Сварка в условиях отрицательных температур

СВАРКА В УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР

С.Г. Гамидов, студент группы СРТб-15,

Руководитель: А.А. Акчурина, к.ф.н., зам. директора по УМР,

 ТИУ, филиал в г. Сургуте, г. Сургут, РФ

Аннотация: в статье определены трудности, сопровождаемые процесс сварки в условиях низких температур; рассмотрена технология сварки при отрицательных температурах с подогревом и без подогрева.

Ключевые слова: сварка, подогрев, охлаждение, теплоизоляционная камера, нагреватель.

Больше половины валового национального продукта в индустриально развитых государствах формируется с помощью сварки и близких ей технологий. Вплоть до 2/3 всемирного потребления стального проката направлено на изготовление сварных сооружений и конструкций. Во многих случаях сварка является единственным возможным и наиболее результативным способом формирования неразъемного соединения конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, которые максимально приближены по форме к оптимальной готовой конструкции или детали. В нефтегазовой отрасли сварка имеет широкое применение. Самым распространённым и выгодным способом транспортировки углеводородов на данный момент являются магистральные трубопроводы, прокладка которых осуществляется непосредственно при помощи сварочных технологий.

Отрицательные температуры существенно влияют на процесс сварки.    С понижением температуры скорость охлаждения и кристаллизации металла сварочной ванны увеличивается, следовательно насыщение металла шлаковыми и газовыми включениями возрастает. Это приводит к образованию в сварном соединении горячих и холодных трещин. В результате проплавление охлажденного металла  ухудшается, что способствует образованию  непроваров. На электродах и свариваемых кромках может конденсироваться малозаметная влага, это приводит к повышению в наплавленном металле водорода [1].

При понижении температуры сталь становится чувствительной к концентраторам напряжений (мельчайшие внутренние и внешние дефекты наплавленного металла), которые при отрицательных температурах способствуют образованию трещин. Ведение сварки при низких температурах требует от сварщика повышенного внимания к соблюдению технологии сварки.

Процесс сварки в условиях низких температур осложнен тем, что  минусовые температуры отрицательно влияют на механические свойства, структуру и сплошность сварного соединения. Испытания сварных соединений на продолжительное растяжение, показывают, что соединения, полученные при низких температурах без предварительного подогрева кромок, разрушаются раньше времени вследствие значительных остаточных температурных напряжений, образующихся из-за неоднородного распределения температуры. Следовательно процесс сварки при низких температурах производится с предварительным подогревом свариваемых деталей (их кромок). Нагрев осуществляют  нагревательным прибором. По окончании процесса сварки производят  охлаждение сварного соединения в теплоизоляционной камере [2]. 

Обеспечение работоспособности сварных соединений при низких температурах обуславливает выбор стали для конструкций, имеющей низкий температурный интервал хрупкости (согласно СНиП П-23-81 «Стальные конструкции»). Данный металл характеризуется повышенной стойкостью против перехода в хрупкое состояние, под воздействием процесса сварки в околошовной зоне незначительно изменяет свойства При хранении и транспортировке металл необходимо исключать повреждение его поверхности и деформацию.

В районах Крайнего Севера, болот, тундры и переувлажненных участков большинство конструкций (резервуары, сосуды, магистральные трубопроводы и другие) выгодно сооружать в зимнее время года, когда грунт скован морозом, что способствует проходимости сварочно-монтажной техники, транспорта в труднодоступные районы. Производство монтажно-сварочных работ в зимний период обладает своими объективными особенностями, которые связанны с присутствием ветров, низкой температурой воздуха и обильных снегопадов, которые оказывают значительное воздействие на качество сварных конструкций.