автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Модернизация технологии изготовления сварных аппаратов из стали 12Х18Р10Т с применением вибрационной обработки

На правах рукописи

МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ АППАРАТОВ ИЗ СТАЛИ 12Х18Н10Т С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.02.13 - «Машины, агрегаты и процессы» (машиностроение в нефтеперерабатывающей промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2010

4856169

Работа выполнена на кафедре "Технология нефтяного аппаратостроения" Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ибрагимов Ильдус Гамирович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Загорский Валерий Куприянович;

доктор технических наук, профессор Ерофеев Валерий Владимирович.

Ведущая организация ГУП «БашНИИнефтемаш», г. Уфа.

Защита состоится 28 декабря 2010 года в 12-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан 27 ноября 2010 года.

Ученый секретарь совета

А.В. Лягов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В условиях рыночной экономики дальнейшее развитие машиностроения немыслимо без экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов, экономного расходования металла, топлива, электроэнергии.

Одним из путей в развитии современного нефтяного аппаратостроения, направленных на повышение надежности и долговечности выпускаемого оборудования, является создание и применение новых технологий обработки материалов.

Особенно это актуально для нефтеперерабатывающей промышленности, где проблема преждевременного выхода из строя оборудования, подвергающегося в процессе эксплуатации значительным механическим нагрузкам и работающего в непосредственном контакте с агрессивными средами, является особенно важной.

Анализ применяемых марок сталей в нефтяном и химическом машиностроении показывает, что наиболее часто среди высоколегированных сталей используется сталь марки 12Х18Н10Т. Данная сталь обладает хорошей свариваемостью, высокой пластичностью и ударной вязкостью, высокими механическими свойствами при отрицательных температурах, устойчивостью против окисления, что обеспечивает надежную работу сварных конструкций в течение длительного времени.

Однако, при уникальном комплексе физико-механических свойств, данная сталь имеет и ряд недостатков: высокий уровень сварочных деформаций в процессе изготовления, низкая прочность сварных соединений и, что особенно необходимо отметить, подверженность сварных соединений межкристаллитной коррозии (МКК) в процессе дальнейшей эксплуатации. На данный момент эти недостатки снижаются проведением термической обработки, дополнительным легированием, уменьшением содержания углерода, увеличением толщины конструктивных элементов.

Это предопределило необходимость совершенствования технологии изготовления сварной аппаратуры из стали 12Х18Н10Т, применяемой в процессах нефтепереработки, с целью повышения качества её изготовления.

Цель работы

Повышение точности изготовления конструктивных элементов сварных аппаратов нефтепереработки из стали 12Х18Н10Т с применением вибрационной обработки.

Задачи исследований:

- оценка влияния вибрационной обработки на точность изготовления сварных корпусов аппаратов;

- выявить влияние вибрационной обработки на повышение стойкости металла сварного соединения к межкристаллитной коррозии (МКК);

- определить влияние вибрационной обработки в процессе сварки на механические свойства сварных соединений;

- разработать технологически процесс вибрационной обработки для повышения точности изготовления сварных аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности из стали 12Х18Н10Т.

Объекты и методы исследований

При теоретических исследованиях закономерностей формирования остаточных сварочных деформаций и напряжений в стыковом соединении из стали марки 12Х18Н10Т использовались методы теории упругости и пластичности, а также численный метод решения задач сплошных сред - метод конечных элементов.

При экспериментальных исследованиях использовали стандартные методы определения механических свойств, микроструктуры, микротвердости металла, стойкости к межкристаллитной коррозии. Обработку результатов экспериментов проводили с использованием методов математической статистики.

Научная новизна

1. Экспериментально установлено, что при приварке штуцера к цилиндрической обечайке из стали 12Х18Н10Т средняя величина отклонений диаметров обечайки с применением сопутствующей виброобработки уменьшается на 25 - 28% по сравнению с отклонениями, возникающими при сварке без вибрационной обработки.

2. Экспериментально установлено, что при сварке конструктивных элементов аппаратов с применением вибрационной обработки с амплитудой от 0,6 до 0,8 мм и частоте от 50 до 100 Гц повышается стойкость сварных соединений к межкристаллитной коррозии.

3. Применение вибрационной обработки в процессе изготовления сварных элементов аппаратов из стали 12Х18Н10Т увеличивает предел прочности металла сварного шва до 16%, ударную вязкость на 21 - 25%, малоцикловую долговечность сварного соединения на 20 - 25%.

Основные защищаемые положения

1. Совокупность установленных в результате теоретических и экспериментальных исследований закономерностей влияния • параметров вибрационной обработки при изготовлении сварного оборудования из стали 12Х18Н10Т на механические свойства получаемых стыковых сварных соединений.

2. Экспериментально обоснованные решения по повышению точности формы и размеров конструктивных элементов аппаратов и по улучшению стойкости металла шва сварного соединения из стали 12Х18Н10Т к межкристаллитной коррозии.

3. Технология изготовления сварных аппаратов из стали марки 12Х18Н10Т с применением вибрационной обработки, позволяющая повысить точность конструктивных элементов, стойкость к МКК и механические свойства сварных соединений.

Практическая ценность

1. Разработаны конструкции устройств и технология проведения вибрационной обработки в процессе сварки конструктивных элементов аппаратов, позволяющие повысить точность изготовления, стойкость к МКК и улучшить механические свойства металла сварного соединения из стали 12Х18Н10Т.

2. Разработана методика вибрационного воздействия при сварке стыковых соединений базовых деталей кожухотрубчатой теплообменной аппаратуры из стали 12Х18Н10Т для Бугульминского механического завода ОАО «ТАТНЕФТЬ».

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на IX Международной научно-технической конференции при IX специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство. Камнеобработка (Уфа, 2005)», на VII научно-технической конференции молодежи ОАО «Северные МН» (Ухта, 2006), на научно-технической конференции «Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энергосбережении» (Одесса, 2007), на III научно-практической конференции ОАО «Корпорация Уралтехнострой» (Туймазы, 2008), на I Международной конференции молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники» (Уфа, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, изложена на 124 страницах машинописного

текста, содержит 32 рисунка, 10 таблиц, список использованной литературы из 154 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе приведен анализ данных заводов - изготовителей нефтеперерабатывающего оборудования (таблица 1), который показал, что наиболее часто среди высоколегированных сталей используется аустенитная хромоникелевая сталь марки 12Х18Н10Т. Эта сталь, обладает хорошей свариваемостью, высокой пластичностью и ударной вязкостью, высокими механическими свойствами при отрицательных температурах, устойчивостью против окисления на воздухе и в атмосфере продуктов сгорания топлива при температурах ниже 900 °С.

Таблица 1 - Состав используемых для изготовления технологического оборудования материалов по данным предприятий за 2008 г.

Наименование предприятия-изготовителя Используемый для изготовления аппаратов материал, %

Низколегированные стали Высоколегированные стали/ в том числе 12Х18Н10Т Углеродистые стали Прочие

ОАО «УТС-Туймазыхиммаш» 52 28/23 16 4

ОАО «Салаватнефтемаш» 65 22/18 10 2

БМЗ ОАО «ТАТНЕФТЬ» 57 24/21 17 2

От 70 до 80% конструкций, изготовленных из стали 12Х18Н10Т - это корпуса кожухотрубчатых теплообменных и колонных аппаратов, резервуары для хранения кислот, реактора. Также эта сталь применяется для сварных конструкций в криогенной технике при температуре до -269 °С, для изготовления трубопроводов высокого давления с температурой эксплуатации до 600 °С, для деталей печной аппаратуры, муфелей, коллекторов выхлопных систем.

Однако, при уникальном комплексе физико-механических свойств, данная сталь имеет и ряд недостатков: высокий уровень сварочных деформаций в процессе изготовления, низкая прочность сварных соединений и, что особенно необходимо отметить, подверженность сварных соединений межкристаллитной коррозии в процессе дальнейшей эксплуатации.

Известно, что возникновение склонности к МКК и скорость роста коррозионных трещин у хромистых и хромоникелевых сталей связаны с температурой нагрева и химическим составом стали, в основном с содержанием углерода, никеля, хрома и др. примесей. Также установлено, что пластическая деформация повышает склонность хромоникелевых сталей к МКК.

Далее в первой главе проанализированы работы, в которых рассматриваются причины возникновения остаточных напряжений и деформаций при изготовлении сварного оборудования, их влияние на механические свойства, а также способы снижения остаточных напряжений и деформаций. На данный момент одним из перспективных способов снижения остаточных напряжений и деформаций является вибрационная обработка сварных соединений.

Во второй главе выполнено численное моделирование остаточных напряжений и деформаций, возникающих в зоне сварного соединения. При моделировании совместно решались две задачи: температурный и конструкционный анализ поведения материала двух пластин при остывании сварного шва. В результате температурного анализа были получены

распределения температуры по всей модели, изменения температурных полей в ходе остывания сварного шва.

При конструкционном анализе, изменения температурных полей, полученные в результате температурного анализа, были приложены к модели как нагрузка. В качестве модели для исследования была использована конечно-элементная модель пластин длиной 500 мм, шириной 125 мм, толщиной 6 мм, со свойствами стали 12Х18Н10Т (рисунок 1). Шов односторонний с V-образным скосом кромок. Решение проводилось в упругопластической зоне нагружения с учетом пластических деформаций. Для этого задавались кривая деформирования металла, коэффициент температурного расширения, модуль упругости, коэффициент Пуассона и другие свойства.

шов

/

9Я'>ШШтяяттШ'йЯЯШШШлШШ\

шштШПл

1 и 2 - свариваемые пластины Рисунок 1 - Конечно-элементная модель стыкового сварного соединения (поперечное сечение)

Полученные распределения напряжений и деформаций в сварной детали после полного остывания сварного шва показаны на рисунках 2-4. ^^

299,0 266,3 233,6

шов

-

■1

1

_ ж

Рисунок 2 - Распределение эквивалентных напряжений (по Мизесу) на верхней поверхности сварной детали

168,2

135,6

102,9

70,2

37,5

4,8

Рисунок 3 - Распределение пластических деформаций

Рисунок 4 - Распределение вертикальных перемещений

Численное моделирование показало, что в сварном шве и околошовной зоне возникают остаточные напряжения, превышающие предел текучести, которые приводят к искажению формы конструкции в случае её недостаточной жесткости и преждевременному разрушению при её эксплуатации.

Также в главе рассмотрено влияние вибрационной обработки на структуру и свойства металла сварного соединения. Показано, что вибрационная обработка сварных соединений в процессе сварки позволяет измельчить структуру, увеличить дегазацию сварочной ванны, снизить остаточные напряжения и деформации, повысить механические свойства. Анализ

предыдущих работ показал, что наиболее эффективным является применение низкочастотной вибрационной обработки с частотой от 50 до 100 Гц.

В третьей главе приведены описание и результаты экспериментов по воздействию на сварочную ванну вибрационных колебаний в процессе сварочного цикла с целью изучения их влияния на точность изготовления, повышение стойкости к МКК и улучшение механических свойств сварных соединений корпусов аппаратов из стали 12Х18Н10Т.

В процессе исследования влияния виброобработки на точность изготовления были сварены образцы «обечайка-штуцер», каждый из которых был получен вваркой штуцера а 100x3 мм в обечайку а 300x3 мм (рисунок 5). Также для исследования были сварены между собой пластины размерами 500х125х6 мм с последующим определением стрелы прогиба. Сварка проводилась с применением электродов типа Э-08Х19Н10Г2Б марки ЦТ-15 диаметром 3 мм. Сварные швы проверены на наличие дефектов визуальным (лупой 10 кратного увеличения) и радиографическим методом контроля с помощью прибора АРИНА 7).

Образцы были сварены с использованием сопутствующей вибрационной обработкой и без обработки (таблица 2).

Таблица 2 - Режимы сварки и обработки исследуемых сварных образцов

Тип обработки Вид обработки в процессе сварки Вид сварки, режим

1 Вибрационная обработка (частота 50 Гц, амплитуда от 0,6 до 0,8 мм) Ручная дуговая сварка электродом ЦТ-15 (диаметр 3 мм) силой тока 1св=70...100А

2 Вибрационная обработка (частота 100 Гц, амплитуда от 0,6 до 0,8 мм)

3 Без обработки

Для создания виброколебаний в процессе сварки был сконструирован вибростол. С помощью виброизмерительного прибора Вибротест-МГ4+

измерялась амплитуда виброперемещений и частота колебаний свариваемых деталей.

Рисунок 5 - Фотография образцов и схема замеров диаметров обечайки.

На рисунке 6 приведены результаты исследования влияния вибрационной обработки при сварке узла «обечайка-штуцер» на точность формы обечайки, которое заключалось в определении средней величины отклонении четырёх диаметров обечайки после приварки штуцера при различных режимах виброобработки.

_

■Ш

о Гц 50 Гц 100 Гц

Частота вибрации

Рисунок 6 - Зависимость средней величины отклонений диаметров обечайки от частоты вибрации в процессе сварки

Как видно из результатов замеров, вибрационная обработка позволяет значительно снизить величину отклонений диаметров обечайки. При частотах 50 и 100 Гц средние отклонения на 2В и 25% меньше соответственно, чем у образца, сваренного без виброобработки.

Далее для проведения исследований влияния вибрационной обработки на микроструктуру, стойкости к МКК и механические свойства сварных соединений были получены заготовки, сваренные из двух пластин размерами 500x125x6 мм.

После сварки на заданных режимах из сварных заготовок (пластин) были вырезаны образцы для проведения механических испытаний и исследований на стойкость к МКК. Испытания были проведены согласно ГОСТ 6032-2003 методом АМУ. Образцы в количестве 3-х штук каждого типа обработки и без обработки прокипятили в растворе серной кислоты в течении 8 часов, затем промыли водой и просушили. По окончании испытаний для обнаружения МКК образцы были подвержены изгибу на угол 90° ± 5° по ГОСТ 14019 - 89. Наличие трещин на образцах, изогнутых после испытания, за исключением продольных трещин и трещин непосредственно на кромках, свидетельствует о подверженности сварного соединения к МКК, а отсутствие трещин на образцах свидетельствует о стойкости сварного соединения к МКК.

Результаты испытаний показали, что образцы, сваренные с вибрационной обработкой, оказались стойкими к МКК в зоне сварного соединения. Это объясняется тем, что при применении вибрационной обработки происходит измельчение дендритной структуры металла шва, это приводит к увеличению границ зёрен, при этом происходит нарушение непрерывности карбидной сетки и снижение карбидов на единицу длины границ зёрен.

Помимо исследований на стойкость к МКК на вырезанных образцах проводились механические испытания на ударный изгиб, статическое растяжение, малоцикловую выносливость, исследования микроструктуры на

наличие дефектов и размера зерна в сварном шве, микротвёрдости металла сварного соединения.

Для определения наличия микродефектов в структуре металла сварного шва при использовании вибрационной обработки при сварке было проведено металлографическое исследование образцов. Результаты микроструктурного анализа сварных швов, полученных при различных режимах виброобработки и без неё, представлены на рисунке 8 (увеличение в 300 раз).

Тип 3

Рисунок 8 - Микроструктура металла шва, полученного при различных типах обработки (х 300)

Обработка металлографических снимков осуществлялась с помощью программы 81АМ8 600, которая позволяет провести расчет среднего размера зерна микроструктуры. Данные по расчету среднего размера зерна аустенита в сварном шве представлены на диаграмме (рисунок 9).

Результаты исследования влияния вибрационной обработки на величину зерна аустенита в сварном шве показывают, что размер зерна без сопутствующей обработки больше, чем с обработкой. Так, при

применении вибрационной обработки с частотой 50 Гц величина зерна аустенита уменьшается на 23 %, а при вибрационной обработке с частотой 100 Гц на 16 %.

0Гц 50 Гц ЮОГц

Частота вибрации

Рисунок 9 - Диаграмма зависимости среднего размера зерна аустенита в сварном шве от частоты вибрации во время сварки

Для испытания на растяжение были вырезаны образцы двух типов. Образцы первого типа использовались для оценки прочности сварных соединений, на образцах второго типа определялись механические характеристики металла сварных швов.

При испытаниях сварных соединений на растяжение разрушение образцов, полученных с виброобработкой, происходило по основному металлу. Это даёт основание считать, что при данных режимах сварки при сопутствующей вибрационной обработке, как металл шва, так и металл околошовной зоны имеют прочностные характеристики не ниже, чем основной металл. Результаты испытаний на растяжение образцов второго типа приведены на рисунке 10.

О Гц 50 Гц 100 Гц

Частота вибрации

Рисунок 10 - Средние значения предела прочности сварного шва

Из данного рисунка видно, что виброобработка при частоте 50 Гц повышает прочностные характеристики металла шва на 16%, а при частоте 100 Гц на 4%.

Далее были проведены замеры микротвердости металла сварного соединения. Измерение проводили на микротвердомере ПМТ — ЗМ, нагрузка на индентор составляла 50 г, замеры проводили от оси сварного шва к основному металлу с шагом 0,5 мм. Результаты замеров показаны на рисунке 11.

Из полученных результатов видно, что твердость металла в зоне сварного соединения при применении вибрационной обработки незначительно снижается, что можно объяснить снижением уровня остаточных напряжений.

я С

о §

ш со н 0 а х

5

сварной шов > 1 1 > 1 1 г 1 1 1 1 1 1 _ . ЗТВ _I_1__1_ осн.металл 1_I_1_

О

10 11

1 2 3 4 5 6 7 8!

Расстояние от оси шва, мм

""♦"^=50 Гц -*"Ч=100Гц '-*- без обработки Рисунок 11 - Изменение микротвердости металла в поперечном сечении сварного соединения

Испытания металла различных участков сварного соединения на ударный изгиб проводились по типу VI ГОСТ 6996-66.

Результаты испытаний на ударную вязкость металла сварного соединения (рисунок 12) показали, что виброобработка при частоте 50 Гц увеличивает значение ударной вязкости металла сварного шва на 21%, а при частоте 100 Гц на 25%.

зоо

" 250

; 200

150

100

о Гц 50 Гц 100 Гц

Частота вибрации

Рисунок 12 - Средние значения ударной вязкости образцов

Испытания на усталостную долговечность образцов проводились по схеме чистого симметричного изгиба в одной плоскости на изготовленной в УГНТУ установке для испытания на малоцикловую усталость. Образцы (по 3 штуки для каждого типа обработки) подвергались малоцикловому нагружению до усталостного разрушения. Из полученных значений числа циклов до разрушений образцов построена диаграмма влияния сопутствующей обработки на малоцикловую прочность образцов (рисунок 13).

Из диаграммы видно, что вибрационная обработка способствуют увеличению числа циклов нагружения образцов до их разрушения. Из проведённых исследований видно, что вибрационная обработка при частоте 50 Гц выполняемая в процессе сварки, повышает малоцикловую прочность сварных соединений из стали 12Х18Н10Т на 25%, а при частоте 100 Гц на 20%.

5000

§ 4500

I 4000 а-

| 3500

1 3000

| 2500

2000

Рисунок 13 - Средние значения числа циклов до полного разрушения

образцов

На основании полученных в ходе проведения исследований результатов можно сделать следующие выводы:

1) вибрационная обработка в процессе сварки позволяет увеличить точность конструктивных элементов аппаратов из стали 12Х18Н10Т на 2128%;

2) вибрационная обработка в процессе сварки позволяет увеличить стойкость металла сварного соединения из стали 12Х18Н10Т к МКК;

3) вибрационная обработка при частоте 50 и 100 Гц и амплитуде от 0,6 до 0,8 мм, применяемая при сварке, повышает дисперсность структуры аустенита на 23 и 16 % соответственно, что способствует образованию более однородной структуры;

4) вибрационная обработка при частоте 50 и 100 Гц и амплитуде от 0,6 до 0,8 мм, выполняемая в процессе сварки, повышает малоцикловую прочность сварных соединений из стали 12Х18Н10Т на 25 и 20% соответственно.

В четвертой главе описан разработанный технологический процесс изготовления конструктивных элементов аппаратов с применением вибрационной обработки.

Технологические режимы ведения процесса сварки с вибрацией выбраны в соответствии с результатами вышеописанных экспериментальных исследований.

С учётом проведенных исследований и конструкторских разработок усовершенствован технологический процесс изготовления конструктивных элементов аппаратов из стали 12Х18Н10Т. Предлагаемый технологический процесс включает дополнительную вибрационную обработку в процессе сварки на частоте 50 Гц с амплитудой вибрации от 0,6 до 0,8 мм, которая позволит повысить геометрическую стабильность, прочность сварных соединении и стойкость к МКК.

Разработаны конструкции устройств и технология проведения вибрационной обработки в процессе сварки, позволяющие увеличить стойкость к МКК и улучшить механические свойства стали типа 12Х18Н10Т.

Разработана методика вибрационного воздействия при сварке стыковых соединении базовых деталей кожухотрубчатой теплообменной аппаратуры из стали 12Х18Н10Т для Бугульминского механического завода ОАО

«ТАТНЕФТЬ». Работа выполнена в соответствии с договором по НИР тема №526-08 от 01.09.2008 г.

Процесс вибрационной обработки состоит из следующих этапов:

1 Вибрационная обработка проводится в процессе сварки до окончательного остывания сварного шва.

2 Крепление вибрационного устройства в случае применения общей вибрационной обработки производится непосредственно на свариваемом изделии (на фланце штуцера, на корпусе с помощью привариваемых шпилек и др. приспособлений по усмотрению изготовителя). При этом изделие устанавливается на виброгасящие опоры.

3 После прикрепления вибрационного устройства необходимо произвести проверочное включение с контролем амплитуды и частоты вибрационной обработки в местах проведения сварки с помощью виброметров.

Вибрационную обработку следует проводить согласно режима, приведённого в таблице 3.

Таблица 3 - Режимы вибрационной обработки в процессе сварки

Вид обработки Диапазон частот, Гц Диапазон амплитуд, мм Время обработки

Вибрационная 50 0,6...0,8 В процессе сварки

С учётом использования вибрационной обработки в процессе сварки предлагается усовершенствовать технологический процесс изготовления базовых элементов корпусов аппаратов из стали 12Х18Н10Т.

Существующие и предлагаемая схема изготовления изделия базовых элементов корпусов аппаратов из стали 12Х18Н10Т представлены на рисунке 14.

Заготовительные операции

-к

Обработка давлением

Механическая обработка

Сборочные операции

Рисунок 14 - Существующие и предлагаемая схема изготовления базовых элементов корпусов аппаратов из стали 12Х18Н10Т

Выводы и рекомендации

1. На основе проведенного анализа выпускаемой продукции предприятий нефтяного и химического машиностроения в качестве материла исследований выбрана высоколегированная сталь аустенитного класса 12Х18Н10Т, которая является наиболее используемой при производстве сварной аппаратуры.

2. Вибрационная обработка в процессе сварки позволяет увеличить стойкость металла шва сварного соединения из стали 12Х18Н10Т к МКК, так как происходит измельчение дендритной структуры металла шва, что приводит к увеличению границ зёрен, при этом происходит нарушение непрерывности карбидной сетки и снижение карбидов на единицу длины границ зёрен. Образцы, сваренные без вибрационной обработки, оказались не стойкими к межкристаллитной коррозии.

3. При испытаниях образцов на растяжение разрушение образцов полученных с виброобработкой, происходило по основному металлу. Это даёт основание считать, что при данных режимах сварки с сопутствующей виброобработкой как металл шва, так и металл околошовной зоны имеют прочностные характеристики не ниже, чем основной металл.

4. Вибрационная обработка способствует увеличению числа циклов нагружения образцов до их разрушения. Наибольшее значение количества циклов достигается при использовании вибрационной обработки с частотой 50 Гц при амплитуде от 0,6 до 0,8 мм выполняемая в процессе сварки, малоцикловая прочность сварных соединении из стали 12Х18Н10Т повышается на 25%, а с частотой 100 Гц при амплитуде от 0,6 до 0,8 мм малоцикловая прочность сварных соединении из стали 12Х18Н10Т повышается на 20%.

5. Результаты исследования влияния вибрационной обработки на величину зерна аустенита в сварном шве показывают, что при применении вибрационной обработки с частотой 50 Гц величина зерна аустенита уменьшается на 23%, а при вибрационной обработке с частотой 100 Гц на 16%.

6. На основе результатов проведенных исследований усовершенствован технологический процесс изготовления корпусов аппаратов из высоколегированной стали 12Х18Н10Т, предложена технология проведения вибрационной обработки в процессе сварки.

Содержание работы опубликовано в 11 научных трудах, из которых №1 и №2 опубликованы в изданиях, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ:

1. Зарипов М.З., Ибрагимов И.Г., Ризванов Р.Г., Файрушин А.М., Мухаметзянов З.Р. Исследование влияния вибрационных и ультразвуковых колебаний в процессе сварки на свойства сварных соединений нефтегазового

оборудования из стали 12Х18Н10Т// Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело", 2010. http://www.ogbus.ru/authors/ZaripovMZ/ZaripovMZ _l.pdf,- 12 с.

2. Ризванов Р.Г., Файрушин A.M., Зарипов М.З., Карпов АЛ. Повышение качества изготовления сварных нефтехимических аппаратов применением вибрационной обработки в процессе сварки// Башкирский химический журнал. - 2005.-Т.12, № 1.-С. 27-29.

3. Файрушин A.M., Карпов A.JL, Зарипов М.З., Мухиев Р.Ф. Ресурсосберегающая технология снятия остаточных напряжений в сварных конструкциях// Проблемы строительного комплекса России: Материалы IX Междунар. науч. - техн. конф. при IX специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство. Камнеобработка- 2005» / Редкол.: Агапчев В.И. и др.: - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. - С. 126-127.

4. Карпов A.JL, Зарипов М.З., Четверткова О.В. Численное моделирование остаточных напряжении в кольцевом сварном соединении труб в процессе сварки// VI конгресс нефтепромышленников России. Проблемы и методы обеспечения надёжности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа / Тезисы докладов // Научно-практическая конференция 25 мая 2005 г. - Уфа: ТРАНСТЭК, 2005. - С. 363.

5. Файрушин A.M., Карпов А.Л., Четверткова О.В., Зарипов М.З. Совершенствование технологии изготовления корпусов аппаратов применением вибрационной обработки в процессе сварки// Вибрация машин: измерение, снижение, защита. - Донецк (Украина): Донецкий национальный технический университет, Ассоциация механиков «АссоМ», 2005. - Вып. 1 (май). - С. 63-65.

6. Исмагилов А.З., Зарипов М.З., Карпов A.JL, Файрушин A.M. Применение виброобработки сварных швов для снижения уровня остаточных напряжений и улучшения механических свойств металла// материалы VII научно-техническая конференция молодежи ОАО «Северные МН» (21-23 ноября 2006 г). - Ухта: УГТУ, 2006. - С. 18.

7. Karpov A.L., Fairushin A.M., Zaripov M.Z., Mukhiev R.F. Technology of removing residual voltages in welded constructions// Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists "Modern Techniques and Technologies" (MTT" 2005). - Tomsk: TPU, 2006. - P. 68-69.

8. Исмагилов A.3., Зарипов M.3., Карпов A.JI., Файрушин A.M. Влияние виброобработки сварных швов на уровень остаточных напряжений и его механические свойства// Трубопроводный транспорт - 2006: Тезисы докладов учебно-научно-практической конференции / Редкол.: A.M. Шаммазов и др. - Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006. - С. 153.

9. Карпов А.Л., Зарипов М.З., Аллагузина Н.Б., Шумихин Д.В. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния конструктивных исполнений узлов «штуцер- корпус» сосудов давления// Обеспечение промышленной и экологической безопасности на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектов: сб. науч. тр. Второго Всероссийского конкурса инновационных проектов студентов, аспирантов и молодых учёных вузов Российской Федерации / редкол.: Н.Х. Абдрахманов и др. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. - С. 170 - 173.

10. Скорнякова К.И., Янзигитов В.Р., Зарипов М.З. Влияние вибрационной обработки в процессе сварки на стойкость металлов к межкристаллитной коррозии//1 Международная конференция молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники»: Сборник трудов. - г. Уфа: УГНТУ, 2009.-С. 91-94.

11. Файрушин A.M., Зарипов М.З., Каретников Д.В., Ахтямов P.M., Скорнякова К.И. Повышение стойкости металла шва к межкристаллитной коррозии// Экологический вестник России. Выпуск 10, ноябрь 2010 г. - С. 16-18.

Подписано в печать 25.11.10. Бумага офсетная. Формат 60x841/16.

Гарнитура «Times». Печать трафаретная. Усл. печ. п. 1. Тираж 90. Заказ 209.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1

Введение.

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ АППАРАТОВ ИЗ СТАЛИ МАРКИ 12Х18Н10Т.

1.1 Применение аустенитной стали марки 12Х18Н10Т при изготовлении аппаратов.

1.1.1 Характеристика стали.

1.1.2 Объект применения.

1.1.3 Статистика применения высоколегированной стали.

1.2 Технология изготовления сварных конструкции из стали марки 12Х18Н10Т.

1.2.1 Обработка давлением.

1.2.2 Технология сварки высоколегированных аустенитных сталей.

1.2.3 Особенности влияния легирующих элементов на структуру стали 12Х18Н10Т.

1.2.4 Общие технологические условия сварки.

1.2.5 Ручная дуговая сварка.

1.3 Влияние МКК на эксплуатационные свойства конструкции.

2 АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ЗОНЕ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ВЛИЯНИЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА ЕГО СВОЙСТВА

2.1 Анализ напряженно-деформированного состояния в зоне сварного соединения стали 12X18Н1 ОТ.

2.2 Оценка остаточных сварочных деформаций и напряжений в стыковом соединении из стали марки 12X18Н1 ОТ.

2.3 Анализ влияния параметров вибрационной обработки на свойства металла сварного соединения.

2.3.1 Вибрационная обработка расплавленного металла.

2.3.2 Влияние вибрационной обработки на кристаллизующийся металл.

2.3.3 Влияние вибрационной обработки на затвердевший металл. 70 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОПУТСТВУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА МЕТАЛЛА СВАРНОГО ШВА ИЗ СТАЛИ 12Х18Н10Т.

3.1 Исследование влияния вибрационной обработки при сварке на точность изготовления.

3.2 Исследование сварного шва на стойкость к межкристаллитной коррозии.

3.2.1 Изготовление образцов из сварных стыковых соединений.

3.2.2 Определение количества образцов для испытаний.

3.2.3 Подготовка образцов к испытаниям.

3.2.4 Испытание образцов в растворе серной кислоты и сернокислой меди в присутствии металлической меди.

3.2.5 Оценка результатов испытаний на межкристаллитную коррозию.

3.3 Исследование влияния сопутствующей обработки на микроструктуру сварного шва.

3.4 Испытание сварного соединения на статическое растяжение.

3.5 Измерение микротвердости.

3.6 Испытание металла сварного соединения на ударный изгиб.

3.7 Испытание на малоцикловую выносливость.

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИИ ИЗ СТАЛИ МАРКИ 12Х18Н10Т С ПРИМЕНЕН ИМ

ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1 Выбор режима вибрационной обработки и аппаратное обеспечение процесса.

4.2 Разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции из стали 12X18Н1 ОТ с сопутствующей обработкой.

В настоящее время одной из наиболее важных проблем в развитии нефтяного машиностроения являются повышение работоспособности машин и аппаратов, а также экономия материальных, энергетических и трудовых ресурсов. При эксплуатации нефтеперерабатывающего оборудования с течением времени часто происходит разрушение элементов по сварным соединениям вследствие воздействия температурных и силовых нагрузок, коррозии и других факторов. Причину этих разрушений в сварных соединениях базовых деталей можно объяснить наличием в них структурной неоднородности и остаточных напряжений. Многие конструктивные элементы выполняются с применением сварочных операций. Высококонцентрированный источник тепловой энергии и различная деформационная способность деталей являются причиной возникновения значительных остаточных напряжений, которые влияют на точность изготовления и работоспособность элементов [2, 17, 68, 81].

В различных отраслях машиностроения большое распространение имеет класс кольцевых деталей и узлов: обечайки, бандажи, диски, кольца жесткости, фланцы, днища. В химическом и нефтяном, энергетическом и атомном, транспортном и сельскохозяйственном машиностроении указанный класс узлов и деталей имеет значительную металлоемкость, требует больших затрат энергии при изготовлении. Так, в химическом, нефтяном и атомном машиностроении металлоемкость базовых элементов машин и аппаратов (обечаек, днищ и фланцев) составляет от 40 до 70 %, а иногда доходит до 80 % от всей металлоемкости изделия [1,9, 13, 24, 87, 84, 91-92].

Анализ природы и механизма возникновения остаточных напряжений в элементах химического и нефтяного оборудования и методов снятия этих напряжений говорит о том, что остаточные напряжения могут достигать значительных величин [3, 1422, 104, 133, 139].

Термическая обработка является известным и наиболее используемым методом снятия остаточных напряжений [60, 119-121]. Проблема обработки соединений из высоколегированных сталей широко представлена в большом количестве научных исследований, а их результаты нашли широкое применение на практике. Термическая обработка, как основной метод снятия остаточных напряжений в соединениях базовых деталей аппаратов, является энергоемким технологическим процессом, требует больших производственных площадей, а также является экологически вредным процессом.

Одним из методов снижения остаточных напряжений в сварном нефтеперерабатывающем оборудовании является вибрационная обработка, позволяющая уменьшить энергозатраты, повысить производительность работ, улучшить механические свойства сварных соединений и повысить несущую способность конструкций [19, 40, 111, 122, 150-151]. Несмотря на обширные исследования в данной области, на сегодняшний день отсутствуют сведения по практическому применению вибрационной обработки в процессе сварки конструкций из высоколегированных сталей.

Задача состоит в том, чтобы найти пути управления характером и уровнем остаточных напряжений, что впоследствии поможет управлять качеством изготовления аппаратов, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности. На основе работ В.М. Сагалевича, В.А. Винокурова, И.П. Байковой, А .Я. Недосека, В.А. Бубнова, K.M. Рагульскиса, В.Г. Полнова, М.Н. Могильнера, Е.П. Оленина, Г.В. Сутырина, В.А. Судника и др. было высказано и сформулировано предположение о возможности изменения характера и снижения уровня остаточных изгибных и сварочных напряжений в деталях с помощью холодного пластического деформирования, низкочастотной вибрационной обработки. Те и другие исследования подтвердили правильность выдвинутого предположения о возможности управления остаточными напряжениями в металлических конструкциях и замены в целом ряде случаев дорогостоящей термической обработки вибрационной обработкой.

Значительный интерес и перспективу в дальнейшем представляет развитие методов снижения остаточных напряжений в базовых деталях нефтеперерабатывающих аппаратов сопутствующей обработкой в процессе их изготовления и расширения области применения этого метода [101, 105, 115-116, 125, 132].

Особенно это актуально для нефтеперерабатывающей промышленности, где проблема преждевременного выхода из строя оборудования, подвергающегося в процессе эксплуатации значительным механическим нагрузкам и работающего в непосредственном контакте с агрессивными средами, является особенно важной [2, 17, 21, 68, 81, 83, 90]. Учитывая необходимость экономии металла и энергоресурсов, создания более чистых экологических процессов, уменьшения трудоемкости изготовления сварного оборудования из высоколегированных сталей типа 12Х18Н10Т, применяемого в нефтепереработке, целью настоящей работы является совершенствование технологии изготовления сварного оборудования нефтеперерабатывающей промышленности из высоколегированных сталей типа 12Х18Н10Т с применением вибрационной обработки в процессе сварки. Результаты работы позволят создавать и разрабатывать более чистые в экологическом отношении технологические процессы.

Поставленная цель достигается проведением комплекса теоретических и экспериментальных исследований и разработок, которые формируют следующую цель и задачи исследований:

Цель работы

Повышение точности изготовления конструктивных элементов сварных аппаратов нефтепереработки из стали 12Х18Н10Т с применением вибрационной обработки.

Задачи исследований:

- оценка влияния вибрационной обработки на точность изготовления сварных корпусов аппаратов;

- выявить влияние вибрационной обработки на повышение стойкости металла сварного соединения к межкристаллитной коррозии (МКК);

- определить влияние вибрационной обработки в процессе сварки на механические свойства сварных соединений;

- разработать технологически процесс вибрационной обработки для повышения точности изготовления сварных аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности из стали 12Х18Н10Т.

Объекты и методы исследований

При теоретических исследованиях закономерностей формирования остаточных сварочных деформаций и напряжений в стыковом соединении из стали марки 12Х18Н10Т использовались методы теории упругости и пластичности, а также численный метод решения задач сплошных сред - метод конечных элементов.

При экспериментальных исследованиях использовали стандартные методы определения механических свойств, микроструктуры, микротвердости металла, стойкости к межкристаллитной коррозии. Обработку результатов экспериментов проводили с использованием методов математической статистики.

Научная новизна

1. Экспериментально установлено, что при приварке штуцера к цилиндрической обечайке из стали 12Х18Н10Т средняя величина отклонений диаметров обечайки с применением сопутствующей виброобработки уменьшается на 25 - 28% по сравнению с отклонениями, возникающими при сварке без вибрационной обработки.

2. Экспериментально установлено, что при сварке конструктивных элементов аппаратов с применением вибрационной обработки с амплитудой от 0,6 до 0,8 мм и частоте от 50 до 100 Гц повышается стойкость сварных соединений к межкристаллитной коррозии.

3. Применение вибрационной обработки в процессе изготовления сварных элементов аппаратов из стали 12Х18Н10Т увеличивает предел прочности металла сварного шва до 16%, ударную вязкость на 21 - 25%, малоцикловую долговечность сварного соединения на 20 - 25%.

Основные защищаемые положения

1. Совокупность установленных в результате теоретических и экспериментальных исследований закономерностей влияния параметров вибрационной обработки при изготовлении сварного оборудования из стали 12Х18Н10Т на механические свойства получаемых стыковых сварных соединений.

2. Экспериментально обоснованные решения по повышению точности формы и размеров конструктивных элементов аппаратов и по улучшению стойкости металла шва сварного соединения из стали 12Х18Н10Т к межкри-сталлитной коррозии.

3. Технология изготовления сварных аппаратов из стали марки 12Х18Н10Т с применением вибрационной обработки, позволяющая повысить точность конструктивных элементов, стойкость к МКК и механические свойства сварных соединений.

Практическая ценность

1. Разработаны конструкции устройств и технология проведения вибрационной обработки в процессе сварки конструктивных элементов аппаратов, позволяющие повысить точность изготовления, стойкость к МКК и улучшить механические свойства металла сварного соединения из стали 12Х18Н10Т.

2. Разработана методика вибрационного воздействия при сварке стыковых соединений базовых деталей кожухотрубчатой теплообменной аппаратуры из стали 12Х18Н10Т для Бугульминского механического завода ОАО «ТАТНЕФТЬ».

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на IX Международной научно-технической конференции при IX специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство. Камнеобра-ботка (Уфа, 2005)», на VII научно-технической конференции молодежи ОАО «Северные МН» (Ухта, 2006), на научно-технической конференции «Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энергосбережении» (Одесса, 2007), на III научно-практической конференции ОАО «Корпорация Уралтехност-рой» (Туймазы, 2008), на I Международной конференции молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники» (Уфа, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 10 таблиц, список использованной литературы из 154 наименований.

5 Результаты исследования влияния вибрационной обработки на величину зерна аустенита в сварном шве результаты показывают, что при применении вибрационной обработки с частотой 50 Гц и амплитудой от 0,6 до 0,8 мм величина зерна аустенита уменьшается на 23%, а при применении вибрационной обработки с частотой 100 Гц и амплитудой от 0,6 до 0,8 мм величина зерна аустенита уменьшается на 16%.

6 На основе результатов проведенных исследований усовершенствован технологический процесс стыковых сварных соединений из высоколегированной стали 12Х18Н10Т, предложена технология проведения вибрационной обработки в процессе сварки.

1. Абдеев Р.Г. Технологическое обеспечение качества функционирования нефтегазохимической аппаратуры достижением принципов взаимозаменяемости в соединениях днищ: Дис. д-ра техн. наук: 05.04.09 / Уфим. гос. нефт. техн. унив-т. Уфа, 1996. - 444 с.

2. Абрамов В.В. Остаточные напряжения и деформации в металлах. Расчёты методом расчленения тела. -М.: Машгиз, 1963. 352 с.

3. Анкирский Б.М. Влияние вибрационной и термической обработки на механические свойства металла и сварного соединения стали 20К // Сварочное производство. 1985. - № 3. - С. 19-21.

4. Апальков A.A., Одинцев И.Н., Разумовский И.А. Метод измерения остаточных напряжений в массивных элементах конструкций с использованием электронной спекл-интерферометрии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. - №2. - С. 45-49.

5. Ачинович H.H., Клыков H.A. Влияние остаточных напряжений на выносливость сварных соединений стали повышенной прочности // Автоматическая сварка. 1973. - № 11. - С.6-8.

6. Байкова И.П. Влияние внешней растягивающей нагрузки на сварочные деформации и напряжения. // Сварочное производство. -1969. №6 - С. 16-20.

7. Бакиев A.B. Технология аппаратостроения. Уфа: УГНТУ, 1995. -297 с.

8. Бакши O.A., Зайнуллин P.C. О снятии сварочных напряжений в сварных соединениях с механической неоднородностью приложением внешней нагрузки. // Сварочное производство. — 1973. № 7. - С. 10-11

9. Баландин Г. Ф. Формирование кристаллического строения отливок // М.: Машиностроение, 1973, 287 с.

10. Барская В.Ф., Рокотян С.Е., Рудаков Ф.И. Формоизменения листового металла. М.: Металлургия, 1976. — 263 с.

11. Берлинер Ю.И., Балашов Ю.А. Технология химического и нефтяного аппаратостроения. М.: Машиностроение, 1976. — 256 с.

12. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. - 232 с.

13. Борздыка A.M., Герцов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1972. 304 с.

14. Борисов В. Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка. М.: Металлургия, 1987-223 с.

15. Бубнов В.А. Повышение точности и несущей способности базовых деталей химических машин и аппаратов методами пластического деформирования: Дис. Доктора технических наук. Курган, 1989. - 415 с.

16. Бубнов В.А., Макаров В.И. Снижение остаточных напряжений деформационным методом / Курганский машиностроительный институт. Курган, 1988. 198 с. - Деп. В ЦИНТИХимнефтемаш.

17. Вибрационная обработка металлических деталей. / Е.А. Соловьева, А. Ф. Петров, О.Г. Чикалиди, A.M. Ким-Хенкина // Химическое и нефтяное машиностроение. 1991. - №1- С. 31 — 32.

18. Винокуров В.А. Отпуск сварочных конструкций для снижения напряжений. М.: Машиностроение, 1973. — 213 с.

19. Винокуров, В.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности / под ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1996. - 576 с.

20. Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения. М.: Машиностроение, 1968. - 236 с.

21. Винокуров В.А., Скурихин М.Н. Влияние пластических деформаций и остаточных напряжений на сопротивляемость сталей разрушениям при пониженных температурах // Автоматическая сварка. 1967. - № 4. - С. 1-5.

22. Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. — М.: Гостоптехиздат, 1962. 350 с.

23. Влияние виброобработки на напряженное состояние сварных конструкций / В.А. Ионов, В.И. Борисов, A.M. Вельбель, В.Г. Смирнов // Сварочное производство. 1997. - № 9. - С.26-29.

24. Влияние остаточных напряжений на сопротивление сварных соединений разрушению при циклическом сжатии / Е.К. Добыкина, А.Г. Буренко, П.П. Михеев, Ю.Ф. Кудрявцев // Автоматическая сварка. 1992. - № 2. - С.11-14.

25. Влияние остаточных напряжений на траекторию и скорость распространения трещины при циклическом нагружении сварных соединений / Г.П. Карзов, В.А. Кархин, В.П. Леонов, Б.З. Марголин // Автоматическая сварка. 1986. - № 3. - С.5-10, 14.

26. Вотинов В.А., Толмачевский А.Н. Повышение долговечности кольцевых деталей машин и аппаратов пластическим деформированием. / Научно-техническая конференция: Тез. докл. Курган, 1989. - С. 17-18.

27. Гаврилин И. В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов // Владим. гос. ун-т Владимир, 2000-260с.

28. Галяш A.A., Васильченко К.И., Чернецов Г.П. Определение частоты нагружения при низкочастотной виброобработке сварных конструкций. // Сварочное производство. 1992. - №8 - С. 35 - 36.

29. Гевлич С.О., Князев В.Н. Исследование релаксации остаточных напряжений в сварных соединениях из стали 09Г2С со сталью 20ГМЛ после виброобработки // Химическое и нефтяное машиностроение. 1986. - № 8. - С. 8-9.

30. Гиренко B.C., Кирьян В.И. Анализ влияния остаточных напряжений на прочность сварных соединений // Автоматическая сварка. 1975. - № 12. - С. 1-5.

31. Голиков И. Н., Маслеников С. Б. Дендритная ликвация в стали и сплавах // М.: Металлургия, 1977-218 с.

32. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные.

33. ГОСТ 5949-75. Сталь сортовая и калиброванная, коррозионностойкая, жаростойкая и жаропрочная.

34. ГОСТ 25859-83 Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность.

35. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. -М.: Машиностроение, 1979. 200 с.

36. Дрыга А.И. Вибрационная обработка сварного корпуса концевой части турбогенератора для снижения остаточных напряжений // Автоматическая сварка. 1990. - № 6. - С.10-11.

37. Дрыга А.И. Виброкомплекс ВК 86 для стабилизирующей обработки крупных сварных конструкций // Сварочное производство. - 1989. - № 3. - С. 28-30.

38. Ефимов В. А., Эльдарханов А. С. Технологии современной металлургии // М.: Новые Технологии, 2004.784 с.

39. Ефимов В. А., Эльдарханов А. С. Физические методы воздействия на процессы затвердевания сплавов М.: Металлургия, 1995 - 272 с.

40. Ефимов В. А., Эльдарханов А. С. Влияние вибрации на теплофизические особенности затвердевания слитков.//Процессы литья, 1995, № 3, С. 30-41.

41. Зайнуллин P.C., Бакиев A.B. Конструкционная прочность сосудов, применяемых в нефтяной промышленности. // Нефть и газ. —1970. № 11. - С. 105-108.

42. Зайнуллин P.C. Оценка влияния остаточных напряжений и деформаций изгиба на долговечность газонефтяных труб и аппаратов в условиях коррозионного износа. // Нефть и газ. — 1986. №2. - С. 82-86.

43. Зайнуллин P.C. Ресурсосберегающие технологии в нефтехимическом аппаратостроении. Под редакцией академика АН РБ А.Г. Гумерова. Уфа.: ТРАНСТЭК, 2000. - 348 с.

44. Игнатьева B.C., Кулахметьев P.P., Ларионова В.В. Влияние остаточных напряжений на развитие усталостной трещины в области сварного стыкового шва//Автоматическая сварка. 1985. - №1. - С.1-4.

45. Казимиров A.A., Недосека А .Я., Лобанов А.И. Аналитическое описание процесса образования продольных сварочных деформаций и напряжений // Автоматическая сварка. 1969. - № 2. - С.39-44.

46. Карпенко A.C., Чертов И.М., Бабенко А.Е. / Остаточные деформации цилиндрической обечайки при сварке продольных швов // Автоматическая сварка. 1985. - № 8. - С. 49-52.

47. Карпов А.Л. Совершенствование технологии изготовления конструктивных элементов аппаратов из стали 09Г2С с применением вибрационной обработки. Дис. Кандидата технических наук. Уфа 2007. 116 с.

48. Карзов Г.П., Леонов В.П., Марголин Б.З. / Расчетное определение полей остаточных сварочных напряжений в конструкциях оболочечного типа (Сообщение 1) // Автоматическая сварка. 1992. - № 3. - С. 3-8, 12.

49. Карзов Г.П., Леонов В.П., Марголин Б.З. / Расчетное определение полей остаточных сварочных напряжений в конструкциях оболочечного типа (Сообщение 2) // Автоматическая сварка. 1992. - № 4. - С. 7-12.

50. Клыков H.A. О влиянии остаточных напряжений на усталостную прочность сварных конструкций // Автоматическая сварка. 1962. - № 10. - С. 22-31.

51. Кобрин М.Н., Дехтярь Л.И. Определение внутренних напряжений в цилиндрических деталях. -М.: Машиностроение, 1965. 172 с.

52. Колесников Я.А. Совершенствование технологии изготовления сварного оборудования нефтеперерабатывающей промышленности из жаропрочных сталей типа 15Х5М. Дис. Кандидата технических наук. Уфа 2006. - 110 с.

53. Кубенко В. Д., Кузьма В. М., Лунка Г. Н. Динамика сферических тел в жидкости при вибрации. Киев: Наукова думка, 1989 - 152 с.

54. Кудрявцев Ю.Ф. Влияние остаточных напряжений на долговечность сварных соединений // Автоматическая сварка. 1990. - № 1. - С. 5-8.

55. Левин Е.Е. Микроскопическое исследование металлов. Практическое руководство. М. - Л.: Машгиз, 1955. - 235 с.

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

57. Лобанов Л.М., Павловский В.И., Махненко О.В. / Расчетно-экспериментальный метод определения остаточных сварочных продольных напряжений в листовых конструкциях // Автоматическая сварка -1993. № 1. - С. 21-24.

58. Лопырев И К. Влияние вибрации на кристаллизацию металлов. Изд. Совещание работников промышленности и деятелей науки и техники. 1951. Вып. 117, С. 2-3.

59. Лысов М.И. Теория и расчет процессов изготовления деталей методами гибки. М.: Машиностроение, 1966. - 236 с.

60. Лякишев Н.П. Конструкционные и некоторые функциональные материалы, настоящее и будущее//Сучасне матер!алознавствво XXI стор1ччя.-Киев: Наукова думка, 1998. С. 2-296.

61. Макаров P.A. Тензометрия в машиностроении. М.: Машиностроение, 1975. -286 с.

62. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести . М.: Машиностроение, 1968. - 362 с.

63. Манжула, К.П. и др. Прочность и долговечность конструкций при переменных нагрузках.- Санкт-Петербург, 2001.- С. 35-37

64. Манохин Ю.И., Сорокин A.B., Всяких М.А. Оценка влияния циклического нагружения внутренним давлением на точность формы сварныхполых цилиндров. // Сварочное производство. — 1987. №12. — С. 14.

65. Масленков С.Б. Жаропрочные стали и сплавы. Справочное издание. -М.: Металлургия, 1983. 192 с.

66. Математическая статистика: Учебник / Иванова В.М., Калинкина В.Н., Нещумова JI.A. и др. — М.: Высшая школа, 1981. 371 с.

67. Махненко В.И. Егорова JI.A. Расчетный метод оценки напряжений и деформаций в зоне продольных сварных швов цилиндрических оболочек // Автоматическая сварка. — 1980. № 3. - С. 3-7.

68. Махненко В.И., Рябчук Т.Г. Влияние остаточных сварочных напряжений на предельную нагрузку и расчетные размеры несущих угловых швов различных соединений // Автоматическая сварка. 1993. - № 3. - С. 3-7.

69. Махненко В.И., Шекера В.М., Избенко JI.A. Особенности распределения напряжений и деформаций от сварки кольцевых швов в цилиндрических оболочках // Автоматическая сварка. 1970. - № 12. - С. 43-47.

70. Медведев С.В. Компьютерное моделирование остаточных сварочных деформаций при технологическом проектировании сварных конструкций // Сварочное производство. 2001. - № 8. - С. 10-18.

71. Милехин Е.С. Оборудование для правки сварных швов тонкостенных оболочек.- М.: Машиностроение. Труды МВТУ, №133, 1969. С 44-51.

72. Мошнин E.H. Гибка и правка на на ротационных машинах. Технология и оборудование. М.: Машиностроение, 1967. - 271 с.

73. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. - 207 с.

74. Навроцкий Д.И., Савельев В.Н. О влиянии остаточных напряжений на вибрационную прочность образцов с поперечными сварными швами // Сварочное производство. 1960. - № 5. - С.15-17.

75. Недосека А.Я. Остаточные напряжения в пластинах при сварке стыкового шва // Автоматическая сварка. 1974. - № 11. - С. 32-38.

76. Неровный, В. М. Теория сварочных процессов //Москва: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. ISBN 978-5-7038-3020-8.

77. Никифоров А.Д. Точность в химическом аппаратостроении. — М.: Машиностроение, 1969. — 216 с.

78. Никифоров А.Д. Основы взаимозаменяемости в химическом аппаратостроении. — М.: Машиностроение, 1979. — 157 с.

79. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций. М.: Высшая школа, 1982.- 272с.

80. Никольс Р.В. Конструирование и технология изготовления сосудов давления. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1975. - 464 с.

81. Новиков И. И., Корольков Г. JL, Семенов А. Е. Применение вибрации при кристаллизации для устранения горячих усадочных трещин.//Литейное производство, 1959, № 2, С. 42.

82. Носкова Н.И., Вильфанова Н.Ф. Релаксация остаточных напряжений металлов в поле упругих колебаний // Проблемы прочности. -1986. №9. - С. 67-71

83. Обеспечение качества изготовления кольцевых сварных соединений нефтехимической аппаратуры / Абдеев Р.Г., Ризванов Р.Г., Файрушин A.M. и др. / Тез. докл. юбилейной 20-й научно-технической конференции сварщиков Урала. Нижний Тагил, 2001. - С. 86-87.

84. Овсиенко Д. Е. Зарождение и рост кристаллов из расплава // Киев: Наукова думка, 1994 254 с.

85. Одинг И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов. — М.: Машгиз, 1962. — 260 с.

86. Окерблом Н.О. Расчет деформаций металлоконструкций при сварке. — Л.: Машгиз, 1955.-212 с.

87. Окерблом Н.О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций. М. - Л.: Машиностроение, 1964. - 420 с.

88. Окерблом Н.О., Дымянцевич В.П., Байкова И.П. Проектирование технологии изготовления сварных конструкций. Л.: Судпромгиз, 1963. - 604 с.

89. Окерблом Н.О., Навроцкий Д.Н. Влияние остаточных напряжений на вибрационную прочность сварных конструкций // Сварочное производство. -1960.-№3.-С. 9-12.

90. Олейник Н.В. Несущая способность элементов конструкций при циклическом напряжении. Киев.: Наукова думка, 1985. - 238 с.

91. Оно А. Затвердевание металлов // М.: Металлургия, 1980-148 с.

92. Орлов М.В. / Приближенные методы расчета прогиба цилиндрической оболочки от сварки кольцевого шва // Автоматическая сварка. 1964. - № 4. - С. 38-42.

93. Патент 19539 Япония, кл.12С311 МКИ (В21). Способ снятия остаточных напряжений энергией взрыва. Такэнао С., Тосикадзу К. -Изобретения за рубежом. 1983,- №3.

94. Петушков В.Г. Применение взрыва для снятия напряжений в сварных соединениях. // Сварочное производство. 1972. - №7- С16-18.

95. Петушков В.Г., Кудинов В.М., Березина Н.В. Механика перераспределения остаточных напряжений при взрывном нагружении. // Автоматическая сварка. 1974. - №3.- С 37-39.

96. Полнов В.Г., Могильнер М.Н. Определение режимов вибрационной обработки сварных конструкций с целью снижения остаточных напряжений. // Сварочное производство. 1984. - № 2. - С. 32-34.

97. Полтавцев С.И., Стеклов О.И. Проблемы и пути повышения долговечности и надёжности сварных конструкций объектов повышенной опасности // Сварочное производство. 1996. - №5. - С. 2-3.

98. Поникаров И.И. Машины и аппараты химических производств: Учебник для вузов по специальности "Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов". М.: Машиностроение, 1989.-386 с.

99. Потенциальная энергия остаточных напряжений в сварных стыковых соединениях / В.М. Прохоренко, И.М. Жданов, Г.М. Ищенко и др. // Автоматическая сварка. 1974. - № 3. - С.30-32.

100. Применение вибрационного нагружения для снятия остаточных напряжений в сварных рамах. / О.И. Зубченко, A.A. Грузд, Г.М. Орехов, А.Г. Состин // Автоматическая сварка. 1974. - № 9. - С.64-66.

101. Применение метода конечного элемента для решения задач о сварочных деформациях и напряжениях / Г.А. Бельчук, K.M. Гатовский, Г.Ю. Полишко, Ю.И. Рыбин // Автоматическая сварка. 1977. - № 11.- С.52-56.

102. Применение низкочастотной вибрационной обработки для стабилизации размеров сварных и литых изделий машиностроения / A.A. Галяш, М.Ю. Козин, Н.П. Коломеец и др. // Тяжёлое машиностроение. 1992. - №8. - С. 30-32.

103. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник / В.И. Мяченков, В.П. Мальцев, В.П. Майборода и др. -М.: Машиностроение, 1989. 520 с.

104. Романов А. Л. Литье в вибрирующие формы М: Машгиз, 1959 - С.63.

105. Руссо В. Л. Влияние вибрации на кристаллизацию металла в сварном шве. М.: Судостроение, 1958, № 4, С. 37-41.

106. Сагалевич В.М. Термические и деформационные методы обработки сварных конструкций. М.: ИНИинформтяжмаш, 1975. - №11. - 56 с.

107. Сагалевич В.М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1974. - 248 с.

108. Сагалевич В.М., Завалишин H.H., Нашивочкин В.В. Устранение деформаций сварных балочных конструкций вибрацией. // Сварочное производство. 1971. - №9 - С. 1-3.

109. Сагалевич В.М., Мейстер A.M. Устранение сварочных деформаций и напряжений листовых конструкций нагружением с вибрацией. // Сварочное производство. 1979. - №9 - С. 9 — 12

110. Сагалевич В.М., Савельев В.Ф. Стабильность сварных соединений и конструкций. М.: Машиностроение, 1986. - 264 с.

111. Салли И. В. Кристаллизация сплавов. Киев: Наукова думка, 1974. -238 с.

112. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-т. //под. ред. Г. А. Николаев и др. М. : Машиностроение, 1978. т. 2, 462 с.

113. Сварка. Резка. Контроль: Справочник. В 2-т. / под общ. ред. Н.П. Алешина, Г.Г. Чернышова М.: Машиностроение, 2004. - Т. 1. - 624 с.

114. Сварка и свариваемые материалы: В 3-х т. Т. 1. Свариваемость материалов // Под ред. Э. JI. Макарова. М. : Металлургия, 1991. 528 с.

115. Семенов В.М., Соломатин В.Е., Новоселова Т.М. Виброобработка крупных сварных конструкций тяжелого машиностроения. // Сварочное производство. 1991. - № 8. - С. 25-26.

116. Скворцов А. А., Акименко А. Д., Ульянов В. А. Влияние внешних воздействий на процессы формирования слитков и отливок. М.: Металлургия, 1991-С. 92-93.

117. Скорняков JI.M., Киселев С.Н., Воронин H.H. Температурные поля при сварке кольцевых швов на цилиндрических оболочках // Автоматическая сварка. 1976. - № 5. - С.12-15.

118. Снижение виброобработкой остаточных напряжений в сварных элементах. / Оленин Е.П., Аверин A.C., Добротина Е.В., Алексеев O.K. // Сварочное производство. 1983. -№5. — С. 11-13.

119. Сорокин A.B., Манохин Ю.И. Влияние остаточных напряжений на размерную стабильность сварных тонкостенных оболочек из малоуглеродистых сталей / Редкол. Журн. «Автоматическая сварка». Киев, 1991. - 10 с. — Деп. в

120. ВИНИТИ 28.08.90, №3531 -В91.

121. Способы металлографического травления: Справ. изд.:Пер с нем. Беккерт М., Клемм X. 2-е изд., перераб и доп. М.:Металлургия, 1988 400 с.

122. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением. -М.: Машиностроение, 1990. -384 с.

123. Стеклов О.И., Акулов А.И. О влиянии остаточных напряжений и вида напряженного состояния на коррозионное растрескивание сварных соединений // Автоматическая сварка. 1965. - № 2. - С.38-43.

124. Стеклов О.И. Основы сварочного дела. —М.: Высшая школа, 1986. 224 с.

125. Сутырин Г.В. Исследование механизма воздействия низкочастотной вибрации на кристаллизацию сварочной ванны // Автоматическая сварка. -1975.-№5.- С. 7-10.

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

127. Талыпов Г.Б. Сварочные деформации и напряжения. Л.: Машиностроение, 1973. - 280 с.

128. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов по спец. «Оборудование и технология сварочного производства» / В.Н. Волченко, В.М. Ямпольский, В.А. Винокуров и др.; Под ред. В.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1988.-559 с.

129. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. -М.: Металлургия, 1972.-408 с.

130. Третьяков A.B., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. — 234 с.

131. Труфяков В.И. О роли остаточных напряжений в понижении выносливости сварных соединений // Автоматическая сварка. 1956. - № 5. - С.90-103.

132. Труфяков В.И., Кудрявцев Ю.Ф., Михеев П.П. О влиянии остаточных напряжений на сопротивление усталости сварных соединений // Автоматическая сварка. 1988. - № 2. - С.1-4.

133. Труфяков В.И., Михеев П.П., Кузьменко А.З. Влияние остаточныхсварочных напряжений на развитие усталостных трещин в конструкционной стали // Автоматическая сварка. 1977. - № 10. - С.6-7.

134. Файрушин A.M. Совершенствование технологического процесса изготовления корпусов аппаратов с применением вибрационной обработки. Дис. Кандидата технических наук. Уфа 2003. 120 с.

135. Файрушин A.M., Зарипов М.З., Каретников Д.В., Ахтямов P.M., Скорнякова К.И. Повышение стойкости металла шва к межкристаллитной коррозии. Экологический вестник России. Выпуск 10, ноябрь 2010 г. С. 16-18.

136. Уолкер Д. JI. Структура слитков и отливок. //Жидкие металлы и их затвердевание. М.: Металлургиздат, 1962.

137. Фомичев С.К., Осламовский Ю.А., Великоиваненко Е.А./ Экспериментально-расчетный метод определения остаточных напряжений в зоне кольцевых швов оболочечных конструкций // Автоматическая сварка. — 1998.-№5.-С. 14-18.

138. Шпеер Ф.З., Панов В.И. Вибрационная обработка сварных крупногабаритных конструкций с целью уменьшения деформации и склонности к образованию трещин. // Сварочное производство. 1983. - № 5. - С. 13-15.

139. Эльдарханов А. С. Кавитационное разрушение границы затвердевания.// Процессы литья, 1996, № 3, С. 16-24.

140. Эльдарханов А. С. Процессы кристаллизации в поле упругих волн М.: СП Интербук, 1996 - 256 с.

141. Эффективность методов снижения остаточных сварочных напряжений. / А.Я. Недосека, A.A. Грузд, О.И. Зубченко, С.Б. Ищенко // Автоматическая сварка. 1974. - №3. - С. 66-69.

142. Kelso Thomas. Stress relief by vibration // Tool and Manufacturing Engineer. 1968. - №3. - P.P.

143. Pat. 6026687 USA, IC7 G OTH 9/00. Stress testing and relieving method and apparatus. / Brent Felix Juri. Publ. 22.02.2000.

144. Pat. 4718473 USA, IC4 B 22 D 29/00. Vibratory stress relief apparatus. / Albert Musschoot.-Publ. 12.01.88.

145. Zhu ZQ, Chen LG, Rao DL. Relieving welding residual stresses by , applying vibratory weld conditioning. Mater Sci Forum 2005; 490-491:475-80.

146. Aoki S, Nishimura T, Hiroi T. Reduction method for residual stress of welded joint using random vibration. Nucl Eng Des W 2005 ;23 5:1441 -5.