Контроль качества сплавов, полуфабрикатов и
Термической обработки крупногабаритных деталей
Энергетического и тяжелого машиностроения
Развитие энергетического и тяжелого машиностроения идет по пути увеличения мощности и производительности агрегатов, температур, при которых работают их основные детали, скоростей, давлений и других параметров; растет гарантируемый изготовителем ресурс работы этого оборудования, происходит постоянное укрупнение заготовок.
Все это увеличивает обьем контроля, вызывает необходимость привлекать все более новые, совершенные методики его. Для примера можно указать, что при изготовлении комплекта оборудования атомного реактора ВВЭР-1000 (крышка и корпус реактора, парогенератор, компенсатор обьема и емкость системы охлаждения активной зоны), и проводится в общей сложности более 145 тысяч анализов – химсоставы, механические испытания, статические и динамические при различных температурах, коррозионная стойкость, микро- и макроструктурный контроль.
Особенности металлургического производства
Крупных заготовок
Для крупных заготовок регламентируются способы выплавки и разливки стали: шихтовые материалы, способы выплавки и разливки, внепечная обработка. В технических условиях на заготовки для корпусов реакторов и парогенераторов АЭС предусмотрено, что разливка слитков массой более 20 т должна обязательно производиться в вакууме. При массе слитков более 130 т разрешено применять смешанную сталь, выплавленную в кислой мартеновской печи и в основной дуговой печи. Для лопаток паровых турбин из хромистых сталей целесообразно использовать электрошлаковый переплав (ЭШП), который резко снижает брак по флокенам.
|
|
|
В сварных конструкциях энергетических установок предусматривается преимущественное использование низкоуглеродистых сталей спокойной выплавки; кипящая сталь допускается только в неответственных нерасчетных узлах при рабочей температуре 0-200 С.
При открытой выплавке стали, пробы на хим. состав отбирают от каждого ковша после разливки половины металла. При вакуумно-дуговом переплаве (ВДП) пробы отбирают из исходной плавки, кроме азота и марганца в сталях 08ХI8НI0Т, которые определяют после переплава.
При производстве заготовок энергетического машиностроения жестко регламентируется содержание серы и фосфора, например для дисков, роторов и валов паровых турбин из стали 25Х2Н4МФА допускается не более 0,015% фосфора. Содержание водорода в слитках также ограничивается 2,5 см3 на 100 г. Для изделий атомной энергетики, подвергающихся облучению, ограничивает содержание элементов, дающих долгоживущее изотопы. В заготовках турбин первого контура АЕС содержание кобальта ограничивают для перлитных сталей 0,5% . Для обечаек активной зоны атомного реактора ( центральная, опорная и днищевая ), где необходимо иметь минимальное количество примесей, предусмотрена выплавка стали на чистой шихте с минимальным содержанием примесей. Для листовых заготовок АЭС предусмотрено проведение контроля содержания остаточных элементов не реже двух раз в год.
|
|
|
Учитывая неодинаковое качество металла в различных частях слитка, технические условия устанавливают регламентированное расположение заготовок относительно оси и верха слитка, нормы при отрезке прибылей на слитках для поковок и стальных отливок. Также регламентируется расположение проб для вырезки образцов, мест травления и другого контроля.
Производству ответственных деталей для первого контура АЭС, валов, роторов и дисков паровых турбин, коленчатых валов дизелей и других деталей должны предшествовать изготовление, разрезка и исследование на заводе-изготовителе опытных заготовок.
Определение дефектов метала, обусловленных
Качеством слитка, ковки, прокатки, листья
На всех этапах изготовления изделий проводится технологический контроль, проверка свойств полуфабриката, осуществляемая разрушающими и неразрушающими методами. Оценивается равномерность распределения серы и фосфора. Фосфор, растворяясь в феррите, резко снижает пластичность, повышает температуру перехода, стали в хрупкое состояние, при нейтронном облучении углеродистой стали увеличивает сдвиг переходной температуры в сторону высоких температур. Микро-ликвидацию, (неоднородность твердого раствора) и макроликвацию, вызывающую дендриты в отливках и строченую структуру в прокате. Это выявляют поверхностным травлением.
|
|
|
Сера образует сернистое железо, входящее в эвтектику, располагающуюся по границам зерен находящуюся при температурах обработки металлов давлением в жидком состоянии, что ухудшает пластичность при высокой температуре и свариваемость стали. Для выявления сульфидов и их распределения используют метод Баумана - метод серных отпечатков. Оценку качества полуфабрикатов проводят при сравнении полученных отпечатков с эталонными шкалами.
Контроль макроструктуры позволяет выявить нарушение оплошности металла (усадочную пористость, газовые раковины, трещины, флокены), дефекты сварки, дендритное строение и зону транскристаллизации в литом металле, ликвацию, неоднородность, созданную термической обработкой и пластической деформацией. В ряде случаев проводят контроль излома, по которому обнаруживают флокены, пористость, расслоение и другие специфические дефекты, видимые невооруженным глазом.
|
|
|
Все ответственные детали энергетического машиностроения контролируют на загрязненность неметаллическими включениями. При этом установлена допустимая загрязненность металла сульфидами, оксидами, силикатами.
Практически все заготовки и полуфабрикаты деталей энергетического и тяжелого машиностроения, работающие при повышенном давлении и высокой температуре, а также крупногабаритные детали, эксплуатирующиеся в условиях напряженного состояния, в процессе изготовления контролируют на наличие дефектов различными методами контроля.
Ультразвуковой контроль (УЗК) листов и листовых штамповок для оборудования АЕС и котлов проводится теневым иммерсионным методом или эхоиммерсионным методом. УЗК поковок проводят эхо-методом. Оценку качества производят в соответствии с нормами для коррозионно-стойких сталей аустенитного класса для АЕС, сталей перлитного класса для обьектов Госгортехнадзора УЗК отливок, в основном, применяют для контроля особо ответственных литых изделий АЕС. При этом стремятся к прозвучиванию всего обьема литого металла в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
Радиографический контроль литых изделий проводят, как правило, после устранения обнаруженных при внешнем осмотре отливок дефектов и зачистки ее поверхностью с целью выявления газовых раковин, песочных и шлаковых включений, усадочных рыхлот. Проводят также радиографический контроль сварных соединений.
Люминесцентный, цветной, люминесцентно-цветной (капиллярные) методы контроля предназначены для обнаружения несплошностей, выходящих на поверхность (трещин, пор, раковин, дефектов сварных швов и других поверхностных дефектов.) Магнитопорошковую дефектоскопию (МПД) применяют для контроля ферромагнитных материалов. Она основана на явлении затягивания и осаждения частиц магнитного порошка в месте выхода на поверхность зон рассеянного магнитного потока, возникающего при наличии в поверхностных слоях нарушений сплошности или немагнитных включений. МПД позволяет, в отличие от капиллярных методов, выявлять подповерхностные дефекты. В некоторых случаях при МПД выявляются мнимые дефекты, что связано с наличием местного наклепа, структурной неоднородностью и резким изменением площади поперечного сечения детали.
Плакированные полуфабрикаты (листовые заготовки, трубы, штамповки) применяют для изготовления оборудования и трубопроводов АЕС, лопастей гидротурбин, трубных досок конденсаторов и других ответственных изделий, работающих в условиях высоких температур и давлений под воздействием агрессивных сред. Для этих полуфабрикатов специфическим является контроль сцепления плакирующего слоя с основным металлом, оцениваемого по прочности на срез, изгиб, макро- и микроструктуре, результатам проведения УЗК.
Плакированные трубы для АЕС подвергают 100 %-му ультразвуковому контролю.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 319; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!