ?,pre-

/ ] • / T, pi.iT'"n»>níslcy j B . Pnv-'o.j •', Bo'.i^'k: Sb|r»V"p;'V

/_:/

J , py

v.jrmft-ifllfýi B . ľ i e á k a : ."bi-r^-'k " T > / t i ř ' ' i V F Í ; r ' v e n - í r ^ t i : ' : ^ ff j M a r v - ' r i í ' k ' '

/ j /

5')i'0Ú f j c - ^ I'"*n * f . r • ' r ' n i u p i n r t i t

Í>J 2

e j L aa n ě ,

;/•'! C* -

Smvnprofíh-tt/ 3ľC o.* R.A-I-20CQ. /']/ J . Pi.inn^neky; ř.I# ú?vr^ý; V, FoLťiyna:

"Zvy?r ván"'

^p T-íjeN

Í líc

steel

o!>O'ní"- Vľl, mev1-

/ 5 / S# H. C/i-ini p . F. Pope: Oborník "Creep an^. F f act art* of IDriîneftľ •" r.£ r.'atet i a l s ah.'l S t r u c t u r e s " , ľ,-; 13S4, s . 623 /•$/ K. R. Txplgr: Sborn/k "£Í2ení?chaffe»! -vgrtTif T-tt'r 3täh2e", Duaseldorf 1972, 711/4 n / ? / V. Foldyna; J. ?iírmen3ký: ľroc. i9tli International Jchriol of .ľelrUng", Breti.slavs - Vysoké Svtry, Sex)!.. 1987, Part I I I , s. 121.

- 134 -

?*h.

I.

pŕ-íkiady pouäi'vcny^h • >•< .• *. :-. yy.iw^ru /./.ri.^^vanýc u lub'*; p l á š t e ehe m J čírych res-'íorO a koí]ových bu' f : n'

Ocel

Typ o c o ] i

15 121

1 Cr - 0,;- Lio

15 313

2 y 25 Cr ~ 1 J'o

15 421 13 223

SO

reforming

3BÓÔ

3 : r - 0 , 5 SIo

ľieaklo:' mooov Lny

sqnn

1,5 í»In - 0,5 lío

Kotlové "

Poznámka:

i

5

121

1 5 313 i c,

r 2i

1 5 223

"

v

j

I SG !

2!00

100 HO 12C

t

clélky r.k.niíováných lubů 2Z00 a í 2800 mm.

I I . rouî'veny y n red "-l'" á 11

Ocel íľTJ

Roz-.ěry /mm/ Vně ' í.:' ' TIou Si k5 průměr ! .stěn j

2 a ľ- '"e a •'

y ^•veriííl , tavítHe e tf?plotv ^ro 1 "'.' y vatovaných Ivbů tlakovw

Ma vi-iý m a t e r i á l ,

há '/:ô

10. - 0,511. •' ,^ '

00 - 2,25Cr - IKo

\ A 329)

°ď

r OC - yZr - 0,5Ko 401)

5C ľ.ť 203)

1,7Mii - 0,5Mo

T:w tevirila

Dohřev

E£-

ATT

VÚZ 5P

? 302

150 2C0

vúz

5?

p 302

200 25 C

VTJZ 5F

P 302

300

Z 41

? 205

250 350

Ľ)^Í ..... elektrostmskové svařován:' AVŤ .... svařováni' pod tavidlera

- 135 -

Pře-iehřev

í 2,/SĽr - 1Mo~) -ú-

3O0

WELO JOÍNT a—TRANSITION W M - BM £.-- BASE MATERIAL O — TEST PLATE rjG

20

C

60

TESTING TEMPERATURE [ ° C !

Obr. 1

Teplotní y-ávisloat KCV v vyhraních oblast" ES ypíije lubu z oceli 2,25 Or - 1 LIo

550T

IA

-10 10 AFTER STEP

COOLING -11

i

io

40

I

.

!

.

—80— —200 60 100 150 tf iMPaJ

Cl>r, 2

Závislost i-ychlosti tečení ne napěti pro ocel 2,25 Cr - 1 Lío rozdílné čistoty.

- 136 -

I»H'.

Jiří ftarlák

ŠKODA k.p. - ZES, Tylova 57, 3i 6 00 Plzeň T

!

CVS SVAŘOVACÍ ZAfitZEX'í, P0ľ?.ÍV4\ A í!íl VÝIIOUE r

E N EU G CTIC : tC il Z A »1 í Z E Ví

Jedním ze smíru rozvoje automatizace a mechanizace výrobních procesů v energetickom strojírenství je vývoj a využití jednoúčelových svařovacích zařízení. Xeustálé zvyšovaní požadavků na kvalitu jaderných a energetických zařízení s sehou přináší zvyšování pracnosti a průbéžiié doby výroby a tím i ceny těchto zařízení. Aby výroba byla v ekonomicky přijatelných relacích i při zvyšovaní požadavku na bezpečnost, musí výrobce provádět konstrukční"1 technologickou inovaci a racionalizaci výrobních procesii. Sn;:ii;t co ne.jvíre omezit přímý vliv lidského činitele a omezit ruční p ní c i na tni ni — mum, vede ke? snaze tyto práce mechanizovat. Vzhledem ke specifičnosti energetických zařízení je ťoriiia mechanizace různá u každý výrobce si v podstat" vyrŕíbí sám jednoúčelová ev;novr:cí zařízení. V k.u. SíiODA byla pro tyto účely vyvinuta celá fa
zařízeni

Z automatových metod, které jsou využívány u jednoúčelových sv.ii-ovfjcicli zařízení je automatové svařování drátovou elektrodou pod tavidlem a Havarování páskovou elektrodou pod t avid lem. Dále je to metod-** HIG s přídavným drátem v ochran? argonu, případně jeho směsí. Kazdo metoda má svoji specifiku a to se odráží v konstrukci tr-cbto zařízení. Zatím co svařování resp. Havarování pod tavidlem patří mezi metody s vysokým odtavovacím výkonem, která může být realizována pouze v poloze vodorovné shora resp. na svislé s t čně, ma svařování WIG v ochrání- argonu odtavovac í výkon podstatně nižší, n.le imi/e být použito pro všechny svařov-icí polohy. Na ua.šein závodě jsou v současné dobr vyvinuta a zavedena do výroby je— noúčelová zařízení pro technologii svařování poii vrstvou tavidla. Zařízení pro svařování metodou V/IG jôu ve stadiu vývoje. Jednoúčelová zařízení pro svařování pod vrstvou tuvirila

K třlcsfiia tlakových nádob, turbin a pod. jsou v maoha případech přivařovány nátrubky, Mezi kusy a dalSí rotační díly. Jedná ÍŤO včtíinou o pomčrnč velký objem svářečských prací a při zvyšování nároku na kvr.litu to vede ke snaze nahradit ruční ;.;elody svařování mui oíiaini automatovými. Výběr způsobu svařování je ovliviičn snahou odstranil •>'.'• tn\evéí:.i subjekt i vního činitele a dosálnout splnřní kv' 1 i lat ivuícli po/aiiavkii (omezení vzniku defektij, ..?!!<• ovi i v.fřní základní ito r.;at.'ľ i á 1 u , vysoký odlavovací v^kon, inalé ( Í'Í'OI; li'ce, ciiemické slo/ouí a U i . ) . !'ro touto účel bylo vj vinuto .jednoúčelové sv;ii'ov cí /. ař í/t.- n ? jiro :5V"i'ov/inj drátovou elektrodou ;o
- 137 -

sestává prakticky zo <'ly>' základních <- ;'> w t ř« Jo to předr.-vtíiTi svařovací září /.oni , klér.' je pro obě modi ť i !:;.,cc stojné a sestavu z otočné části so svařovací huhicí, podávač í ;n znřízenín, kří/.ovým iiiporU'ľ, zií"o!t:i í Jí. ei-i iavidla ;i kazetou se svařovacím dral C M . Druhou část tvoři upínací zařízení, které pro svařovaní s píetlehřevem sestává z dosky, upínacích a stuvř-cí ch Šroubu, ;>ři svalování s chla•/eníiii tvoří toto upínací /.;•.víz<;ní součást chladící soustavy. Třetí řás f j-ou řídír í o ovládací skříňk\ :i zriroj svařovacího proudu a čtvrtou ř:'st ívoľí buči přípravek pro přímé vodní chlazení vřetnizásobníku vody a Čerpadla nebo s\stéi:.' iridiiktorú pro ohřev a tavidlový nosič pro udr/ování tavidl,-; v mistr svařování. Elektrické propojení i:;ezi rotační částí automatu, ovládacími &kř ífikaini a zdrojom svařovacího proudu je pomocí krou/.kovóho kolnf,tos'U. Uspořádání otočné čósLi autoinatu umožňuje neoinezený počet ohěliíi v ódou sněrech otočení. Vodorovný ;>ohyh huliico jt- zajištěn ručn im suportcni, svislý j)ohyb suportou f motorickýp pohone:.!. Pomocí koncového s íiiače ti časového relt' se ;iři ka/dén ukončení otáčky ponurú1 lml;it:c ve svi.sl-m směru o poŽHilovanv krok. Přepnut ín na i učni řízení imižo být velikost posuvu hubice ovládána příno oli.sluhou. Jcdnoúrclovŕ 1 zařízení pro navařování pod

tavidlem

\':)Vfřovf'uií při výrobě zařízení v energetice, zejména jaderný, predstavuje podstatnou část svářečských prací, pokud ae t\ká objemu svarového kovu, ľi'evážná část navařovacích prací se \irov;'dí na stabilnícíi í'.u(.oi:irit i uov.-jiíých pracovištích. Vyskytují se vsak určite díly, kde nelze tato ^ri'covi-rt ř využít, a navařování je třeba provádět bud ručníi:! obloukovýn navařovánír;i a iiebo pomocí jednoúčelového svařovacího zařízení. Pro Havarování mezi kruhových ploch ý na. p i', čel hrdel) se používá jednoúčelové, zařízení ADF5-1 (obr. 2), které sestává z r- sloupu s pohoněn, otočné konzoly, kolektoru, horizontálního áiiportu, konzoly s vertikálním motorickým suporteiíi n svařovací hlavy s podávacím zařízením. Lze jej využít pro navařování páskovou elektrodou 20x0,5 mm pod tnvidleni mezikruhových ploch od průměru ?.00 i:nr, do 1200 ran. Součástí zařízení je zdroj proudu, řídící skříň, zapisovač: paranetni svařování a ovládací panel. Vlastní s v řovací proces je plni au( onat i zovári s v.\ jímkou odstraňování strusky a tavidla. rřenosný řídící panel dovoluje řídit celý proces přímo z místa navařnvání. ľ velkých tlakových nádob s kovanými hrdly, kúo se prováděl náw.v tiir celer, vnitřním ; ovrchu, je nutné při navařování vnitřního povrchu přerušovat navařování v místě otvorů. To přináší značné komplikace ;j::k s vlastním navařovánítn tak napojování návaríi na vnitřku hrdel a válcové části současnč s velkou možností vzniku defekt'.'.. Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje metoda t. zv. "ohraničujících housenek". Tyto housenky lze provádět !iud ručním obloukovým navařován íi1, co/ je značně pracné a neeliminuje to vliv lidského činitele, neho některou autonntovou metodou, a to zase vyžaduje oříř-lu.^né zařízení. 13ylo proto vyvinuto, vyrobeno a do výroby zavedeno jednoúčelové zařízení pro navařování páskovou elektrodou pod lavic! I. PIJI (obr. "}), s využitím zkušeností z již používaných jednoúčelových zařízení pro přivařování nátrubku. Toto zařízení splňovalo požadavky pro Havarování ohraničujících housenek na pomérnč slo'itéiľ: tvaru povrchu, t.zv. "koňském sedle". Sestává ze tří základních č.'sl.í. Je to především vlrstní navsřovaeí zařízení se sv:'i'tivac í hubicí a podáv.'icíu zařízením, křížovým siíMo

- 138 -

s výškovým čidlem, zásobníkem tavidla, cívkou pro pásku a otočný;, ústrojím. Zařízení pro uchycení vlastního navařovacího stroje v místo nav.iřování (v otvoru hrdla) je druhou částí, ovládací, říliící » napájecí zařízení tvoří třetí část. Přívod t-v. řovacího proudu a převod elektrických signálů ze stojících řídicích skříněk a zdroje sv. řovacího proudu je zajištěno pomocí kroužkového kolektoru. Uspořádání otočné části jednoúčelového zařízení uiiio/ňuje neomezený počet oi;ěhfi v obou smírech. Vodorovný pohyb sveřovací hubice je zpjištč-n pomocným suportem s ručním ovlrdáním, svislý pohyb je řízen výíkovýi:: čidlem a zajiířuje rnirno jiná konstantní vyložení p H skovO el !ik t rody. Závěr J e d n í m z h l a v n í c h c í l ů p ř i z a v á d ě n í j e d n o u š e 1 ov\. v!i z a ř í z e n í •iyi, v e d l o o d s t r a n ě n í p ř í m é h o v l i v u l i d s k é h o č i n i t e l e a tíi:i zv.víení k v a l i t y p r á c e ;s ."její p r o d u k t i v i t y , t a k é d o s a ž e n í ekonomie:.áho ei'ekt u , p ř i /.ijciidv:'ní c e l i s t v o s t i a po/.sídovuriýĽli v l a n í no; t í .-?v:wt>\ .'-iio k o v u . í'i'íno.- v ú s p o r e p ř í d a v n ý c h i.at f r i r í l ň p r o .joi.'ľ.i l.owjl-I činí cca iflC.f'Cí 1 ,-- ľčfí i> ú s p o r a i.:ezd kolem iíCO.COC,— " č s . ľ,";'vrat n o ^ t u (.•"elito /.••''• í z esi í s e p o h y b u j e koleni 1,5 r o k u p ř i p l á n o x n n é v.\robí3 (.1 • kov.'.'ch nádob r o č n í ! . Minui i i ľ í i ' o n ľ ch ekonoiiiických výhod p ř i r - p ř l t : novo v> vinuti', j e d n o ú č e l o v á , z a ř í z e n í k p o d s t a t n é m u s n í / o n í vad it / k l á c e n í prebf'•/.né d o b y . Vziiledei.) k tomu, že s v á ř e č s k é t echu<.loa.i <• j s o u p ř i vjrri'""' e n e r g e t i c k ý c h z a ř í z e n í nosnými t e c h n o l o g i e m i s vysokýiii objepuin p r á c e , j o is;-ždé z v ý š e n í s t u p n ě m e c i i o n i z a c e velkýn: p ř í n osem. I'oj-SiMiá j e d n o ú č e l o v á z a ř í z e n í j s o u z řndy i n o v a č n í c h o p a t t e n í , p ř i s ^ i v a j í cí<;íi k l e ; Í Í ! j i i z h o d n o c e n í r i n t e r i á l u a e n e r g i e , zv\ š e n í e ľ e k t i v n o . i t i p r á c e a k v a l i t y v ý r o b y . Výsledku v ý v o j e l z e ús-pí-šně v j u / í t i v j i n ý c h odvě(.vích naselio s t r o j í r e n s t v í . Použitá

literatura

1. Hurták, .1.: Při varování austenitických nástavců hrdel k telesu tlakové nádoby reaktoru VYER 440 na montáži Zváranie č. 4., 1984 2. Barták, J.; Zlčkner, J.: ľechanizovnná a automatizovaná pracovišti pro výrobu jaderných zařízení v k.:i. í K ODA Strojírenská výroba č. 4., 1985i str. 313-3*' 3. B;
- 139 -

Obr* 1

Jednoúčelové zařízeni* pro p:vi varování nátrubků

- 140 -

Cbr» 2

Jednoúčelové zařízení pro Havarováni meziloruhov^ch -ploch

- 141 -

o o

o *O O

O

O

>

O O

.a O

142 -

log, Jaroslav Kraft, Ing. Miloslav Raboch, CSc» Skoda k.p. tfVZÚ, Tylova 57, 316 00 Plzeň OPTIMÁLNÍ TECHNOLOGIE SVAŘOVÁNÍ ŽÁRUPEVNÝCH DOPRAVNÍCH VÁLEČKU PRŮMYSLOVÝCH PECÍ

S rozvojem techniky roste počet případů, kdy je materiál vystaven působení napětí při zvýšených teplotách. Je tomu tak napr„ u enrgetických zařízení, jako jsou parní a plynové turbiny, válcován a hutnických zařízeni, jakož i průmyslových peci. Na celém světě se neúnavně hledají nové žárupevněgší slitiny a k jejich zkoušení jsou voleny stále přísnější metody, které by více odpovídaly složitým poměrům při skutečném použití těchto slitin* Protože i k»p* škoda Plzeň zajišťuje výrobu značného množství zařízení a součástí ze žárupevných materiálů, bylo započato s intenzivním yýzkumem těchto materiálů* Výsledky- které byly a jsou uveřejňovány ve zprávách, a odborné literatuře, dosud nedávají dostatečné odpovědi na chováni materiálu při dnes požadovaných provozních teplotách a napěti* Je proto nutné v některých případech zvážit možnost využiti zahraničních; materiálu, které splňuji požadavky na provoz daných zařízeni* Současně ale je nutné urychlit výzkum a vývoj tuzemských materiálů a jejich zavádění do výroby* Závod Klatovy, k.p. ákoda Plzeň je nejdůležitějším výrobcem palivových peci v GSSR* Vŕrobou palivových pecí se ve větším měřítku zabývá pouze VZKG Ostrava. V rámci oboru průmyslových pecí vyrábí závod široký sortiménti pece komorově s pevnou a pohyblivou nístějí, pece vozové, válečkové, krokové, karuselové, sklářské, tunelové, speciální, poklopové a náhradní díly* Tyto pece se používají převážně v hutních provozech, zejména pro ohřev před válcováním, '" '- — -••-*—s.—*-.* _*i -^-t ---.-.•- — -^ ,Vlastni válečková pec je podélně rozdělena na jednotlivé zóny dle požadavku náběhu a střídáni teplot působících na procházející materiál* Přeď a za pecí zůstávají prostory pro ukládáni a vyjímání vsázky* V příčném řezu má válečková pec zhruba eliptický profil s tangenciálně umístěnými hořáky pro dosaženi vířivého způsObu spalováni při němž je nejvyšší účinnost přestupu tepla* Středem prostoru válečkové pece jsou příčně uloženy dopravní válečky, na nichž je tepelně zpracovaný materiál transportován* Radná funkce dopravních válečků je podmíněna jejich umístěním v oblasti s max* teplotou v peci a proto musi být zhotoveny ze žárupevné oceli vysoké jakosti podle druhu pece* Ze strany pohonu je váleček v podélném směru uložen pevně, na straně opačné, kde je pouze

- 143 -

podepřen, je uložeu. posuvně pro aožnost vyrovnání délkové dilatace válečku vlivem změny teploty* Váleček .je svařen z několika částí, opracován, staticky a dynamicky vyvážen pro předpokládané použití v nepřetržitém provozu* Jednía z důležitých p^-obltmů je i ekonomické a dokonalé svařováním Touto probleas sikou t e nabývá ve velmi úzkém a omezeném rozsahu i tato p:?^.c-v....

Z

STAY A VÝVOJ TECHNOLOGIE VÝROBY DOPRAVNÍCH YJĽEÔKU A VLASTNOSTI POUŽÍVAJSÝCH Dopravní válečky průmyslových pecí, obr* 1« se skládají z OL trubky, poz,, l s do které jsou z oboustran nalisované staticky lité kužele, poz 0 2, ve kterých je nalícován a zavařen čep, poz 9 3« Svařuje se na kladkovém polohovadle, které má vlastní regulovatelný pohon otáčeni*, Základní materiál válečků se volí podle jejich zatíženi a tepelného namáhání v těcíito jakos-

tech: 25/2O§ 25/358 18/8, 25/35/Kb, 18/36, 2V24/m>, 28A8/5»,

28/36/5W« Přídavné materiály se používají zejména ve formě '. obalených elektrod pro ruční svařování elektrickým obloukem, ale i ve £ o zrně svařovacích drátů a tyčinek pro metodu TIG* Pro svary namáhané nižšími teplotami a základní materiál dp jakostí 25/20 se používají přídavné materiály tuzemské GSK 05 5117 - elektrody 0 2 S 5 až 5 && a pro svary namáhané vysokými teplotami a základní legovaný materiál se používají přídavné elektrody od fy UTP potřebné jakosti* Při zjišťování základních fyzikálních a užitných vlastností nových materiálů^ kterými byly slitiny 25Cr48N15f a 40Cr6GNiFe.0e bylo konstatováno toto: materiál 25Cr48Ni5W, tab t I. splňuje požadavky na hodnotu pevnosti při tečeni, ale pro dlouhodobé použiti pro teploty v rozmezi 1 100 az 1 156 °C je z hlediska žáruvzdornosti problematický* Naopak slitina 40Cr60NiFeCe vyhovuje z hlediska žáruvzdornosti spolehlivě i pro teploty 1 150 až 1 200 C, ale její pevnost při tečeni však leží pod hranicí stanovenou konstruktérem pro dimenzování dopravníkového válečku. K těmto základním materiálům byly hledány i vhodné přídavné materiály* Ze 4 druhů přídavných materiálů firem Thyssen, UTP, Skoda, Kovohutě Rokycany, tab y 2> které byly zkoušeny a vyhodnocovány, bylyîoporuceny přídavné materiály zahraničních firea Thyssen a UTP /!/• U všech druhů svařování dochází vlivem ohřátí k degradaci základního materiálu* Tyto změny mohou být nepříznivé a trvalé* Nejčastěji jde o změny struktury vyvolané ohřevem a chladnutím, o vznik pnutí vyvolaný změnami teplot a o změny rozměrů a tvaru, U žárupevných ocelí požadujeme stejně jako u jiných! materiálů, aby svar měl vyhovujzcí mechanické vlastnosti* Kromě toho je požadavkem, aby svar m$l stejnou žárupevnost jako má základní materiál před svařováním*

- 144 -

U austenitických ocelí je treba zajistit i dostatečnou odolnost proti praskavosti za tepla pri svařování* Z tohoto hlediska je velmi důležitá volba základních a přídavných materiálu, ale i volba správné technologie. Typickým požadavkem na žárupevné materiály je schopnost odolávat mechanickému namáhaní za zvýšených teplot. Síly působící na součást mohou být buä vnejša* nebo vznikají přímo v součásti a projevují se jen vnitrním pnutím, o o 3i NÍVRH OPTIMÁLNÍ TECHNOLOGIE DOPRAVNÍCH VJEEOKIT PRŮMYSLOVÝCH PECÍ Vzhledem k nutnosti použiti materiálu zahraničních firem je nutno uvažovat o využití jiné technologie* Návrh technologie svařování musí respektovat zadané požadavky na konstrukci. Je nutné dosáhnout dobré pevnostní charakteristiky svarového spoje za normální i pracovní teploty, plynulý přechod mezi základním a svarovým kovem a zamexit vzniku trhlin v oblastech ovlivněných svařováním* Důležitá je volba přídavného materiálu; Je snaha volit svařovací elektrody se stejnám složením, jako má základní materiál, ale jsou přípustné a onohdy nevyhnutelné i snačné odchylky od tohoto pravidla. Vždy se ovšem přihlíží k tomu, aby svar měl pevnostní vlastnosti úměrné základnímu materiálu. Je však možné použít i technologie, která odstraňuje používání přídavných materiálů. Důležité je potom správně zhodnotit z konstrukčního ,technologického a především ekonoaického hlediska použití takových technologií* Na základě provedeného rozboru možných#technologií pro svařování žárupevných dopravních válečků se jeví zejména pro kvalitu svarového spoje, pro zlepšení pracovních a hygienických podmínek a pro snížení pracnosti jako nejvýhodnější použití metody svařováni elektronovým paprskemí Výběr této metody byl uskutečněn s ohledem na možnost svařování v kooperaci se závodem ZBS Skoda-Bolevec, kde je zařízení instálovánov Jedná se o zařízení zahraniční výroby EBff 5002/15-60-CNC* Zařízení pro tuto teohnologii, obr* 2, se skládá z elektronového děla, v němž se vytvAří úzký paprsek elektronů, které jsou urychleny vysokým napětím (30 až 180 k V ) . Paprsek letících elektronů je pomocí elektronové optiky, působením elektrostatických a magnetických polí, vytvářených soustavou cloň a magnetických civek, tzví fokusačnich čoček, ^koncentrován, nasměrován a urychlen do místa svaru* Ve vzduchu tento proces nemůže probíhat, protože rychlý pohyb elektronů by brzdily molekuly vzduchu,'Proto áe zapotřebí vysokého vakua, alespoň 1-33*10-2 až 1.33.1O""-7 Pa. Svařovaný předmět je proto umístěn va vakuové komoře a áe pohybovými mechanismy ovládanými zvenčí posunován nebo otáčen tak,

- 145 -

aby svařováni mohlo pokračovat po dráze určené průběhem svaru /2/« Volné elektrony se získávají jejich termoemisí z rozžhavené kovové katody. Zrychleni elektronů se dosahuje elektrickým poleffi s velkým rozdílem potenciélu mezi katodou a anodou, Hustota emitujícího proudu elektronů z rozžhavené katody je dáaa vztahem >•

2

i = Á T e

2

(A csT )

/2/

kde i je hustota elektronů vytvořených emisí z katody, A, b jsou konstanty cdvoseaé z Swantoyé teorie, T je absolutní teplota katody a e je zaklad přirozených logaritmů. Je vidět ? že zvýšeni hustoty emise elektronů závisí v největší míre oa teplotě katody a tedy na velikosti žhavicího proudu /2Ä Technické parametry zařízení: svařovací výkon 15 kW urychlovací napěti 60 kW rozměry vakuové komory 4000x1200x1050 frekvence kmitání paprsku 1 kHz amplituda rozkmitu paprsku 0,55 nim Svařovací pohyb vykonává stůl ve směru osy x a y a to v ose x o 1 200 ©m a v ose y + 200 mm* Otáčení v ose z je s plynulou regulací otáček. Elektronické vychylování paprsku je v úhlu X /j.°# Lze svařovat materiál do tlouštěk 40 mm* Cena svářečské hodiny je 300 až 500 Kčs. Pro výběr optimální technologie svarových spojů dopravních válečků je nutné provést komplexní zhodnocení těchto svarových spojů, které lze získat krátkodobými a dlouhodobými zkouškami. Krátkodobé zkoušky jsou zkoušky časově nenáročné, které mají informativní charakter, udávající, zdá vznikly svarový spoj je vhodný i pro dlouhodobé zkoušení. Zkoušky jsou prováděny na zkušebních vzorcích při normální teplotě* Dlouhodobé zkoušky jsou zkoušky probíhající v časovém rozmezí 10* až 10^ h« Jejich výsledkem jsou hodnoty udávající chování materiálu při dlouhodobém zatížení v daných provozních podmínkách, ke kterým se blíží nebo jsou zcela shodné. Mezi tyto zkoušky patří zkouška pevnosti pří tečení a zkušební provoz několika svařených zkušebních válečků* V rámci experimentálního programu lae rozdělit prováděné zkoušky do 3 etap. Dosud byla dokončena 1* etapa zkouá©kt jejichž cílem bylo určení vhodných přídavných materiálů

- 146 -

pro ruční svařování obalenou elektrodou a svařování metodou TIG. 3yly dokončeny krátkodobé i dlouhodobé zkoušky, jejichž výsledky, které jsou uvedeny v tab. _3t vedly k určení nejvýhodnějších přídavných materiálu zahraničních firem Thyssen a UTP. Z tohoto důvodu bylo nutné hledat nové technologie svařování. To dalo podnět k druhé etapě zkoušek^ jejichž cílem je ověřit možnost použití technologie svařování elektronovým paprskem na zvolený základní materiál '. 28Ni48Cr5W, tab* 1« určený pro provozní teploty do 1 150 C< V této etapě byly dokončeny krátkodobé zkoušky a po jejich vyhodnocení a porovnání s hodnotami krátkodobých zkoušek z předešlé etapy bylo přikročeno k dlouhodobým zkouškám, které nejsou dosud ukončeny. Současně s těmito dlouhodobými zkouškami byla započata 3. etapa zkoušek, jejichž cílem je určit možnost použití nové technologie i pro další druhy základních materiálů určených k jiným provozním podmínkám. Ve 2. etapě experimentálního programu byly dosud provedeny tyto zkoušky: 1) zkouška pevnosti v tahu 2) zkouška pevnosti v ohybu, 0 t m u 21 3) zkouška rázem v ohybu KCV, VŮZ 2S 4) zkouška makro a mikrostruktury Pro tyto zkoušky byla svařena trubka o 0 220 mm a tloušíce stěny 18 mm, z níž byly odebrány Vzorky pro jednotlivé krátkodobé, ale i dlouhodobé zkoušky. Výsledky dosud provedených zkoušek svarových spojů elektronovým paprskem jsou Dorovnány s výsledky odpovídajících zkoušek svarových spoju provedených svařováním obalenou elektrodou, jejichž hodnoty dokumentuje tab. 4. Z porovnání hodnot zkoušek v tahu vyplývají lepší ukazatele pro nově volenou technologii. Výsledky zkoušek pevnosti v ohybu, kdy nedošlo k porušení zkušebních vzorků ani při max* ohybu 180 dávají rovněž přednost nové technologii. Výsledky zkoušek rázem v ohybu KCV, VŮZ 2S jsou shrnuty v tabj ^. Hodnoty uvedené v tabulce pro svařováni elektronovým paprskem jsou získány dle předpisu zkouáky VŮZ 2S, tzn«, že vruby na jednotlivých vzorcích jsou v přesně stanovených vzdálenostech od hranice přechodu mezi svarovým kovem a tepelně ovlivněnou oblastí. Ostatní hodnoty uvedené v této tabulce byly získány zkouškou v pouze ose svaru. Nelze tedy přímo srovnávat jednotlivé hodnoty^ avšak celkové porovnaní těchto hodnot ukazuje na velký rozdíl mezi novou a původní technologii a lze tedy u původní technologie předpokládat snížené hodnoty v celém rozmezí zkoušek*

- 147 -

ručně oba~ lenou elektrodou ij •J/'J ; přechodu •"f j-; p f o b i :.:ľ-t.i« Jsou rozeznasvarového kovu e. t-f^řlrií- c v t e l n é j e d n o t l i v é svo.roVó ho f 1 ^ •:" íi. '.'"• Cbi ust svarového kovu ; j e poměrně š i r o1k á , jbr^.- j, Ob)':..- ._ c o •"• ::?03trukturu by bylo' možno pózo re V Í l • • .. .vpoje " e2 >ktrc;dou fy Tessen. M a k r o 5 \:.:->:\zt^:

: - ;• . :•. z-:

7

L :

no•

\ ;

.•..j.

Na

o l r ,

_•; u-

•

'

•

teukíura svarového sporčoiióho elektronovým v .v:~t a v c-n i základního vým kovem vzniklým tepelne ovlivněnou tována nutnost p ř e s n é ; 3.o x ifcost j e j i c h přesného 1 ' čteny žádné nscelistvos—

-.•'.•• ' -

; j e vybr ! :.r/ : 'h•'.""''•....•' • . ; ; p a p r s k c :•> "';: •. • • • •. . < J ;• v m a t e r i á l u ; Mr--,.rú.u . ; / o'.-; •, ••: p o u z e nat.vv • ;;.í.r- z.^> U-dn • b c o b l a s t í j:->ou nc-v.f.:Vi'äo.éc J e h o o p r a c o v a n í .^va.vových : " l c s e s t a v e n í . íJ tc-h.--o •••.-••;,-.• r-

ti.

Pří

• . . V Z'.:'... . ,'• :

Pro 3, e hů materi 1lilu,. ní po dm .Ľo.. r/u

!; % " vi i í n r h o ... '..OV hraxiici

. :• • .I'.-, . . ;;•!:• ;.-

:

i ;.oh'oo rozdílných . ;....:..: ::uacú přednosti "J . . --.v:, ''.'-TÍÍ paprsken e b;.".y .•vr./;-;ny vzorky z d a l š í c h druK'.--.::'cíiz r;, ix č í t á oro j i n é •orovoz:

•:.ar:K

•v7 vr.'jš" (?' ?05 ciDj v n i t ř n í 0 180 mm, 2)

; ..•

ole•:-•.„.. . .

,;i.' r 1;. C' B.nij v n i t r n í 0 160 mm, •;•.;• k-.:;.oíř jakost 42 2955

s vy-í c. •;. . 3) s ta t i okv 1: -}::!>..-"•<(•; <-i? ?9í.>5 + Gtaticky l i t ý kuž e l 9 ja;'.OB Pro porovnání byly ,aké v--rob eny s t e j n é vzorky, k t e r é !.ou ..--?'irfcroiou UTFř t " byly s var-.-.-n y .-••;..'ní obale" . . ! '

"

•

:

5 . D I S K U B S V?.,;':;:.f;;; Z dosud známých výsledků zkoušek pevnosti v tahu, ohybu, rázem v ohybu KCY a ::::ouiek makro a raikrostruktury lze kon; statovat, i a vybraný materiál 28Gr48Ni5?. a použitá technologie svařováni elektronovým papr-3kemt je velmi vhodná pro výrobu dopravních válečků spalovacích pecí, pracujících při teplotách 1 050 az 1 10C °G, Hodnoty zkoušek, které daný základní materi•;! vykazoval, jsou vyhovující pro použití v nejnáročnějších provozních podmínkách. Svarový spoj vzniklý po svaření základního m H t :-:>'\ álu •:• lok tro novým paprskem, má p pro použití v těchto p provozních rovněž všec n.v prcvipoklady p zmíněů výše í podmínkách, Lz<- trk sou l i t jednak z výsledků ý ý ý l ž í ké ných zkourr-k, »/>; ť rých ialžích výhed, které tato tochnolofi^ ].'••: m..U ľ-T.t:í mezi ně malé tepelné ovlivnění základního nnte-riá] a předejvsíra skutečnost, že odpadá používání pr1L.i3vn.yc N a v r n c v r j r . • > . *•-.-<; xologio vjk:izujr menší napětí, deformace,, strukturní -.rr.C yy o^c^íSení cpojovinýc'r. c&teriálu é a dosahuje ce jomn---j;:í struktury svarového cpoj vlivem vyšší rychlosti ohrevu a chladnutí*

- 148 -

ZÁVĚR Z výsledků provedených zkcuřek svarových spojů vyplývá, že navrhovaná technologie je vhodná pro výrobu bopravních válečků. Rozhodujícím činitel?;^ pro určení výhhodnosti této technologie $e velká materiálová úspora" v oblasti přídavných materiálu a tím i velká úspora devi» zových prostředků. Tato úspora vyváží všechny zvýšené náklady v přípravě výroby. Dalšími faktory ukazujícími na vhodnost použití jsou zvýšení provozní spolehlivost, zlepšení hygieny práce' a pracovních podmínek a v neposlední řadě i úspora el. energie* Navrhovaný způsob svařování patří v současné době mezi špičkové technologie. Určitou nevýhodou jsou dosud poměrně vysoké náklady na zařízení, spojené především s nutností zajistit pro provedení svaru vakuum. To omezuje vzhledem k nutnosti použití vakuové komory, rozměry výrobku. Pro další vývoj těchto zařízení je snahou konstruktérů navrhovat taková zařízeni, která umožní svařovat v méně náročném vakuu a také umožní svařování rozměrných svařenou. LITERATURA / I / Kraft,J», Roch,J.: Ověřovací zkouáky svarových spojů dopravních válečků austenitizačni pece, výzkumná zpráva ÚVZÚ, 1986 / 2 / Kuncipál.J.: Nové technologie ve svařováni, SNTL Praha, 1984

- 149 -

3 2

DOPRAVNÍ

A

VALEČEK

1

B

2250 3290

VJl

O

V O L TRUBKA

- STÁVAJÍCÍ'' TECHNOLOGIE

^ KUŽEL

g - NAVRHOVANÁ TECHNOLOGIE

3 "ČEP

Oór. 1

STAŤ. LITV

ÍÔ/3G

2 3

\ I/

Obr.2

—

Princip svařování elektronovým paprskem 1 - katodat 2 - anodě, 3 - fokueacní čočky, 4 - vychylovací systém elektronového paprsku, 5 - elektronový paprsek, 6 - svařovaný základní materiál, 7 - pohybový mechanismus umístěný ve vakuové komoře

Obr, 3 Uakrootruktura svarového provedeného elektrodou L - 151 -

o

c

j Krve K

Mn

j Předpis j chem.siože-

1,00 [max :max 1 1,50 ! 26,0046,00

i

„

i H!

,

1,50 !0,030; 0,030! 2,00 '26,00

/OJ

(Obsah prvku j v tav bé I J /u71

!__

,

\Prye k

ElGktrodaX Thyssen UTP Rokycany Skoda Tabulka 2

,*••.

Í-JI,

y\

-

!

i

O.-)v

IV

...L.

Chemické siožs&l materiálu 28 Cr 48 Ni 5 W

'"V

x

i"""

JU,oUi

|0 ř 020iQ006} 1,67 I 262?

/oj

Tabulka 1

JVi

r

i

_

i i

Mn

Si

P

S

1 - —i i

r

Ni

W

Mo

í

Co C u

29,6 4721 —

489 14,4 Qp2

0,10 1,28 1,34 Q022 Q002 30,0 49,21 —

5,12 12,9 Q03

—

0,20 3,55 Q04

0,46 2,06 1,33 Q029

qoo3

0,02 0,06 1,15 Q009 Q06 20,0 74,96 0,02 1,25 Q008

19.7 7750 —

Chemické složení přídavných materiálů

—

1,40 Q12

Svařováni elektronovým paprskem

Ol

co

o

cn

IS)

cn co

t-O

cn cn

co cn co o

<

4a H S.

cn CO

cn CD

co

_^ (JI

o 3 3 cn

H ro P I

O

Svařování elekrodou

•

Thyssen 1

o

-i

cn

co

cn co

cn

co

cn 00

o

(~~>

3^ <

a

«•

<

Svařování elektrodou UTP co

cn

cn

o

cn op

1

co

(fí

Svařování elektrodou Thyssen

M

I

o

ta

a

--*

co

ô

co o

•t-

cn co

cn 2 ľ ZO o 3 3

3a

Svařování elektrodou U T P *-

co

u>

co 3 3 cn 3 ^

ts) OO

O

o

00

S34 O

"g CJ.

C

-í

O

0

M

•a %

3 o

OB

eni vy

00

en en en .f-

Q N<

oo

en en en en O 00 -F-

00

co

Q N«

oo

e

NJ 00

OO

^cn oo "cn

"co

ín

i/í

co

jčn

.čn •

i

O "*"*

r •

O

o

3- <

^

co

en o

^>

•t-

o

o

D

-t

C7>

cn "co

co

r

K) C

a>

95;

f

p.

3.

N

I

o

j

í

Í

í> ^J / '^ ^^ ^

sen

Svařování elektronovým paprskem

o

cany

I

2. co /

3J

cn co i

Í L K f ^ fí)

a N<

2 • S

R" 5

Ing. Rudolf Kovařík, CSc VŠSE, Nejedlého sady 14, 306 U

Plzeň

OVERENÍ VLIVU SVAŽOVÁNÍ TECHNOLOGIÍ VIG NA ODOLNOST PROTI MKK AIJSTENITICKÝCH NESTABILIZOVANÝCH OCELÍ TYPU Or - Ni, Cr - Ni - lío.

?ři výrob? zařízení pro jaderné rychlé reaktory se ve ové praxi původně používaly stabilizované austenitické oceli. Vzhledem k trhlinám v tepelné ovlivněné oblasti svarových spojů, které vznikaly následkem preeioitace jemných částic karbidu niobu při provozních teplotách 590 C /í/, se od stabilizovaných ocelí v případě tlustostěnných díl1* rychlých .reaktorů ustoupilo. V USA se přešlo na nestabilizovanou ocel typu Aisi 316 nefeo bezmolybdenový typ Aisi 30A, v MSB se pro komoonenty rychlých, sodíkem chlrzenveh, reaktorů používají! oceli X6CrNi18 11 a X6CrKiMo17 13 /1 , ?/, tedy oceli srovnatelné s uvedenými typy Aisi. Obdobné Čsl. oceli jsou nestabilizované korozivzdorné austenitické svařitelné oceli 17240 typu Cr - Ni a 17352 typu Cr - Ni - Mo. Obě tyto oceli jsou odolné proti nezikrystalové korozi (MKK) u svařených plechů do tloušťky ca 6 mm /3, ^/. S ohledem r:a svarové spoje je u ocelí pro rychlé reaktory u západních ocelí sníženo přípustné znečištění fosforem L na 0,030 °'-> resp 0,0?5 '?' u svarového kovu a sírou na 0,020 ° - resp. 0,015 ? u svarového kovu / 2 / . Doporučovaný obsah uhlíku je 0,07 až 0,03 *•« Při výboru přídavných svařovacích materiálů se dbá na dodržení obsahu 5 "' feritu ve svarovém kovu / 1 , 2/. Chemické složení uvedených ocelí je v tab. 1. ITKK u nestabilizovaných austenitických ocelí může být vyvolána pomalým chladnutím po rozpouštScím žíhání, vyhřátím dílu na provozní teploty nad 600 C nebo ovlivněním v rozsahu teplot 350 až 850 C již při výrobě. 3 posledním případem je nutno počítat zejména při svařování rozměrných dílů, kdy nelze provést rozpouštřcí žíhání po svaření, které by zabránilo vzniku MKK. Nebezpečí vzniku EPÍ závisí i na mřrném tepelném příkonu svařování, na technologii svařování, svařované tloušírce a tvaru svarového spoje. Účelem provedených zkoušek bylo ověřit vliv tepelného ovlivnění na odolnost proti MKK při svařování metodou WIG ocelí 17240 s 17352 o tloušťce použitelné pro jaderné komponenty. Byl měřen i obsah feritu
- 153 -

7 obou stran pásu byly ni povrchu :;• 10 x 1 ~*y zm ve středu oásu navařeny wolframovou elektrodou v ochranné a taosf^ře arr;onu bez přídavného materiálu tři svarové housenky, ftíírný l.epeiný příkon svařování byl 18,6 kJ.or.i~ . Che.nick^ složení zkušebního materiálu je uvedeno v tab. 1, svinovaní pa~ rnaip'.rv jsou v tab. ?. Vzorky pro zkoušku MrľK byly umístěny vzhledem k po d-'11 n* ose svaru v odstupňované vzdálenosti od sebe po "5 mni, takž.e byl vyzkoušen přetaveny svahový kov, celá ľOÔ i z á V adní êpleia neovlivněný materiál. Vzorky 12KK byly orientovány kolmo na sračr válcován:' pásů. Vyříznutí V7,ork'° a jejich příprava byla provedena podle no.x-.iy GOST / / ^0 7?-75 ';-.' ^ro každou zkoušenou variantu byly použity tři vzorek porovnávací. c

/

Odolnost pr^ti LŕKľK byla zkoušena metodou yi / ;. , část 1 v7, • ~ků byla zcjtlivčna iniciačním ohřeve:: 650 C /1 h/vzduch, druhá část vzorků nebyla zoitlív^ra. Vizuální hodnocení po ohybu vzorků !<"T bylo doplněno kontrolou kapilá-ní metodou barevnou detekční kapalinou, kt«rá se rovnčž poulila při z,;\^~'v'ni trhlin za horka na navařených pásech. Obr.ah íeri J u / byl m^řen na příčném řezu zkoušených pásů n to jak v zák 1 adnÚT: materiálu, t?k v celín ^varov'm spoji. :' mxř, 7/, kde rvn.rovi' spoje nízkouhlíková Cr - Ni oceli modifikované iriolybdonem vykázaly nenš' náchylnost k VXK než spoje z oceli bez molybdenu. Zde je vř.ak nutno poznamenat, že v oxidačním pror. t rodí inol7/bdon :nůíe mít opačný vliv na odolnost proti MKK. \l oceli bez molybdenu se provedeným zcitlivčním zasáhla teplotní -'blast náchylnosti k MKK. Stejná teplota byla sice dosa/.ona v TOO i při svařování, kdy však nebyl dostatek čapu k vyloučení dostatečného množství karbidů typu •'r)-xr^ T>o hráni cích zrn.

- 154 -

r ; , zmoučenou n o m o p; ainu / B / pro použil:ó , - 1 ',6 k cm lze •'vrientařnř n; 1 ••'. ram a teplotu přeďehřevu ?0 čit, že, pro HOC rozhodující doba ochlazován' z teploty í-;rv } na 500 r bvla r>ouze 6 sec.

°ři míření obsahu feritu y d n* nebyl zjištěn rozdíl aezi •elí 17^40 a 1735?. V základním materiálu nebyl po rozpou: zjištěn ani těcítn žíhání namířen Sodný ferit (f'. Nebyl z< po svaření, stejné tak v TOO. Kov přetavený p * '. svařování obsahoval malé množství feritu O B to v roz.iez 0,3 až •? , * ôdobná E o n í obsahu feritu byla zjištěna v orrci / ? / . ľ." í r v/?, zvýšení obsahu feritu v přetaveném s v a r o v é kovu oproti z;'íkl aďnímu materiálu lze vysvětlit menší ry-^hl vr'nf po svaření ve srovnání s rychlostí ochlaz po poušto*cím žíhání. 3. Trhliny Kaoil ární metodou bylo prokázáno, že pľ':i oouži tých parametrech svařování nedošlo ve svarovém kovu ará v tepelné ovlivnon^ oblasti ke vzniku trhlin.

denó zkouška ukázala, že nimulovar .y nvarový metodou V/JG m ocelích 17-°40 a 17352 o tlour tce 1 run riezT)-r.obil zhorňení jejich odolnost.] pro.ti MKK. . • i iiv . u e -. . • ká doba setrvání TOO v teplotní oblasti je j ' h o vzniku. ;l o dinová prodleva na teplot? 650 C však již brla u ocel" W?£: dostatečná ke vzniku I.TKT, zatímco u oceli ľ/ 35° s molybdenem nedošlo k MKX ani po tomto zcitliv?ní. 7 hlediska VY.K je proto při svařování díl1^ rr^chlých reaktoi ů vhodnější dá'při tlour-tkách do 15 mm přednost oceli 17357 . "'retaven'm základního materiálu svarem metodou VIG došl o k mírnému zvýí-ení obsahu feritu a ve svarovém kovu, trhli ny nebyly zjť št?ny. J.

- 155 -

l S

J

Í±

iteratura /1/

S c h u l t e n , T\ : Schw. u. Schn. , 23, 1971, "i. 8, s .

/?/

Wnllner, F. : Weldinp i n Nucl. Eng. DVS B e r i c h t e 32, 1974, s. 195.

/V

NsSvrh normy ř-STI 41 72^0,

1972.

//}/

Návrh normy ČSN 41 7352,

1972.

/5/

Norm-3 G0«3T 6032 - 7 5 .

AV

?ľíhal, V. : Z v á r a n i e , 28, 1979, č. 5, s.

H/

Žídek, IE. , Č í h a l , V. : Kovové m a t e r . , 16, 1978, £. 6, s. 68?.

/:-!,-'

Hrivňfík, I . : Proceedings of 11th I n t . School of Weld., V^TZ B r a t i s l a v a , 1978.

/:)/

Šinál, J .

, Benko, B. : Zváranie,

- 156 -

167.

137.

28, 197S

č. 5, s.

137.

Tabulka ••. 1 Chemické složení o c e l í pro e n e r g e t i k u / I , 3, 4/.

Chemickí s l o ž e n í

£hmot. °'^

Ocel Cr

Mn

Si

304

max. 0,08

max.

max. 1,0

18,0 8,0 20,0 11 ,0

-

max.

2,0

Aisi 316

max. 0,08

max. 2,0

max. 1,0

16,0 10,0 16,0 14,0

2,0 3,0

mar. 0/30

X6CrNi18 11

0,04 0,06

max. 2,0

max. 0,75

17,0 K,,0 19,0 12,0

max. max. 1 0,50 r. 0T

X6CrKiMo17 13

0,04 0,06

max. 2,0

max. 0,75

16,0 12,0 18,0 14,0

2,0

max. 0,045

ČSN

max. 0,07

max. 2,0

max. 1,0

17,0 9 , 0 20,0 11,5

_

max. 0,04 5

zkouSka

0,05

1,84

0,39

18,5 10,7

0,07 0 , 0 1 3 c,

OSN

max. 0,07

max. 2,0

max. 1,0

16,5 11,0 18,5 14,0

2,5 3,0

max. 0,045

zkouška

0,06

1,84

0,37

17,5 12,7

2,6

0,014

Aisi

17 24 0

17 35?

- 157 -

Mi

Mo

C

?>

J

Tu' 1

?
r í

-on r i n ? t ^ y p ř i 7,kou$oe

' ^ ^ -Vnľ'OVT.'íí

sí;ejnor;i*rny

TPOlld

p " í má

Vl~vi*-,n cloktrocy îshoti

Lír: -5 00

T---or.il f

J

•^9,95 vodorovná -

" 1 ? l "l,'.T r " h u b í r-e f'.-'^-V^V! f ľlLT;^

10

r.pof-cbn ^rôiu

10

T/.rain" 7

""ou/.i. tý prouí Z" •'-7

130

"•oníi h- mp^bí

36

/"Vj

^y^hlnst sviřnv^n'

[^m.^nirT J

-

158 -

r!

shora

•i-'-...

T.' r o " S "*" O '"

ry r t:-' rn-";';;v r -• " r _

•• ' V

,, rintcvv:

+1

ř

•' C M i a

:• v : • ~ •.

:'.

UV?-

~ i.rdnoc-c-

• v.-:

L

: Y

v " c

; - c ..c-r:iz. •

:

' •J

l

.

-,,..'..

T'

r."-;-'-d ",;rŕ,r

p a-.'-

; ••

'

.- •:.'i.:v

. .

.• i

'

;

•

>

..i

^ .'

v

V- *•--v.;,'-;!!

' •

-

~ . -*

-LOÔ-

1

•

•

•

'

:

•

- t - r T. oty ivíž-i lov-'a ; ; , c:"- jřOU >1- r t n-" e^

•• o v ' - ! .

, .J

L:

.

"• v;'....-r-.jr/' u.-ľ; -'í t z v . :. ; . .: — :ic .•:„, v-. - t - r i o '.-'i-..-.v l..;:.';y v y p l ň u j í d o l á v a j v i-.i : : . u t r r i a l u , n : ..c -v -r- :-:y^ . :.-T.:.': ^ : r V o n - V i t / '

1.4-

.;

•

"••••_•'-••• ľ o ^ o r 1 r i •. V . o r . . - . . : -'Iní v ' 1. r:.~7l c ť . 1 n;'.c r *. 1 ; ' ' "U " ' ' n : "v n ľ

:

160

-

Toto joiinimrlizace vůlí p-jk vede nejčastěji při startu motoru r> při extrémních režimech k nahodilým dotykům břitů v. protidetpilu, což má z-:- následek v důsledku tření ĽvlvtĽÍ oteplení břitů a tedy i celého rotoru. V některých případech ppk nuže dojít k mechanick' a tepelné deform, c i hřídele zpravidla prohnutím včetně rozvážení v d'aledku mechanického napíti a nerovnoměrného rozložení teplot. ITácledky těchto deformací se projevují jednak zvýšeným přenosem sil vibracemi^do statoru, porušováním dalších břitů 3 konečně odbrukováním břitů o protidetail, s čímž souvisí 1 nežádoucí zvětšování radiálních valí r snižování "'ěinr.certi. Je n ním z rozhodujících prostředků j::k znl-ránit poškozování "r ritů a v ľ> e ni souvisej ícír. negativním jevům a. při t on losáhncat optimální velikosti radiálních v*li i,-:- volba vhodného 5.-: t e riál u pret idetailu. Tento materiál by měl být dohľe tepeln- vodivý a relatívne n^k-iý, jr.ít dobr:' třecí vřfctr-Oírti a nem?l by v kontaktu z bří ty podléhat destrukci 0 ne 1J o vy dr o 1 o v árií. V ;.!in.íloati byly v konstrukci motorů v;alter používány 0 t-r-Guící V''r;telky no bázi olova (do 1 ? 0 G ) a kovojrafitů (do 4 7 - O c j \ Obě řešení vykczr.jí řadu technoloîcko-ekonomických ;2-:dc.?tatků v neneznocti zabezpečení adekvátního připojení výstelky 1: nosnému statorovému poizúru dostaíečn r pevnou x^t-lurîckcu vazbou s přiměřenou ekonomičnoctí výroby. Olovené výstelky se vyrábějí vyléváním roztaveného olo•!•-. o čistotě ?b <j9,?5% dle CJZľ 42 3701 do n-zikrnží tveřeTk'bo těleacc. pouzdro a techr.ologickým trner. c více r.e" 2 0 0 ' přídavky ii-. opracování vzhledem k nominální tlouítce výstelky. Y.e zvýífrií s-T-áělvoc*! a přilnavosti se ô::z.r ::ra galv^ni:* ky cínují a p-êdehřívají před vyléváním si _ia 2 -0°C. Kovografitové výEtelky se vyrr'b"jí slibování.i a soékánÍK rr-r-kové mědí (80-8350, olova C , 5 - 7 , 0 ^ ) a grafitu" do tv-ru kroužků, které vakuovým líháním z<- tloku kolem 1 Fa zbavují olova. Dále se galvanicky niklijí ke zlepšení smáčivocti a pájí se opít ve vakuu eutekticlzou stříbrnou pájkou 3-A^7?Cu 780 k pouzdrům z nerezavějících ocelí / 2 / . ho vyplývá technologická a ekjnonickr' n^ro?Acrt této výroby a rovněž tchnická užitnoc : z hlediska použitelných pracovních teplot je nevýhodný:i limitem, !ľavíc olověné /,/jttlky sebou přinášejí řady hygienicko-zdrcvotnio':ých blJi 7. těchto a. dsljích důvodů b^ly hledány modernější zp°..;oby výroby těšících vrntev c cílem do3áhn >ut :: ž?í techr.o lo,jiiké -i ekonomi ckě nároěnnnti ze LOiřâr/" o ?.' ,'Yení uěLt:;;::, vlautr.o.'ľtí.

- 161 -

T e c l i r - o l o - l e c. r^:: i zr i ŕly r-: -c /.ý-o'., u t " j . ^ ' c i c ; - . v r p t c v P r i hip don: TĹov"5' v ý r o ^ i f ^ ^ ; ' ' " 7 l V - l i - - " b y l n h l a v n í p o z o r n o c t r>ndl." 2k.; ' e n : r t í z>" .i'.!.' i ^ < í :•/ :r."-ře:io. L pl.?z:no".,'.:< ^ r- -iilio 1 .,-i-úú • • nústřlkůn / - / . ;.

' v* o

~* ." r

. i. ' '

p o l

v

' t'~ T"* r

u• L i

ľTľť^r °

v

-•'.*•

.' u^y

.;•"" 1

i v~ \ • i *• j

*.. i...

_

••''.'

• •-

-

.

-

.

.'

~

. .

.

^ .

•,. .'••••' .

v

J.

(

,-^,,- -U ^ y^ -• ^ *i _r

; , U.

"

;

,

,^ .

y

. •.

1

7

'.-^ ^ ,y ^

U C-.\ĹJ J_ r

T ' o z r n o 7/ľ.' "y ) O " - ~ 1 " C

ir

t c .1.11:1- - T ' f : + >•.• ' •."..: .:.:. M ^ Í ... ~.'-JÍ"'1V :'. l : o n e " r " p r e c D! c o do ° l ; C ' j - o a t r: iiv.,j'-' : -..?t : 'ó; rr-^í---. " i " ! . , " :: n ! f » i J - ' i l " r Ľ . T

07h .

c

" p

*7 T - s- , - . |,. - • s

K. -Í- Q v-i --.

V-r7

-

•--- •'- r"i f; '" fZ .

v J I T " r v L, p . ,"..•:; +oj"-1 : :. VOy :

; : - „ 0

^

,

. . • . , .

5 . . . • ,

.

;

. • . . „ .

' : ' ; ii_ X " 1 " '

G1">'°ÍÍ.Í

-

.

,

•-

"v

~. -r T

ijr c:

f

V " ' " / "

;•.;•:. + --r i f i ľ i .

. - .

* >^

^H ^ "* C? " h '

'-..'vdaných . - . .

"r".'ní

.

'íľi i t o s t

ro] • ct--' Í

'.. _ ' : ; : ' . '

Ír-ľ-t'

••'i-

- -

1.

, ,

..i4:i'y

'

- 45+22,5 -:-O2 F-

: -3

- 45-22,5 f

-icr + 32 -Ufr22,5

.:T^ ;Í :H

r

-l--ľ ŕ45 fiflj

,3

ľ"- : *:v-'\: u i ' i'zcrl:-- b;-l; hodnoceny otvyklý.Î t e s t y jí-k jc-jj. íiZ'^n'L p T-i 1 :v-v ?.-1.'., tvr-'J-cti a ir.\kr ".•tvrd:^ î v?etně .T.C + -.1 •• : , ;r'-.riol:''!.o r?zbcrr B L o rit r o l y ľhoxického :lo3ení / ľ r v jv y "e;:í TUÍ.'-. "'nort i tyl*' p r o v i n y technologické zkoušky

í //

iri r.l: o u "'-.•-' o *• ; •=• p ľ :-n?' ; c J r d r . - ' c z v : r a / k a ::;c k ^ v.^ í c í .'":"'..•' ••/. ť ' 1 k y . " r c " ' r ' ' , n , n ^ l i c t - r i 36 r.;"ří o t e p l e n i L ^ i ľ7.1: •"•••" e:"..;

^.c t ,i:.c.. '„ J

ľ-..! ' : ; í P'lo;:'.'>u

c c:-.

r

" 7 ?T

•\;Kíz:mx;,j

z

Í > .;:• Ĺ<:'ky' ' J , " ; 1 . ' :.-. ;:•;';.:. ; - u ^ 3 ^ o k a ŕ i d i T ' ľ l o ^ r ^ L ľ ol-roT?er. ' \ :>• :. •';; t Ť1 i k u

.. ; ' •.';.. 1 k y j •" 1,'.. r/c..

- 162 -

ľo zastavení soustruhu i?e r i " ř í dotykový-i, kont.-ktníj: teplomere;-: t e p l o t n í n á r a s t ne. b ř i t e c h h r í d e ] ? o. nebo na ef\->'icr)tu s r á s t ř i k e n . Teat p y i p o r o v r ^ r í Ľ t e p l o t o u p^Ľ-d :l'.:u:?.:oa podává infornie.cl o tepelr,"' v o d i v o s t i v ý s t e l ky a o j c;-í schopnosti od'olívat v n i k n u t í c ř i t * . Ve VT* 07^ bylo írvľ'^.'na D odzkoušen', podobné fiKt^di::r. ov jvovo.ní, p ľ-i k t e r : ; j e klnden h l - v n í důrez ne. . i j . ^ t " n í klu' 7 iv'ch v l a s t n o s t í nr.etříksr.ých vr^V:/. ľ'c; kruhov;/ vnorek opatľený na vn^j^íiS povrch 1 ; nást^'.;e:;i j e d o t l a o o v'iir. l:uličk^ o j6 9,5 lai. T^l ^.kcuľŕce j e ;:i?r.o ni?nlt p " í tlačnou a í l u na kuíi"'-:u £K.ľrea do nŕístril:^ • • • c ť í x l : y z):v.~ '.'. 3 r: r. í h o vz*rku, Ze zkoušky lze po tow s t r r . o v i t t ř e ^ í Ľ Í ] U , cour-^nitel dynar.'ick'ťho t ř e n : ' , op n třebov?.r.í k u l i č k y , rr-?\Ij'h p " í t l - " n - r. t ř e c í s í l y po dobu zkourky z ohčr£.kter řp^^-í nástřiku P k a ľ o kciľ.pTexnír: z h o d n o c e n í prôv á d ony o h zkoušek t e j c: k o nf. jvýhoírK j ~ í u k - z u j e p.ft c r?.ó] o z n a ^ o v : ^ /Iľ?. J e t o a.?-.t c ^ l r l vyv'.r.'-.tý v SSCR na b á z i : . i e c h p n i c k ' c.v.Yr4. h l i n í V . n vr'Lo p .r* •= -• '> k "J. " n i t r i d u Voru c n o j i v e m , ktv-ým j e v o d n í ' •••.".ré c k l o . ^flios p r1 •'í'A. Ô Al r Bli íje ín-^c'Tâioky :r.;'^há "ž. " '.-.O^'H v ex«3-?ntricV 'm n í c h : : d l p f m í s í pe r? vodním ckl?.-. (c c r ľ r ~ •~ •" 1? % ^ i^ vodní':" 1 •.•kla n^ 1 v ;3 p r ' y ' . : . srr.y : i ) , r r o t l ^ Ť i 1 ^ . r~p --JVT"-* O-'1;-- • 7 -i -!j?'.i.~ e r í' ^ v i ľŕO C po i ^fau ^ — ľO hc " ".r1, n'- ;:r2ni'1 oiuetr-'.-:k' r:"-,.r.ezí p o t r e b n é p r o d"ný druh pi-.z.nov; ho ho"-:"1; •, ' o p t i m a l n " na - 1 ? " •»-2.°,5 c m ) . V]' tií-T-'i !"r'?';Ťi]'o AI73 t ^ ' . " : í "vytoêníra 2''v i t u " V.T. funkční p l o r e , o : l n ř t č n í r itry-k-Ví : vijccrtí. Pod Aľ7; ne jpko meziv-f?tv.° n^nrírí .r.--t - v v ' l r"7:.J-:23V o s l o r c n í 75;.'!Tí-23 "V.l-ľ" -ľ'Ca n o^nhn-1r'rr; o"."-"--:iŕra VKT'A. Tento niklaluminidovv mrtí-^l^.l f?e vy-:'>•-' ' : l'- TU 11-1-179^-76 rouensnou -edufcs:' í»aireí k ý ! ':.;•• 1 ••":"•" prár-kov.lho !]ydridu vápniku.

j a opracují b'r.ím :ir? funkční rozmary podle požadavku technického výV.^cu roučá'7-1-'. F'mk^rí tíoii^tka kompletní vrstvy VKITA s ;.:i7 ja vyu'.ívŕna v rozmezí 1,0-1,5 -TĽH. ;--.n]u ?-!ít prevedený nántřik t " n n í c í výstelky VKIíA/;.ľí.B hjr ov-T-en i f'jnkjnínii zkourknnii n^. kompreGorcvýoh, opclov-jcx. - turbínových ucpávkách .Tiotori '.'.'alter M601 ? Iú*02. T'on'•r'tní ne jednalo o 5 druhí na typn 11&Q1 c o lr druh'i nn motoru T.Í6O2.

- 163 -

-~c t y ./ v r r.: r v y ./. .'./. .. •' •; .-• ,--j í r l ž ň o v ý m n á . : 4 ; ř i ]--O':; " f n ; - . v ^ - ľ i ^ v ^ í v ••'. p . : " r L '. ••>v^,:rA:6 F t r - > j í r n y ľ o v•'"•••'.; ŕ "•y.'.:tr i Ľ;:i ' n n v . z a f í r - " - n í ' J ľ U - ' j ' O , vn V^í ' 7 ) " r r o ( z : i ri-'i::"k>:

údolí

u ľ>l o m o u.-; -"• {'i^r^.:

rr. ' " . - " t c o

"'GTí).

"~^ Vrîrr/ ^.z.:. r r :v-;d " ných c :•: p =•• v 1.:. • • n t *. "">;;!.:• z j ^ t ^ . t n-1: t e rn v]..?, s t :I.J F "t ; p 1 :• 3; r. o v v r-tľ-ík-?n.ýc!-. v r ? t r v z m a t e r i á l ů p o u š í v - r r ' c h I: t v j r V ť s n í c í c h v ý e t o l c l : J•:> l a b y r i n t o v ý c h u c p á n.-i. ter i-'li vy p j. y nulo, že z h l e ir nvch v i r? r; t*" o ;i r6" i;?'';':~.ii\cko—sko'".'>'!iick Ť o v í t n ť yyl;.jí M i n i ku j " "',£":: vy" 1 í ne

.i e ". ríl: 1 r r! e n. -'... t =• r i n 1 ° n-;.

z f- V.: "ŕ, Í; , :":c tepelná 1 /novost t c- p - • 1 n •_' v o i i v o T t n i ! u , k t e r ý

T.it?r,:tur--: A'í-.r,;'c'r."'" i x ,"er,Schn~en: iit-":.':klíin,' von hoThte >v : tu: iostH?:'l . ;-°r: lar: iichtun - ?n fur ľln^triebv.erke , sborník v ~nf. " i h'.v r ŕf-.-en un,' / ~r" r 'nite Verfahren i::i Luft-

/.V

n

^

j

y

^

o n n ' r : ?ou:":ití kovo.^rr.J L ť:: v 'ho T.aterinlu ľîl^ v kon;;triť:ci a te^hr.olrrii let.rotora, nborník konf. Použití kovoT".I"' tových •j^ť'ľí r.l!; v ^lektrote^h1" i c " ^ ve r: + r\:ír- '.rtví, str. -37-44, 1,'. -13.1.1.P5, n^ ČSVTS Elektrok^rV.on Topol"-ny Y.r"v*r, v i 1 j pansky, ľovnr: Tíávrh "výroby výstelek labyrintový"': 'ic^nvrk trazhnr,l^~i< -Ŕrov'hn náptřiku, výzku/ ^ 073, 073, r- •}. r t r . , " 198 p /I-/ " ' í p a r , '..'.iiiro".: 1 r yažitíí ^ pv^ výr oh" v;..ť?l'?k n i'bvrintovÝoh "Jio^áv^k, ZvŔrrnie I1-:"•3, , , , ' ľ c - ' n a r : Fl-s.im r.pr?.ved 3 e a l Cos tin--;", n b o r n í k k o n f e r e n -,•: l.?lr.«uc-Tr-hnlk-Gy.-nFOPi!i
.- 164 -

- 165 -

4'

.f

\ • ' ml,

' y

hi •

4? 1

i

TL.*

J* v

'.

•

• •

•

Ing. František švandelík SP ČKD Praha - kombinát, závod Kompresory, Klečákova 194-7, 190 02, Praha 9 OPRAVY

VELKOROZMĚRNÝCH DÍLŮ KOMPRESORŮ ZE ŠEDÉ

LITINY

V naší výrobní praxi se často vyskytují případy oprav odlitků ze šedé a tvárné litiny. Zpravidla to jsou nové díly, kde skryté vady typu lunkrů, ředin a zalitého písku, jsou zjištovány bu3 v průběhu hrubování, nebo až po opracování načisto. U tvarově složitých těles turbokompresoru je pak často oprava požadována přímo na obráběcím stroji, aby funkční plochy mohly být po opravě svařováním dokončeny v potřebné přesnosti. Proto je pro tyto opravy volena technologie opravy někdy nazývaná "za studena", tedy bez předehřevu elektrodami typu Ni a Fe-Ni, s odpovídajícím kladením krátkých svarů s následným temováním každé housenky, aby bylo sníženo vnitřní pnutí a možnost vzniku trhlin v tepelně ovlivněné oblasti. Pro tyto opravy jsou zpravidla používány elektrody Castolin 2240 (typu Ni) a Castolin 2230 (typu Fe-Ni), elektrody UTP 8 (typu Ni), případně některé další dle dostupnosti a také čs. elektrody E-S 716 (typu F e Ni) a E-S 723 (typu Ní), avšak ty zpravidla pro méně náročné opravy. V následujících dvou případech uvádím zkušenosti s realizací havarijních oprav velkorozměrných odlitků a to víka turbokompresoru a křižákové frémy pístového kompresoru. 1. Oprava víka radiálního turbokompresoru ze šedé litiny ČSN 42 2430 Orientační rozměrový náčrt víka je na obr. 1 a 2, včetně zachycení dvou hlavních prasklin o délce 2400 a 750 mm ve stěně t i . 35 nim, což představuje cca 65 % z příslušného obvodu. V místě další praskliny byla poškozená část stěny bočně vychýlena a to v dělící rovině skříně až o 20 mm, jak to zachycuje náčrt na obr. 3. V závorce uvedené rozměry platí pro stav po vyjmutí mezistěny, tedy úplném uvolnění poškozené stěny. Bylo proto tedy nutné provést montážní opatření pro stabilizaci stěny v poloze blízké původní a to po celou dobu opravy. Přígrava svarových ploch Ukončení jednotlivých hlavních prasklin bylo na opracovaných plochách spolehlivě stanoveno kapilární defektoskopickou zkouškou čs. sprey lhdikal, přičemž byly dodatečně zjištěny další dvě vedlejší trhliny délky 1280 a 320 mm v rádiusovém přechodu vnitřní plochy kanálu, jak je též LÍ\chyceno na obr. 1.

- 167 -

Vzhledem k orientaci destrukčních ploch hlavních prasklin bylo nutno provést svarové plochy a tedy i vlastní svaření z obtížně přístupného výtlačného kanálu o rozměrech 420x560 iron. Byla použita přenosná frézovací jednotka a zhotoveny svarové plochy pro V svary. U hlavních prasklin s úhlem otevření 70° do hl. 30 mm, 5 mm materiálu,ponechaného v kořeni, umožnilo snazší kladení a temování housenek. Kořen však byl později vydražkován a podvařen. U vedleších trhlin byly provedeny svarové plochy s otevřením 50 a 60 do hl. 20 až 24 mm, podle průběhu jejich hloubky. Jednotlivé vady byly ukončeny ve vnitřní části mírným příčným rozšířením, které bylo rovněž vyplněno svarem. Výběr přídavných materiálů Vzhledem k rozsahu a závažnosti opravy byly s předstihem ověřovány nejvhodnější přídavné materiály dle následujícího přehledu a to na zkušebních deskách ze šedé litiny 42 2430. 1. Caslolin 2240 (98 % Ni) - Švýcarsko 2. OZ C 6 (Cu-Fe-Si-B) - SSSR 3. E-S 7l6(Fc-Ni) - ČSSR 4. Castolin 2240 + E-S 723 Při metalografickém šetření byly u všech spojů zjištěny mikrotrhliny, většinou na hranici natavení, iniciované v tepelně ovlivněné oblasti základního materiálu,zasahující do svarového kovu. Trhliny měly částečně interkrystalický charakter, často se větvily a spojovaly lokální útvary vměstků a nečistot. Tyto vady svarových spojů ovlivnily negativně i výsledné hodnoty tahových zkoušek. Výsledky byly velmi proměnlivé a neskýtaly dobrou záruku kvalitního výsledku připravované opravy. Makrosnímky svarového spoje,provedeného elektrodami Castolin 2240 a OZ č. 6, včetně zvětšené oblasti trhlin jsou na obr. 4 a 5. Realizace opravy S ohledem na nepříznivé výsledky předchozích zkoušek byla provedena ještě zkouška varianty, kdy bylo použito pro přechodovou oblast elektrody UTP 8 0 2,5 mm a výplň svaru byla provedena č s . elektrodou E-S 716 0 3,15 mm, přímo na zkušebním úseku opravovaného dílu. Vzhledem k tomu, že kapilární zkouškou nebyly zjištěny trhliny, uvedené elektrody měly dobré operativní vlastnosti, bylo přistoupeno k opravě s jejich použitím. Celkem bylo na opravu spotřebováno 30 kg elektrod, z toho.jen 10 % UTP 8 0 2,5 mm, což svědčí o dobré kvalitě č s . elektrod E-S 716 z ŽAZ Vamberk. Pro vytvoření optimálních podmínek pro svařování shora bylo víko o váze 17 tun ustaveno do svislé polohy a odchýlená stěna byla ustavena do správné polohy, u dělící roviny byly provedeny pojistné kontrolní svary, které zůstaly neporušeny do konce opravy. Nejdříve byly provedeny vedlejší svary v rádiusovém přechodu kanálu, pak bylo započato svařování na hlavním svaru délky 2400 mm směrem od

- 168 -

vnitřního konce k dělící rovině uvedenou technologií, t. j . polštářování el. UTP 8 0 2,5 mm a výplň el. E-S 716 0 3,15 mm, kaskádovitě na plný průřez svaru. Housenky byly kladeny ve sklonu od kořene k vnějšímu povrchu. Po dosažení shodných délek nešvařených úseků pracovali dva svářeči současně na obou svarech až do ukončení a to vleže nebo vkleče, jak umožňoval omezený prostor kanaálu. Pak bylo víko více sklopeno dělící rovinou nahoru a svary v ní čistě vyplněny. Následovalo otočení víka o 180 oproti výchozí poloze, vybroušení a podložení kořene obou hlavních svarů. Zde se projevil větší výskyt pórů, které bylo nutno odstraňovat. Svary byly přebroušeny a dílčí i konečná kapilární defektoskopická zkouška neprokázala výskyt trhlin. Deformace svařovaných částí byly minimální a zpětná montáž mezistěn i víka byla bez problémů. Turbokompresor je již opět delší dobu provozován. 2. Oprava křižákové frémy bezmazného pístového kompresoru pro výrobu směsného plynu V provoze tlakové plynárny Úžin došlo po přetržení šroubů ojničního ložiska I. stupně k rozpadnutí tohoto ložiska a uvolněná ojnice rozbila litinové vedení křižáku a prorazila blok bezmazného pístového kompresoru. Poškození bylo takového rozsahu, že běžným sestavením a svařením odlomených částí nebylo možné zajistit funkční způsobilost. Byla proto zvolena varianta částečně zachycená na obr. 6 , tedy úplné odsoustružení porušeného vedení křižáku , zhotovení a vložení nového pouzdra ze šedé litiny do stávající frémy, její privarení, včetně vložené části žebra a vylomené části bočnice z ocelového plechu. Fréma je ze šedé litiny GGL 20, odpovídající našim běžným litinám, avšak značně nasycená mazacími oleji. Proto pro přípravu svarových ploch bylo použito drážkování novou č s . elektrodou E-S9O5, přičemž dochází i k vypálení mastnot,ztěžujících svařování. Po praktickém ověření více typů elektrod na šedou litinu bylo dosaženo nejlepšího výsledku s použitím elektrod Castolin 2-44. Pro svaření ocelových částí s odlitkem bylo použito kombinace elektrod Castolin 2230 a 2240. Výsledek opravy byl úspěšný, umožňuje uvést do provozu tento kompresor a provozovatel uvádí následující ekonomický přínos. ~ P ř i ročnípiodukci 15-20 mil m směsného plynu činí zisk 3-4 mil Kčs ročně, náklady na opravu se uhradí za 1 měsíc provozu kompresoru, což je vysoce efektivní.

- 169 -

obrí REZ A-A

LZ4-00

- 170 n nim n

de-id u v iká .ze sírany Jé/ťci roviny

okr 3

lrsr-t i n i c i a cr e t r h l i n ; / v TCž, z6Y\. z v o t r e n o '• "'Jx

nu^t. r.poje

obr. k

- 172 -

ŕ.

'?

í??40)

-v-y

inv

r r o h í h o . i ;'c ' r o \\v:>v.\v.\ r.ňtíiven;'

(OZČ6/-

WURIEN(Ht>fi.) z f Se. a z

i

<*>

1/lcz.tnc

pouzdro

cast i.t.lo plej) 11 3Jfl cási íocím fltcí

11JJF.1

L_

Un) ({a V pikd oprmvou

Ing. Jiří Horký a Ing. Pavel Kellner České energetické závody, koncern, Jaderná elektárna Temelín, 373 05 Temelín - elektárna Severočeské teplárenské závody, Vítězného února 2179, 434 00 Most PROBLEMATIKA SVAŘOVÁNÍ NIKLOVÉHO TĚSNĚNÍ JADERNĚ - ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ

Tlakovodní energetické reaktory VVER 440 a 1000 s heterogenním uspořádáním aktivní zóny, kde je palivo U 0 7 ve formě palivových článků s moderátorem - demineralizovanou vodou - hmotnostně odděleno a uspořádáno účelně k optimálnímu využití tepelných neutronů ze štěpné reakce, jsou vedle parogenerátorů základním elementem technologického souboru, jehoř cílem je převést 1375 MW respektive 3000 MW tepelné energie, uvolňované štěpnou reakcí, na energii elektrickou. Celý komplex zařízení jaderné elektrárny slouží nejen k dosažení hrubého elektrického výkonu z jednoho reaktoru 440 respektive 1000 MW, ale také k zajištění nezbytného stupně jaderné bezpečnosti obsluhy a obyvatelstva. VPIIIIÍ důležitým konstrukčním prvkem jsou tak zvané "uzly těsnění", což jsou těsnící systémy, zabezpečující oddělení aktivních tlakových prostorů od okolního prostředí. U jaderně-energetíckých zařízení slouří k tomuto účelu těsnění niklová, kruhového tvaru, umístěná do předvyrobených těsnících drážek tělesa tlakové nádoby reaktoru popřípadě jeho uzlu těsnění, přírubových spojů parogenerátorů, speciální čistící stanice a dalších zařízení. Obvykle používaný průměr niklového drátu je od 4 do 6 nim.

Koncepce konstrukčního řešení těchto těsnících uzlů jsou ve všech případech analogická a liší se jen průměrem těsnícího drátu, poloměrem zakřivení těsnící drážky spojení a počtem těsnících drážek. Vlastní niklové těsnění ve své finální podobě je nerozebiratelný nekonečný prvek, přičemž metoda spojování se řeší v různých zemích a elektrárnách odlišně. Volba niklu, jako materiálu těsnění, vychází z jeho mimořádně vhodných vlastností. Čistý nikl, prvek grupy VIII. a) Mendělejevový tabulky, má kubickou, plošně centrovanou mřížku v celém rozsahu teplot až do bodu tavení. Směrné chemické složení podle ČSN 423405 a jeho mechanické hodnoty jsou uvedeny v tabulce č. 1. Základní bází je Ni s Co (min. 99,6 \) přičemž Co max. 0,15 h .

- 175 -

Důležitou vlastností niklu je jeho nchopnost dosáhnout relativně vysokého zpevnění při deformaci za studena, jak je 7ŕejmé z obrázku č. l/l/, lze pozorovat, že již 20 % deformace vyvolá dvojnásobne zvýšení tvrdosti a o polovinu snížení tažnosti. Zvyšování tvrdosti a pevnosti na úkor plastických vlastností dochází také v důsledku neutronového tuku. ľ e n t o faktor lze uvažovat především v uzlu těsnění tlakové nádoby reaktoru, zatímco u ostatních zařízení není významný. teplota počínajících rekryst3ličních pochodů lze počítat ze vztahu ill T - (0,35 až 0,4) . T t [ K ] , kde r T - rekrystalizačni teplota v [ K ] T ^ - teplota tavení v [K] což odpovídá teplotám od 330 do 400° C, avšak významné snížení lze pozorovat až od 650 C, jak ukazuje obrázek č. 2/3/. Praktické žíhací režimy se uplatňují až v teplotách 700 až 760 C s prodlevami 1 až 3 hodin / 4 / . Použití ochranné atmosféry, s ohledem na velkou schopnost absorbce zejména vodíku je nezbytností. Tento vliv a jeho funkční závislost na teplotě je patrná z obr. č. 3. Jednotlivé způsoby spojování niklového drátu do tvaru nekonečného těsnění lze kategorizovat následovně. Lepení pomocí komponent firmy Bel zóna, zaručující atoinické spojení s pevností v úruvni hodnot základního materiálu až do teplot 2 0 G J C. je u některých zařízení aplikovatelné, avšak nedostatek průkazných zkoušek a relativní nedostupnost komponent v ČSSR brání využití. Pájení je technologií, pro kterou je nikl ideálním materiálem. Použití pájek na bázi Ag s podílem Ni však je třeba pečlivě zvažovat zejména u tlakové nádoby reaktoru, kde případný přechod Ag do chladícího media aktivní zóny a tím i do oblasti hlavního cirkulačního potrubí primárního okruhu může v důsledku rozpadového řetězce a dlouhých poločasů rozpadu vznikajících prvků komplikovat ochranu oboluhy pří provozu a zejména při revizích a opravách. Svařování niklového těsnění. Nejoptimálnějšími metodami z různých druhů metod se jeví svařování metodou TIG v ochranné atomosféře argonu a plazmové svařování resp. míkroplazmové svařování. Úspěšnost a finální kvalita svarového spoje niklového těsnění je výsledkem vhodné kombinace následujících faktorů: - stupen dostatečné čistoty základního materiálu - dokonalost ochranné atmosféry v procesu svařování včetně její dostatečné čistoty - vhodný přídavný materiál - ;»»rávfin /volené parametry svařovacího procesu - špuleni ivý zdroj s vhodnou pracovní charakteristikou resp. možností regulaci množství vneseného tepla do oblasti spoje - dostatečně, teoreticky a prakticky připravený svářeč

- 176 -

Probl uma t íka ú s p ě š n é h o vyŕľseiti s v a i o v a c í h o p r o c e s u s p o č í v á ve; / v l á d n u t í p o c h o d ů v r e l a t i v n ě m a l é m o b j e m u s v a r o v é l á z n ě , kde r o / t a v e n ý kov se ve velmi k r á t k ý c h č a s o v ý c h i n t e r v a l e c h o p a k o v a n ě d o s t á v á z fáze tuhé do t e k u t é a n a o p a k , č í m ž se v y / n a m n ě mění j e h o s c h o p n o s t r o z p o u š t ě t p l y n o v é s l o ž k y , v/nikající i metalurgických reakcí, resp. pronikající o c h r a n n o u a t m o s f é r o u při n e z a j i š t ě n í s p r á v n é f u n k c e o c h r a n y . Ľ istotu lá/ně je třeba u d r ž e t také d o k o n a l e o č i š t ě n ý m i pil lehlými o b l a s t m i z á k l a d n í h o m a t e r i á l u . D á l e je n u t n é u v a ž o v a t u význadfe s l o ž c e t e p e l n é b i l a n c e p r o c e s t u t j . p ř e n o s u tepla k o n d u k c í do o b l a s t í z á k l a d n í h o m a t e r i á l u , k t e r á nemá r o v n o v á ž n ý c h a r a k t e r a vždy d o c h á z í k v y s o k é m u přehřívání zóny, dosahující násobku svařovaných průřezů na k a ž d o u s t r a n u . Na o b r . č. 4/5/ lze p o z o r o v a t vlivy o b s a h u d u s í k u v l e vo a k y s l í k u v p r a v o v o c h r a n n ý c h a t m o s f é r á c h na v z n i k m n o ž s t v í p ó r ů ve s v a r o v é m k o v u . V z á v i s l o s t e c h je zřejmý r o z h o d u j í c í vliv o b s a h u d u s í k u v o c h r a n n é a t m o s f é ř e na p o r o v i t o s t i již od 0,2 "<,, u K y s l í k u od 4 \, z a t í m c o u b ě ž n ý c h ocelí se do 5 % o b s a h u jak d u s í k u , tak k y s l í k u p o r o v i t o s t vý/namně neprojeví. Velká affinita niklu k síře umožňuje v/nik s u l f i d ů n i k l u , k t e r é při t e p l o t á c h 4 0 0 až 6 0 0 C tvorí ľii t r; k t i kuni Ni-IJ,S 7 r- m o ž n o s t í š í r e n í od p o v r c h u p o d é l h r a n i c /r;i do m a t e r i á l u . D ů s l e d k e m je pak z v ý š e n í n e b e z p e (.i v / n i k u hurky ch t r h l í n l i k v a č n í h o t y p u , s m o ž n ý m m e c h a niMiii.'iii, o/načo váným j a k o p r n e t r a č n í m o d e l . V z n i k f á z e N,5„ /:jr.j'riá j i / ud o b s a h u O . O O ľ "o i k d y ? r o z p u s t n o s t síry v niklu ->e u d á v á 0,00!? \ . U d i v o v á n í o b s a h u síry na co n e j n i ž á í c h h o d n o t á c h je tedy d ů l e ž i t ý m p ř e d p o k l a d e m p r o ú s p ě š n ý výsledek svařovacího procesu i žíhacích režimů. F x p e r ínířjf)tální

p r o g r a m _ a _ j e h o

v

ý

s

y

Čííen; e x p e r i m e n t á l n í h o p r o g r a m u b y l o s t a n o v i t o p t i m á l n í parametry pro svařování niklového drátu v konkrétních p o d m í n k á c h e l e k t r á r n y , k t e r é by d á v a l y z á r u k u o p a k o v a t e l n o s t i v y h o v u j í c í c h v ý s l e d k ů i v č a s o v é m o d s t u p u a p l i k a c e , jak to vyžadují p l á n o v a n é i n e p l á n o v a n é opravy z a ř í z e n í . P r o g r a m byl z a m ě ř e n na o v ě ř e n í n á s l e d u j í c í c h f a k t o r ů : 1. S v a ř o v a c í z d r o j e a ) K 220 a UTA 2 0 0 v ý r o b c e M E Z B r u m o v ( Č S S R ) b ) W I G G I 150 G a U N I W I G G 2 0 0 P v ý r o b c e M e s s e r Griesheini ífJSR) U z d r o j u K 2 2 0 , UTA 2 0 0 a W I G G 1 150 G se o v e r o v a l o s v a řování T I G , u U N I W I G G 2 0 0 P p l a z m o v é s v a ř o v á n í . 2. P ř í d a v n ý m a t e r i á l ( c h e m i c k é a n a l ý z y u v e d e n y v t a b . č. 3 ) a ) drát z v l a s t n í h o n i k l o v é h o t e s n e n í u p r a v e n ý d o 0 2 mm č á s t e č n é d e f o r m a c í za s t u d e n a a d o b r o u š e n í m ( v z o r a k č . ]a2 ľ b) přídavný materiál doporučovaný výrobcem niklového d r á t u ( K o v o h u t ě R o k y c a n y ) od é 2,0 mm ( v z o r e k č. 4 a 5 "í c ) m e c h a n i c k y u p r a v e n ý p ř í d a v n ý m a t e r i a l , v y r o b e n ý ve V Ú 7 B r a t i s l a v a ( v z o r e k t. 6 )

- Ill -

d) prídavný m ;j tí.T i ;í I ľ i mi y M o s s u ľ Gr i <::>hi; i m , ilľiil i\ ľ, 'J min '.> o/nanením G R I N ] |-NllľKL! (vzor<;k Ľ . 3) (Jh(,'in J t; k á analýza obsahu plynů byla informativně jištována na a n a l y z á t o r u plynu firmy L e č o , viz tab. č. 2. Zde lze vidět nižší obsah kyslíku u drátu GRINI T-NICKEl.. Během z k u š e b n í h o p r o g r a m u nebyly měněny n á s l e d u j í c í parametry. 1 . Použitý základní m a t e r i á l n i k l o v é h o těsnění od v ý r o b c e K o v o h u t ě Rokycany o é 5 mm, jeho? chemická analýza je uvedena v tab. č. 1. Spektrá-řl ní a chemický rozbor z á k l a d n í h o m a t e r i á l u byl d o p l n ě n o s v ě t e l n o u m i k r o s k o p i i , e n e r g i o v ě d i s p e r z n í m i k r o a n a l ý z u na a n a l y z á t o r u E D A X , kde v z á k l a d n í m m a t e r i á l u na z j i š t ě n ý c h v m ě s t c í c h s v ě telnou m i k r o s k o p i í byla p r o v e d e n a o r i e n t a č n í k v a l i t a tivní bodová a n a l ý z a , a RTG spektrální m i k r o a n a l ý z u na přístroji C A M E B A X - M I C K R O s cílem k v a n t i t a t i v n í h o určení h l a v n í c h složek v m ě s t k ů . V ě t š i n o u byly nalezeny jako hlavními k o m p o n e n t y A I , Si a 5 d o p r o v á z e n é Fe a T i . S v ě t e l n á m i k r o s k o p i e dále ukázala velkou h e t e r o g e n i t u z á k l a d n í h o m a t e r i á l u , kdy v různých o d b ě r o v ý c h úsecích byla v y h o d n o c e n a i různá četnost n e k o v o v ý c h vměstků ()'_> t rohr anttého tvaru, místy i jemné p o č e t n é ú t v a r y , tvořící r o / s á h l é s l e d o v a n é plochy viz obr. č. 6. Pokud se vyskytly p ř e v a l k y na p o v r c h u , n e z a s a h o v a l y do vetší h l o u b k y jako 0,04 mm. V jednom p ř í p a d ě n a l e z e n é vméstky tvořily u p r o s t ř e d drátu souvislý pás po celé d é l c e s l e d o v a n é h o vzorku o šířce ("1,2 mm. S t r u k t u r a z á k l a d n í h o m a t e r i á l u byla tvoŕera h e t e r o g e n n í m i zrny tuhého r o z t o k u Ni o velikostí č. 4 a 5> dle ČSN 4 0 0 4 6 4 , vi z obr. č. 7 . 2. O c h r a n n á a t m o s f é r a argon technický N 3 8 0 se s t u p n ě m č i s t o ty 99,98 %. Vlastní s v a ř o v á n í se p r o v á d ě l o v p ř í p r a v k u , který byl přenosný a u z p ů s o b e n ý í pro n a s a z e n í a s v a ř o v á n í c e l é h o t ě s n ě n í . Z a j i š t ě n í ochrany a p o t l a č e n í n e ž á d o u c í t u r b u lence a vzniku vírů p r o u d í c í h o o c h r a n n é h o plynu se p r o vedlo pomocí d o d a t e č n é h o p ř í v o d u ochrany Ar přes p r i z m a tické u l o ž e n í p ř í p r a v k u . J. Pro m e t o d u TIG hořák M4 v ý r o b c e 0Z L i b e r e c a W- e l e k t r o d o u l e g o v a n o u l a n t a n i d e m a p ř i p o j e n o u na m í n u s p ó l , é e l e k t r o d y 1,6 m m , h u b i c e é 8 mni, s v a ř o v a c í proud 60 - 70 A bez p u l z a c e . Pro p l a z m o v é s v a ř o v á n í h o řák LPB 5>0/100 v ý r o b c e M e s s e r G r i e s h e i m , s v a ř o v a c í p r o u d 2'J až y? A při ukončení 10A, start i ukončení p ř e s nezávislý o b l o u k , W- e l e k t r o d a é 1,6 mm připojená na p l u s p o l . li. S v á ř e č ne zkouškou AT 361 d l e ČSN 0 3 0 7 1 0 b. P o l o h a A I , zavaření 1/2 s p o j e , pootočení o 1 8 0 ° , v y č i s t ě ní k o ř e n e p i l n í k e m a d o k o n č e n í v poloze A 1 po v y c h l a d n u tí na 2 0 ° C.

- 178 -

5 ohledem na skutečnost, že trvání svařovacího procesu probíhalo relativně krátký čas, každá varianta experimentálního programu se za stejných podmínek opakovala 10 krát. Hodnocení kvality svarového spoje bylo prováděno u každého vzorku metodou barevné defektoskopie komponenty firmy Dy-check označené Met-L-Check dle předpisů PK 1514 pro kategorii svarových spojů I. Aplikace penetrantu vždy 10 minut, vývojky 15 minut při teplotě okolí cca 20° C. Výsledky jsou vyneseny do diagramu v obr. č. 5. Dále bylo aplikováno prozařování každého svarového spoje lampou RTG 180 kV, 3 mA s expozicí 2,5 minuty na film D4. Hodnocení dle PK-1514 pro kategorii svarových spojů I. Prozařování bylo provedeno jen z jedné polohy bez otáčení vzorku. Metalografické šetření bylo provedeno u vybraných představitelů (viz obr. č. 8 ) . Struktura svarového kovu je tvořena homogenními zrny tuhého roztoku Ni. Oproti základnímu materiálu lze pozorovat hrubší zrno o velikosti č. 8 dle ČSN 400464. Typický výskyt pórovitosti lze sledovat na obr. č. 9 (v pohledu na notový svar při zvětšení 10 x) a na obr. č. 10 (vnitřní pór při zvětšení 100 x ) . Aplikace a_závěry Experimentální program ukázal v daných podmínkách, že pro vytvoření kvalitního svarového spoje je možné využít jak plazmového svařování, tak i svařování metodou TIG. V praktické aplikaci se jevilo plazmové svařování výhodnější, neboi kontrola vneseného tepla a ovládání tavné lázně byla snazší než při svařování TIG. Část výsledků byla v případě plazmového svařování ovlivněna nízkou životností hořákových hubic, vyrobených z náhradních materiálů a důsledkem pak byla rozměrová nestálost výtokového otvoru, což mělo přímý dopad na stabilitu svařovacích parametrů. Při porovnání svařovacích zdrojů pro TIG svařování hovoří výsledky jednoznačně pro použití zdrojů UTA 200 a WIGGI 150 G. Nejlepší výsledky ze sledovaných přídavných materiálů byly získány při použití drátu GRINI T-NICKEL. S ohledem na současné ekonomické možnosti při zajišťování zahraničních náhradních dílů, bylo rozhodnuto o optimální variantě, tj. TIG svařování se zdrojem UTA 200 s případným materiálem typu S-NiTi4 dle OIN 1736, kde rozhodujícím faktorem při vzniku pórovitosti je obsah Ti. Správnost rozhodnutí byla potvrzena nejen vyhovujícími výsledky zkoušek u dalších svářečů, ale také aplikací při příležitosti generální opravy energobloku Jaderné elektrárny Dukovany. Experimentální program poskytl praktickou přípravu vybraných svářečů pro vykonání úřední zkoušky ozn. A-T 571 dle ČSN 050710. Při dalším statistickém sledování kvality lil svarových spojů byly objeveny jinak tvarově

- 179 -

formovány defekty. Původní typická porovitost (viz obr. č. 9 a 10) se při přesnějším vymezování svařovacích podmínek a se stoupající praxí svářečů již v podstatě nevyskytovala. V některých svarových spojích byly nalezeny plynové dutiny štěrbinovitého charakteru (viz obr. č. 11 - zvětšení 10 x ) . Jejich detailní tvar je zachycen na obr. č. 12 (zvětšení 100 x ) . Struktura základního materiálu, tepelně ovlivněné zóny, hranice natavení a svarového kovu je dokumentována na obr. č. 13, 14, 15, 16. Informativně měřená tvrdost na dvou vzorcích č. 1 a č. 2 od sváářečů označených A a B je uvedena v tab. č. 4 a lze z ní hodnotit zvýšení tvrdosti ve svarovém kovu oproti základnímu materiálu o 8 až 16 jednotek H V l n , což činí 10 až 15 H. Závěrem lze konstatovat, že technologie svařování niklového těsnění, kterému byla věnována zasloužená pozornost, je zvládnutelná pro běžně zručného svářeče se zkouškou A-T 361 a dává opakovatelné vyhovující výsledky Další statistické sledování úrovně kvality těchto tvarových spojů bude pokračovat i nadále.

- 180 -

Použitáliteratura^ 1) Písek F., Jeníček L., Ryš P.,: Nauka o materiálu 1/3. Neželezné kovy. Academia, Praha 1973 2) Písek F., Jeníček L., Ryš P.,: Nauka o materiálu 1/2. Vlastnosti kovů. Academia, Praha 1968 3) Eigenschaften von Nickel. International Nickel Deutschland GmbH, 1971 4) Die Warniebehandlung von Nickel. Nickel-Informationsbílro GmbH, Dílsseldorf, 1964 5) Schweissen von Nickel und seinen Legierungen. International Nickel, 1967 6) Douda J.: Metalografický rozbor materiálu Ni-těsnění a jeho svarových spojů. Zpráva SVÚM Praha, 1985 7) Sachl J.: Sledování kvality svarových spojů u niklového těsnění Zpráva KKMS Chomutov, 1988

- 181 -

Seznam tabulek: Tab. Tab. Tab. Tab.

č. 1 - Chemické složení a mechanické hodnoty č. 2 - Chemická analýza obsahu plynů č. 3 - Rozbor přídavného drátu i základního materiálu č. 4 - Tvrdost HV, n svarového kovu a základního materiálu

Seznamgbrázků^ Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr. Obr.

č. č. č. č.

1 2 3 4

-

Zpevnění niklu při deformaci za studena Vliv teploty žíhání na tvrdost Absorbce vodíku v závislosti na teplotě Vliv obsahu dusíku a kyslíku v ochranné atmosféře na vznik pórů ve svarovém kovu č. 5 - Výsledky hodnocení zkušebního programu č. 6. -Typické vměstky ve struktuře základního materiálu č. 7 - Mikrostruktura základního materiálu č. 8 - Mikroskostruktura svarového kovu č. 9 - Povrchový skelet svarového spoje č.10 - Detail umístění póru ve svarovém kovu č.ll - Makrostruktura svarového spoje č.12 - Detail vady ve svarovém kovu č.13 - Mikrostruktura přechodu základní materiál - tepelně ovlivněná zóna č.14 - Mikrostruktura tepelně ovlivněné zóny - střed (zvětšení 50 x) č.15 - Mikrostruktura tepelně ovlivněné zóny (zvětšení 100 x) č.16 - Mikrostruktura přechodu hranice natavení - svarový kov

- 182 -

v

t

CHEMICKÉ SLOŽEN/ TRV£K

S.MERME HODWry 3LE ČSA/ ^23¥0S"

fi/AM£Č£V£ HODNOT/ A/;

s*)£GAt£ wcworr S-MT/4[%J

M tú,

m/n.

f'/(>

99,e -

ť*

0,2

0,0Z

fc

r;

-

-

3

0/7

0,W

qoc

0,4-0

*%

0,/Z

-

Cu

0t04Jf

ôtul

0,OH

ójoz

S;

o,os

ft*

C

0,4

-

Litre*. AC

-

C<*

-

S

-

HepuorA

swe&MA Hoowm 3>L£

ČSA/423HS

-

r/s/čHvr *

-

o,oos

0,004

AfAHÍÍ?ČA/£

Hoovoiy

*M£Kv£ Aopuarr S - M-J? 4

2zr Mŕ*

SooMPa

éžX

77)S. C.

08SAH PiťA/J£1Ô*.%J

ZA /ťíAJ>/// ' MATER t A Ĺ

KwoHure'

OJ Kli

VÚz BZATtSiAVA 3 HČSSEZ (GRINI

GRIČSH&M

r-*//cicrĽ) Q

1*

•fO,<

2,3

if

.c". 2

- 184 -

1

x

-X

Si

X

4 1

X

X

X

ryj

s I

1

1

1

v; so'o so'o

^ I

% \

I1 1-

"V.

i

11

i v - 185 -

v •n

V SK

i

ON

N, vo

t I

1 11

S 2

- 186 -

O

iO

ZO 30

kO

SO

MDUKCg

ORR.C i

- 187 -

60

70

JtS 200

bOO

(00

TBPiOTA ľ 03R. C. 2

- 188 -

600

4000

t--, 300

•f

s

#00

/

^•-4

/

* * *

300

/

1 too .

/ /

S N

4oo 200

f

1

1

400

tOO

1 *00 4000

TEPLOTA

OBR.c- 3

OBK. C.

- 189 -

I I

li

'1

I

1 I

ftr

I

i

•§

Š

'/////////////

KWWXVO /y//yy///////

t^XvO

N

V) «\

1

i

k\\\\\\\w s y/////////////

k\\\\w \///////////. VNSXNXXXX^XXXX^

K\\\\y N «t

Y/////////

v/// N «V:

|^SNNXXs\\XsC\Xs

S

. X/S

«:

X///////

x/yyyyy/ «V K\\\\\\WV K, //yyyyyy/yyyyyj N t*

i

't

i

i

i

i

i

"

i

i

I

«e

c^wwxsxxwww^ \//////yyy////

i

I

«k /////////////y/

V'/yy/yyyyyyy/

r\\\x

v!)

1

1 1 1 11 1 ! 1

W?/rfMOt/.>
- 190 -

-í

5

í)

K 220

^\XX V \\XX\X\X V \NX N

_Sj

?

8

""*

X ^T-' rfv * •

o

C 'h r. J'. /O

.ľ I r

• * •

- • * .

'

/

c: /•

(

-X.

t í3r...
/V

Inp.

V'ľ'..--v r'v.nnr'.,

1

Ľ . - . '. i-- ).-.] 3cfil i / : : -ír,

L

:r;.'f

"Jhrí-r'-f

VI? ČKD PRAHA, Ks Harfě Y, Praná
Jana Krounová

TESLA, Vakuové Tecnnika NOVÉ TECHNOLOGICKÉ VARIANTY SVAŘOVÁNÍ Cu - DÍLU Volba technologie spojování Cu-dílů se může měnit od měkkého, resp. tvrdého pájení až k tavnému svařování. Při výboru technologie spojování mědi musí být brány v ív^hu její sDecifické vlastnosti : - vysoká tepelná vodivost - vysoká tekutost médi - velká afinita tekuté mědi ke kyslíku. V současné době přednostně používané technologie soo,;o* vání mědi : svařování olamenem svařování metodou TIG tvraé pájení mojí řadu nevýhod, z nichž nejvýraznější, jsou nízká DročuKtivita a nutnost vysokého předehřevu až 800°C. Předností svěřování metodou MIG je vyšší intenzita ohřevu, která umožňuje omezení Dředehřevu svařovaného materiálu i vyšší výkon svařování. Kromě těchto předností soočívají další výhody v dostupnosti výrobního zařízení a v možnosti ev. mechanizace nrocesu svařování. Pro svařování mědi a jejich slitin přicházejí v našich nodmínkách v úvahu k použití dráty uvedené v tab. I, ovšem vzhledem k dostupnosti jsme při našich pracích noužili drát typu CuSiSnMn - B, vyvinutý a vyráběný ve V3Z Bratislava. Podle prací Slyška lze očekávat pevnost v t?*hu svarového kov-, na úrovni i:m = 200 - 210 MPa a jeho velmi dobré Dlastické vlastnosti, které se dosahují díky vazbě kyslíku na bór a křemík. SVAŘOVÁNÍ SILNÝCH MĚDĚNÝCH PASU Cílem prací bylo zpracovat takovou technologii spojování Cu vocičů při výrobě velkých pecí a transformátorů,

- 195 -

r.t^rh D .y z. .ânodušila dosavadní výrobní -raxi a zejména urr.ožniia snížení vysokého předenřevu r>ři svařování velkých ^růřezů Cu vodiču. Zákonitě tedy byl s oozorr.osi soustředěna r.?i technologii MIG/J.'ÍAG. Pro zkoušky byl nouzi t drát VÍ7 CuSiSnKn - 3 ŕ 1,6 min, je.no ž che:;.icKé složení je uvedeno v tab. I. a II. Jako ochranná et2..">si'éra byl alternativní zkoušen argon, dusík a směsi Ar - K~ v různých směšovacích poměrech /2C-8O/t N„/. Svařování se provádělo ooloautomatem běžného typu ífLSP 3"o, resD. WSP b00. Z hleuiska minimalizace nutného oředenřevi se ukázalo jako nejvýhodnější svařování metočou V.IG/HÍAG v ochranné atmosféře Np nebo aměsi 70» Ar •> 30% K„ /tab. III/. Zatímco oři svařování v ochranné atmosféře argonu byl nředehrev/ nutný D T O zabezDečení dokonaleno nietalurgickéno spojení základního materiálu a svarového kovu, min. 600°C, bylo možno při užití dusíku nebo směsi 7 0 % Ar + 30/fc Np oředehřev snížit až na jOO°C /tab. III/. V souladu s literárními údaji se ukázalo, že při noužití ochranné atmosféry čistého dusíku dochází ke značné nestabilitě .hoření elektrického oblouku a v důsledku tóno i ke značnému rozstřiku. NaDroti tomu se jevila směs 7 0 * Ar + + 3^/b No z tohoto nlediska jako ootimální. Ukázalo se rovněž, že při svařování mědi uvedenou metodou je nejvýhodnější oracovat v oblasti sprchového ořenosu kovu. Optimální Darametry jsou uvedeny v tao. IV. Při svařování menších tlouštěk 3 - ô ami nevyhovoval použitý drát ^ 1 , 6 nm potřeoám technologie. Musely být ooužity niž?í parametry /tab. IV/, při nichž ovšem docházelo ke zkratovému orocesu a tím i ke zvýšenému rozstřiku svarového kovu. Je zřejmé, že oro dané tlouštky materiálu by bylo vhodnější použít drát o oruněru 0,8 až 1,0 mm při Doužití čistého argonu jako ochranného plynu. Výsledky mechanických zkoušek svarových spojů, uvedené v tr,b. V, potvrdily velmi dobrou kvalitu svarových spojů jak z hlediska oevnostních, tak i olastických vlastností. Výsledky ohýbacích zkoušek svědčí o dostatečné plasticitě svarového kovu i tepelně ovlivněné zóny, v nich nedošlo vlivem svařování K žádné významejší degradaci mechanických vlastností.

- 196 -

Rozpracované technologie byla aspěšně využita na robotizovaném pracovišti ZEZ Praha. 0 úspěšnosti řešení svědčí i čestné uznání z výstavy Welding 88 a při dále uvedené aplikaci v ČKD PRAHA. SVAŘOVÁNÍ VÍVODÚ VINUTÍ SE SBĚRNÝMI PASY Spojení měděných vývodů vinutí s měděným sběrným pasem bylo ověřováno na zkušebních vzorcích rozměrově shodných s rozměry pájených spojů vyráběných transformátorů. Vodiče vinutí mají průřez 4,5 x 15 mm, sběrné pasy 16 x 160 mm. Podle nově navrženého řešení byly jednotlivé vodiče spojeny se sběrným pasem v přípravku s grafitovou formou, která má za účel bránit ve stékání roztavené mědi po vodičích. Schema uspořádání vodičů se sběrnou pasovinou v přípravku s grafitovou formou je uvedeno na obr. 1. V sestavení dle obr. 1 se provádělo svařování metodou MIG/MAG v ochranné atmosféře argonu, dusíku a směsi argon - dusík. Svařování bylo ODět prováděno drátem VÚZ CuSiSnMnB, já 1,6 mm s použitím poloautomatu WSP 600. Pro svařování byly použity dříve ověřené parametry : svářecí proud 300 A napětí na oblouku 28 V předehřev 300°C rychlost svařování 7,5 cm/min tepelný příkon 69,5 kJ/cm, ořičemž svarový spoj byl proveden na dvě vrstvy. Metalografická analýza i elektrické zkoušky potvrdily, že svarový spoj orovedený výše popsanou technologií Dlně vyhovuje požadavkům a je jak z pevnostního hlediska, tak i z hlediska elektrických vlastností rovnocenný spoji, zhotovenému tvrdým pájením, Snížením předehřívací teploty a zrychlením procesu došlo nejen Y. výraznému snížení pracnosti, ale i k eliminaci nežádoucího poškození izolace vodičů teplem. SVAŘOVÁNÍ Cu VODIČŮ METODOU TIG Další řešenou problematikou bylo svařování budících cívek synchronních strojů. Závity cívek jsou tvořeny z pásků elektrovodré mědi o ti. 1,2 až 4,0 mra s šířoe ÍÍ5 a 40 mm. Technologií musela splňovat následující nře^poklady :

- 197 -

1. svarový spoj nesmí

Iin

't výraznejší nrevý.;ení

ani no straní korene, řini na straně l:'ce svaru, c. teoi\nologie musí být vhocihá outam-itiz^ci, nŕín. robotizňci orocesu. r.D z á h a d ě

technologických zx:u-:ek by L r : ro äar.ý účel

vy:.'.r'..iri.'.-í t^ciino i oř-i^ svařování :eto\:ou TIG, ce> -ríciev. -.pteriálu, r> oc.::rrir.r,o\i atmosférou Ar, impulsním orocese?;, na ;'r;.!ťi tové ooňložce založené v přínravku. Paríiir.etry svnřován.í „ifíou uve.-eny v tab. V I . 7 celém rozsahu tiouíté.< byl ooužit jednostranný I svar, do tlouštky t ^ 3,5 z.x bez mezery, pri t>3,'3 TUL. s mezerou 1,0 - 1,^ mm. Použití;;, inuulsníhc orocesu 3e výrazně omezilo magnetické "foukáni" elektrického oblouku B docílily ootiraální nodmínky svařcvání oo celé délce svaru, -^ro svařování byl zkonstruován sreciální hořák, který svou konstrukcí zabezpečuje zúžení elektricKého oblouku, čím dojde ke zvětšení závaru oři současnéu. omezení šířky svaru. Opakované technologické zkoušky Dotvrdily, že při svařování v upnutém stavu na grafitové oodložce je možné získat při svařování Darametry dle tab. VI olně oroveřené svarové sooje s minimálním převýšením. Tuhé upnutí a tvar svaru umožnily rovněž minimalizovat vznikající deformace. Při vývoji technologie jsme si byli vědomi, že použitý proces neumožňuje desoxidaci tavné lázně a že tedy musíme počítat se sníženou plasticitou svarového kovu, související s vlivem kyslíkového eutektika. Projevem snížené plasticity svarového kovu byly trhliny, které se objevily v Kráterech svarových

SDOJŮ.

Využitím impulsního procesu byl vznik těch-

to trhlin zcela eliminován až do tlouštky 3»5 nim. U ti. 4,0 mm se již výskyt malých kráterových trhlin zcela vyloučit nenodařilo a je tedy tlouštka 4,0 mm pro ©opisovanou technologii hraniční. Vzhledem k Doužití svarového spoje ve svařovaných měděných cívkách a k minimálnímu mechanickéma namáhání, jemuž je spoj vystaven, považujeme navrženou technologii i při občasném výskytu krátkých kráterových trhlin u pásku ti. 4,0 mm pro daný účel za vyhovující. V současné době je představená technologie realizována

- 198 -

na robotizovsnem pracovišti oro svařování měděných cívek, které je kompletováno a ověřováno na pracovišti robotizRce svařování ve V'ú ČKD PRAHA.

Seznam obrázků: Obr. 1

Svarový spo.j s grafitovou formičkou 1. Cu pas 2. Cu vodič 3. Grafitová příložka 4. Svarový kov

Obr. 2

Ohýbací zkouška svarového spoje 715, D = 1,5 t

- 199 -

Tabulka I . - Smerná cnem. složení čs. drátů Označení lirá tu

Obsah orvků v obj. /%/ - smerné složení Sn Mn Cu Si

uu 99,5

99, o C.l-C.í

Cu-SiSnKn- 98,6 -B

0,20

0,1-0,2

0,3-0,4

0,30

0,80

0,02 -

0,01

Tabulka I I . - Chemické složení použitého crátu VÚZ CuSiSní&n-B Cu

Si

zbytek

0,32

Sn 0,46

1,15

B nezj.

°2 C,0036

Tabulka III. - Teploty předehřevu pro svařování cu nasoviny ti. lp mm různými technologiemi Technologie

Předehřev

Ochranný plyn

svařování plamenem

min 700°C

-

Tir.

min 700°C

Ar

* FV.VAG

mir 600°C

Ar

min 300°C

N2

M0/MAG

min 300°C

- 200 -

7O«N 2 + 30%Ar

Tabulka IV. - Doporučené parametry svařování Cu metodou MIG/MAG {Á 1,6 mm) i

Tlouštka materiálu /mm/

Parametr

3-5

6-20 i

svářecí proud

180 - 200 A

300 A

napětí na oblouku

15 - 16 V

?8 V

rychlost svařování

5-7 cín/min

5-10 cm/min

Ar

70%Ar + 30^N^

ochranný plyn

C

množství plynu

15 l/min

předehřev __

20 l/min

cca 200°C

cca 300°C

L

Tabulka V. - Mechanické vlastnosti tupého svarového spoje V 15 elektrovodné mSdi - metoda MI G/Vi AG

201/202/214

Pevnost v tahu /MPa/ 1) Tažnost A10 / V Zkouška D = D = D =

-i 5,2/44 >8

1)

lámavosti 3t 2,5t (líc i kořen svaru) 1,5 t (líc i kořen svaru)

1) Porušení v základním materiálu

- 201 -

= 180° = 180° = 180°

ías.

1

V I , - Pcrsrr.etry svahování

Cu - vod i ľ '!; n.etodou

1'IJ

Parametry PV&TT. • ..í r. — r^ pro-iôd !! râp^ti j iinterval I, 'A/ • X/Y/ i . s/

j pr-> u c?.

tr

ii?.puln_ nnpXfcí

-interval ""1"

0

|\j 1

140

14

0,2

lf)0

14

10

0,3

180

15

140

12

0,2

180

15

180

12

0,2

180

12

0,2

100

10

1,4

120

10

120 1

j

0,2

1.2

»8

._

3,5 4,0

>

!20

0,5

9

.1

0,3

7,S

H"

0,ň

5,0

i

10

7,2

16

0,4

5,5

16

0,4

4,7

4,0

Poznámka: 1) Před vlastním svařováním je zařazen predehrívací cyklus, prováděný dvo.jnásotiiým průchodem svsrovacíí.o otlruku nad svarovým cp^jcrr.. Pur-:;.ctry ^ř.:;'o;.ř.ívaclno obicu.: jsou : I = 100 A/10 V, bez pulzace, rychlost pohybu horáku při predehřcvu je totožná s rychlostí svařování*

-v A* 'A / .

mm \ |:

h

Qbr. 1 .

- 203 -

Qbr. 2

204

Ing. Miroslav Koberna, Ing. Hana Melicharová, Ing. Jarmila Kroftová a Ing. Jiří Kříž, CSc. ČSAV - ÚTSSK, Veleslavínova 11 301 U - ÚVZÚ, Tylova 57, 316 00 Plzeň

Plzeň, ŠKODA k.p. -

PŘÍSPĚVEK K PROBLEMATICE PEVNOSTNÍHO VÍPOČTU SVAROVÉHO SPOJE U SVAŘOVÁNÍ ZA STUDENA

1. Úvod U spojů vytvářených svařováním za studena na tupo nebo bodově s přeplátováním je jako hlavní kriterium určující jakost spoje brána pevnost v tahu resp. ve střihu, zjistovaná na upravených nebo neupravených vzorcích. Sem směřují i výpočetní metody řešící pevnost spoje v závislosti na deformaci a mezi pevnosti v tahu použitého materiálu. Základním problémem v těchto výpočtech je určování skutečně svařené plochy a skutečné meze pevnosti v tahu, kde se většinou neuvažuje zpevňování materiálu v průběhu plastické deformace, které podstatně ovlivňuje pevnostní charakteristiky spojovaných materiálů. V příspěvku je problematika pevnosti spoje řešena určením pevnosti nedokonale svařeného spoje, jehož zpevnění se blíží skutečné hodnotě, stanovením velikosti lomové plochy pomocí kvantitativní obrazové analýzy a aproximací těchto hodnot na celkovou plochu svaru. 2. Problematika zjištování pevnosti spoje Pevnost v tahu je tedy jedním ze základních parametrů určujících jakost spoje při svařování za studena na tupo /I, 2/. Problém je v tom, že pokud vezmeme dobře svařený spoj dochází u něho k porušení vždy mimo vlastní zpevněnou svarovou oblast v základním materiálu a pokud použijeme materiály s různou pevností v tahu vždy v materiálu s nižší pevností /3/. Porušení ve vlastní svarové ploše je tedy možné pouze při nedokonalém svaření, které nastává při deformaci menší než je určitá kritická deformace, která je pro hliník technické čistoty asi 250 % /A/. Uvedená hodnota odpovídá našim zjištěním, nebot při ní se vzorek porušoval v základním materiálu. Průběh zatěžovací síly jako funkci prodloužení pro vzorek AI + Cu o průměru tyčí 12 mm svařený jedním pěchováním s deformací 250 % uvádí obr. 1 a. Z tohoto důvodu byly zhotoveny dva vzorky s deformací 200 a 225 % z nichž druhý byl navíc upraven V - vrubem o hloubce 1 mm ve svarové ploše. V těchto případech došlo k porušení spoje ve svarové ploše a závislosti zatěžovací síly na prodloužení uvádí obr. 1b a 1c. Zkoušky pevnosti byly prováděny na zatěžovacím zařízení Schenck - Trebel KM 10 a výsledky obsahuje tabulka č. 1. Svarové plochy po porušení vykazují typickou morfologii uváděnou např. v / 5 / a byly po dokumentaci na ŘEM JEOL podkladem pro hodnocení skutečně svařené plochy na obrazovém analyzátoru Quantimet 720. Pro zjištění pevnosti svaru pak byla zvolena metoda

- 205 -

pod Ír- /b/, ká ť S Í I B potrpbr.á k porušení spoje í' je user:.á veliKoati čistého r-ovrchw S _. , ;ne;:i ;.v;v::o.-iti v tahu svařovaf <J ného kovu s uvažov:ia im z;
Hs

- -Z-

2.1

Takto získanou r.oärrlu R_ pak vztáhneme na celou plochu svařovaných dílů S 3 předpokládáme, že při trojím pochování užívaném v praxi tj, při deformaci cca 750 % lze podíl nešvařené plochy ve spoji zanedbat n tak stanovíme skutečnou výpočtovou pevnost spoje v tahu R . 3. Hodnocení svarové plochy kvantitativní obrazovou analýzou Kvantitativní analýzy skutečné svařené plochy byly prováděny na lomových plochách výše uvedených vzorků obrazovým analyzátorem Quancimet 720 umístěným v metalografických laboratořích ÚVZÚ škoda k.p. Metodické možnosti Quantimeťi jsou rozšířeny úpravou^ snímacího systému tak, že je možno alternativně snímat buď obraz ze světelného mikroskopu nebo dokumentovaný na filmu v pozitivu i negativu nebo r.s diapozitivu. Tato úprava analyzátoru umožňuje bez dalšího rozkladače obrazu nahradit funkci specializovaných přídavných zařízení, např. epidiaskopu /!/. Za použití tohoto přídavného zařízení byl kvantitativně hodnocen soubor pěti snímků z každé lomové plochy. Snímky byly voleny náhodně po celé lomové ploše jak je patrno z obr. 2 a 3, které uvádějí pozice snímků sloužících jako podklad pro obrazovou analýzu ( čísla snímků 4875 až 4887 ) na přehledových snímcích svarové plochy ( čísla snímků 4874 a 4881 ), které jsou na obr. 4 a 7 ve 12ti násobném zvětšení. Na obr. 5, 6 e 8 jsou uvedeny příklady snímků svarové plochy ve 10Onásobném zvětšení ( číslování pozic na obr. 3 a 4 je provedeno posledním dvojčíslím čísla snímku ). Výsledky analýz jsou uvedeny v tabulce č. 2. Tabulka uvádí podíl nešvařené plochy, která se na snímcích jeví jako tmavé oblasti ( jedná se o povrch mědi ), v procentech celkové plochy snímku. 4. Diskuse výsledků Hodnocení pevnosti spoje svařovaného za studena pak vycházelo z následujících parametrů. Celkové svařené plochy vzorku S , skutečně svařené plochy S., a síly na porušení spoje F. Z těchto hodnot lze určit pevnost částečně svařeného spoje Rg a přepočtením na celkovou svarovou plochu S g výpočtovou pevnost spoje R . Plocha S je dána průřezem vzorku a odpovídá ploše vzorku bez vrQbu. Získané hodnoty uvádí tabulka 3. Dokonale svařený vzorek se porušil v základním materiálu o nižší pevnosti (AI) a jeho pevnost byla R = 93,4 MPa, což odpovídá hodnotám zjištěným v /3/. Zvýšení pevnosti materiálu ve svarové ploše na 1,8 případně 3,6násobek pevnosti

- 206 -

základního materiálu odpovídá hodnotám uváděným např. v /&/. 5. Závěr Výsledky ukazují použitelnost kvantitativní obrazové analýzy pro zjišťování podílu svařené plochy u svařování za studena při pevnostních výpočtech spojů. Pro získání kvalitních výsledků je třeba zjistit optimální počet snímků zajištující vyhovující přesnost dokumentace svarové plochy po celém průřezu. Zároveň je nutno vyloučit hodnocení stínu na nerovnostech povrchu jako nešvařené plochy ( jeví se jako tmavá plocha ) vhodným rozdělením dokumentovaných míst a zvětšení při snímkování. Literatura 1/ Voráček L.,Křižanovský L. - Vliv tepelného stárnutí na mechanické a elektrické vlastnosti spojů Cu~Al svařených tlakem za studena, Výzkumná zpráva Škode-VŠSE Plzeň, VZ 1 1/196 4 2/ Sachackij G.P. - Technológia svarki metalov v cholodnom sostojaniji, Kiev, Naukovaja dumka 1979 3/ Koberna M. - Svařování tlakem za studena neželezných kovů, Výzkumná zpráva ČSAV-ÚTAM Plzeň, 33 VP/1987 4/ Wodara J. - Einfluss der Oberfláchenvorbereitung auf die Kaltpresschweissbarkeit von Metallen, Schweisstechnik 13, H.12", S.548, 1963 5/ Eggers H.,Krause E.,Ruge J. - Zum Mechanismus des Kaltpresschweissens-Bruchflachenuntersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop, Schweissen und Schneiden 22, H.6 S.241, 1970 6/ Kulagin D.P. - Model obrazovánija soedinenija pri cholodnoj svarke, Avtomatičeskaja svarka, N.3, S.11, 1984 7/ Jandoš F.,Kroftová J.,Fikerle E. - Obrazová analýza v materiálovém výzkumu v k.p.Škoda Plzeň, Sborník z VI. metalografického symposia, Vysoké Tatry 1936, 1.část,s.69 8/ Bruckner W.H. ,Sayles J.H. - Thermal stability of cold. butt welds in copper and aluminum, Welding Journal Research Supplement, N.9, P.502s, 1956

Tabulka č.1 Výsledky zkoušek v tahu vzorek £. = 250%

F

AN/

11,3

AL

/mm/

19,3

vzorek €. = 225% s vrubem F AN/ /mm/ 10,4

- 207 -

6 ,2

= 200%

vzorek

F

AN/

10,9

ů

L /mm/ 10

2

Podíl nešvařené plocny ve spoji ' '

'• í s l u s/iínik u

4875 4876 4877 4878 _4879 střední hodno ta

' i

pudil nešvaře:.é i plochy v /%/ i vzorek L = 2 0 0 % | 26,27

j

7,22

I

25,48

j

30,99

i

31,45

Í

24,28

>": í S 1 0

s:.í;nku

podíl ::Pfvařené plochy v /%/ vzorek 1 - 225% s vrubem

4883 4884 4885 4886 4887 střední hodnota

30,07 38,10 27,54 22,95 25,94 28,92

Tabulka č. 3 Parametry pevnostního výpočtu vzorek l- 200% svarová plocha vzorku

0,000113

vzorek t- 225% s vrubem 0,0000785

skutečně svařená plocha S. /m / celková plocha svaru

0,0000858

0,0000557

0,000113

0,000113

síla na porušení spoje

10 400

10 900

částečná pevnost spoje R' /MPa/ výpočtová pevnost spoje R o /MPa/

127,0

186,7

167,1

341 ,9

F /N/

a) L= 250% b) *= 200% c) £= 225% s vrubem

Obr. 1 Závislost F U L ) - 208 -

>.::.-r.

u: r.

(

i

í", -yt

t"

Obr. 5

2C9

.;

J:

. .

Drahomiř š p í r e k , Jan D y r , Erika L í s k o v c o v á ČEZ - Severočeské teplárenské závody Most - svářečská škola Ing. Petr

N e u m a n n

CEZ - Severočeské teplárenské závody - KKMS Chomutov

BUDOVÁNÍ ŠKOLÍCÍHO STREDISKA CEZ - SČT MOST PŘI SVÁŘEČSKÉ ŠKOLE V K0M0ŘANECH A VÝCHOVA SVÁŘEČI)

Tento článek si klade za cíl informovat o výchově svářečů v Severočeských teplárenských závodech. V roce 1979 byla založena svářečská škola v elektrárně Komořany, jako detašované pracoviště svářečské školy EGM LiberecZřízení školy bylo vyvoláno potřebou urychleného zvládnutí výměny svářečských průkazů v návaznosti na ČSN 05 0705. Přesto, že svářečská škola v EKY pracovala ve velmi stísněných podmínkách se skromným vybavením a minimálním personálním obsazením /kumulovaná funkce technolog svařování + ved. školy a jeden instruktor svařování/, získala výsledky své práce uznání a po ukončení výměny svářečských průkazů v roce 1981, bylo rozhodnuto o její další působnosti se zaměřením na výuku nových svářečů. V prvních letech působení školy v EKY, byla zajišíována výuka částečně vlastními silami obou stálých pracovníků školy a jednak externími učiteli ZEKY a KKMS Chomutov. Výuka byla organizována na základě zvýšenprých požadavků závodů SČT /dříve ESČ k. p. Most/ převážně pro zaměstnance závodů. Náplní školy byla výuka základních kurzů v rozsahu Z-Gl a Z-E1. Od roku 1982 v souvislosti s novými učebními osnovami a požadavkem SOU-E na výuku učňů, dochází k rozšíření kapacity svářečské školy a schválení školy SVÚM Praha jako stálého výukového pracoviště s náročně plánovanou a organizovanou výukou. Byl jmenován nový vedoucí svářečské školy bez kumulovaných funkcí. V roce 1984 se zvýšil i počet instruktorů na dva. V současné době má svářečská škola oprávnění provádět základní kurzy v rozsahu Z-G4-, Z-El, Z-T3, dále přípravné kurzy na úřední zkoušky svářečů a úřední zkoušky svářečů do stupně hodnocení A pro metody G, E a T a periodické přezkušování svářečů v již uvedeném rozsahu jednotlivých metod. V roce 1986 bylo rozhodnuto o dalším rozšíření školy a její modernizaci. Výsledkem tohoto rozhodnutí bylo v první etapě vybudování školícího střediska při svářečské škole s využitím pro celé Severočeské teplárenské závody.

- 211 -

Zásluhou vedení SČT a nezměrnou iniciativou pracovníků svářečské školy se podaří UJ vybavit nové stredisko množstvím moderní audiovizuální techniky a názornými pomůckami. Pracovníky školy byla přebudována učebna tak, aby byla schopna v plné míře sloužit svému poslání. Kapacita učebny je 40 osob. V dnešní době je vybavení střediska kompletní. Patří k něr.u: - promítačka 16 mm Meoclub 16 electronic 2 - videomagnetofon typ JVC HR D 140 E systém VHS - 2x diaprojektor Pentagon AV 100 - auto včetně zvukového doprovodu - kazetopásková pamět SP 2100 - záznamová a doprovodná technika /B-57, UNISON 2833 AB/ - zpětný projektor - epidiaskop - počítač TNS - televizory - názorné pomůcky Všechna tato technika je využita a slouží ke kvalitní práci školícího střediska. Vzhledem k tomu, že podobné pracoviště mají v rámci ČEZ i v EPOČ, navázala svaře-^ká škola EKY vzájemně výhodnou spolupráci s Kabinetem bezpečnost i práce EÚV EPOČ. Kromě výuky svářečů jako hlavní náplní činnosti bude školící středisko provádět následující činnosti: - školení, doškolování a přezkušování bezpečnostních předpisů - vstupní školení nových zaměstnanců - školení a vstupní instruktáže požární ochrany - tématické školení - ostatní akce Pozornost je věnována využití drahé techniky střediska, především počítač TNS. Uvažuje se o uvedení počítače do plného provozu ve velmi krátké době a záměrem je využít ho k: - evidenci svářečů SČT v návaznosti na periodické přezkušování - evidenci materiálů /základních a přídavných/ - evidenci norem a předpisů - archivaci technologických postupů svařování - zkoušení školené tématiky V současné době stojí svářečská škola před druhou etapou modernizace a rozšíření prostor pro praktickou výuku. Z rozhodnutí vedení podniku bude v blízké budoucnosti zahájena výstavba objektu nové školy. Škola a s ní i školící středisko dostane vlastní budovu. Po jejím dokončení bude moci škola plnit v plném rozsahu plánované ékoly. Zatím se na výuce, tak jak již bylo uvedeno podílí i svářečská škola EGM Liberec, která provádí přípravné kurzy pro úřední zkoušky a úřední zkoušky. Z hlediska zabezpečení výuky a zkoušek svářečů je škola plně soběstačná. Výuku zajistují: vedoucí školy, instruktoři a externí lektoři z KKMS Chomutov. Spolupráce svářečské školy s KKMS se neustále zintenzívňuje. V současné době jsou zajišíovány v KKMS pro svářečskou školu následující činnosti: - přednášková činnost externích lektorů - 212 -

-

odborné exkurze do laboratoří vyhodnocováni úředních zkoušek svářečů provádění kontrolních snímků svarů v průběhu kurzů vysílání specialisty pro zkušební komisi k závěrečným zkouškám Současná kapacita svářečské školy EKY je ročně 60 nových svářečů se základní zkouškou a 50 periodických zkoušek. Plánovaná kapacita má vzrůst ročně na 140 nových svářečů se základní zkouškou, periody a úřední zkoušky dle potřeby SCT. Tato kapacita školy bude postačující a bude zcela krýt potřeby Severočeských teplárenských závodů Most.

- 213 -

TECHNOLOGICKÉ POSTUPY SVAŘOVÁNÍ V ENERGETICE

Recommend Documents