автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование технологии изготовления конструктивных элементов аппаратов из стали 09Г2С с применением локальной виброобработки

На правах рукописи

КАРПОВ АНАТОЛИЙ ЛЬВОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТОВ ИЗ СТАЛИ 09Г2С С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛОКАЛЬНОЙ ВИБРООБРАБОТКИ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации ни соискание ученой степени кандидата технических наук

□□305Э403

Уфа - 2007

003059403

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

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Ризванов Риф Гарнфович

Официальные оппоненты.

доктор технических наук, доцент Гареев Алексей Габдуллович,

кандидат технических наук Сагинбаев Рустам Хабирович

Ведущая организация

ГУЛ «БашНИИнефтемаш»

Защита состоится 29 мая 2007 года в 10-00 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, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета

Автореферат разослан 28 апреля 2007 года

Ученый секретарь совета

Закирничная М М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

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 соединение 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 Одной из острых задач, касающихся повышения качества аппаратов, является совершенствование технологии изготовления конструктивных элементов, в частности узла приварки штуцера к корпусу аппарата 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

Термическая обработка является известным и наиболее используемым методом снятия остаточных напряжений в корпусах аппаратов, однако при этом является энергоемким и трудоемким технологическим 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 Несмотря ьа обширные исследования в данной области, на сегодняшний день отсутствуют сведения по практи-дескому применению вибрационной обработки в процессе сварки конструкций из низколегированных сталей Во многом это связано с тем, ччо исследователи рассматривают общую вибрационную обработку аппарата в целом, которую сложно осуществить в реальном производстве из-за габаритов и конструктивных особенностей большинства аппаратов

Цель работы: совершенствование технологического процесса изготовления конструктивных элементов аппаратов нефтепереработки из низколегированных сталей типа 09Г2С с применением локальной вибрационной обработки в процессе сварки

Задачи исследований:

1) установить закономерности возникновения остаточных напряжений и деформаций в узлах приварки штуцеров к корпусам в процессе изготовления аппаратов,

2) исследовать влияние режимов локальной вибрационной обработки на точность изготовления и распределение остаточных напряжений в соединении «штуцер-корпус» аппаратов, выполненных из низколегированных сталей типа 09Г2С,

3) исследовать влияние локальной вибрационной обработки в процессе сварки на свойства сварных соединений низколегированных сталей типа 09Г2С,

4) усовершенствовать технологический процесс изготовления узла «штуцер-корпус» аппаратов нефтепереработки из низколегированных кремнемарган-цевых сталей типа 09Г2С с применением локальной вибрационной обработки в процессе сварки.

Методы исследований

При теоретических исследованиях закономерностей формирования остаточных напряжений в металле 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, твердости металла, коррозионной стойкости, а также методы, основанные на магни-тоанизотропных свойствах металла Обработку результатов экспериментов проводили с использопанием методов математической статистики

Основные защищаемые положения

1 Совокупность установленных в результате теоретических и экспериментальных исследований закономерностей и полученных аналитических зависимостей для распределений остаточных напряжений и деформаций в зоне сварных соединений «штуцер-корпус»

2 Экспериментально обоснованные решения по повышению точности формы и размеров конструктивных элементов аппаратов при их изготовлении с применением методов вибрационной обработки, а также улучшению механических свойств сварных соединений

3 Технология изготовления конструктивных элементов нефтеперерабатывающих аппаратов с применением локальной вибрационной обработки, позволяющая повысить точность и механические свойства сварных соединений узлов аппаратов

Научная новизна

1 Получена зависимость величины средних отклонений диаметров штуцеров от частоты вибрации при локальной виброобработке Установлено, что при приварке штуцера к корпусу величина отклонений уменьшается с увеличением частоты вибрации При частоте вибрации от 150 до 200 Гц величина отклонений диаметров штуцеров снижается на 50% по сравнению с отклонениями, возникающими без применения вибрационной обработки

2 Установлено, что локальная вибрационная обработка металла вблизи зоны сварки конструктивных элементов из стали 09Г2С в интервале частот от 150 до 200 Гц и амплитуде 0,8 мм снижает остаточные напряжения в меюлле сварного шва на 25 30 %, повышает мелкодисперсность структуры металла шва и околошовной зоны, увеличивает ударную вязкость металла сварного соединения на 25 35 %

Практическая ценность

1 Разработаны конструкции устройств и технология проведения локальной вибрационной обработки узлов приварки штуцеров к корпусу аппарата в процессе сварки, позволяющие повысить точность изготовления узлов нефтеперерабатывающих аппараюв из низколегированных сталей

2 Предложенная технология изготовления узла «штуцер-корпус» с применением вибрационной обработки принята к внедрению на ОАО «УТС-Туймазыхиммаш» (г Туймазы)

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2001), 54, 55, 56-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 2004, 2005, 2006), Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2003), VI Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении - 2003» (Пенза, 2003), X Юбилейной Международной научно-пракгаческой конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2004), Международной молодежной научной конференции «Севергеозкотех-2004» (Ухта, 2005), Международной практической конференции «Нефтепереработка и нефтехимия - 2006» (Уфа, 2006)

Публикации По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, приложения, изложена на 116 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 10 таблиц, список использованной литературы из 152 наименований

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, определены новизна и практическая значимость работы

В первой главе проанализированы работы, в которых рассматриваются причины возникновения остаточных напряжений при сварочных процессах, а также их влияние на точность изготовления аппаратов, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности Показано, что при различных технологических операциях изготовления саярных конорукций Различны и причины, природягцие fc неоднородным объемным деформациям и остаточные напряжениям

На основе работ В М Сагалевича, В А Винокурова, К М Рагульскиса, В Г Полнова, Г.В Сутырина, В А Судника и других дан обзор существующих методов предупреждения и снятия остаточных напряжений и деформаций, рассмотрены пределы применения и эффективность каждого из методов Особое внимание уделено снятию остаточных напряжений в базовых элементах нефтеперерабатывающих аппаратов менее энергоемкой вибрационной обработкой, а тахже существующим конструкциям устройств для проведения данного процесса

Далее на основе работ исследователей Z Zhu, L Chen, D Rao, J Xu, С Ni, А M Файрушина, Я.А Колесникова и других показано, что применение вибрационной обработки в процессе получения сварных соединений позволяет снизить неоднородность структуры металла шва, достигнуть более существенного эффекта по уменьшению остаточных напряжений и стабилизации формы изготавливаемой конструкции в отличие от виброобработки изделия после полного охлаждения сварных швов Анализ результатов исследований указанных авторов показал, что вибрационная обработка металла более эффективно про текает при высоких температурах При этом, если вибрационное воздействие прикладывать вблизи зоны сварки, то это позволит влиять на микроструктуру металла формирующегося шва и, соответственно, свойства получаемого сварного соединения, используя колебания меньшей мощное!и Таким образом, используя литературные данные был сделан вывод, что перспективным способом обеспечения стабильносги формы, сняшя остаточных напряжений, улучшения микроструктуры и повышения механических свойств сварных соединений конструктивных элементов аппаратов из стали 09Г2С является локальная вибрационная обработка металла вблизи зоны сварки

Во второй главе выполнено численное моделирование формирования остаточных напряжений и деформации, возникающих в зоне приварки штуцера к корпусу аппарата после выполнения процесса сварки При моделировании совместно решались две задачи температурный и конструкционный анализ

Для этого был использован конечно-элементный программный комплекс АВАОиБ Вначале был произведен температурный, а затем конструкционный анализ поведения материала патрубка штуцера и корпуса при остывании кругового сварного шва с температуры окончания сварки

Для исследования была использована конечно-элементная модель, состоящая из патрубка штуцера и части прилегающего к нему корпуса Течшина корпуса составляла 6 мм Размеры патрубка штуцера наружный диаметр - 219 мм, высота - 350 мм, толщина стенки - 7 мм Материал патрубка и корпуса - сталь 09Г2С Свойства данной стали, использованные как исходные данные для расчета (для нормальной температуры) модуль Юнга - 2 105 МПа, коэффициент Пуассона - 0,3, предел текучести - 345 МПа, коэффициент линейного расширения - 11,1 10"61/°С, теплопроводность - 52 Вт/(м °С)

Температурный анализ заключался в моделировании процесса сварки, остывания сварного шва и определении изменения температуры штуцера и корпуса аппарата При этом учитывались такие параметры как скорость сварки, температура окружающей среды и коэффициент теплообмена между металлом и воздухом Тип конечных элементов при этом был задан ОСЗБ8 Решение конструкционной задачи проводилось в упругопластической зоне нагружения, с учетом пластических деформаций металла шва и обечайки, для этого учитывали кривую деформирования металла, модуль упругости, коэффициент Пуассона, коэффициент температурного расширения металла в зависимости от температуры Тип конечного элемента для данного анализа был выбран СЗЭ8

Полученные распределения остаточных напряжений и деформаций в зоне соединения патрубка штуцера и обечайки корпуса после полного остывания кругового сварного шва показаны на рисунках 1 и 2, на которых представлена половина патрубка и часть прилегающей к нему обечайки Графики изменения напряжений на внутренней и наружной поверхностях корпуса и патрубка показаны на рисунках 3 и 4

Рисунок 2 - Распределение пластических деформаций, возникающих в узле «штуцер - корпус» аппарата после сварки

Рисунок I - Распределение эквивалентных напряжений, возникающих в узле «штуцер - корпус» аппарата после сварки

УЬО сг, МПа I»

д» 1»

100 »

о

а, МПа

Й «3 »0 }00 12С 140 Р*ССГО*Н»« О Г щы. им

. а) .

Л»

а,'МПа

Р»ссто*ни; от сии, мм б)

на внутренней поверхности * на наружной пояерхности а) эквивалентные напряжения по Мизесу; б) окружные напряжения; а) радиальные напряжения

Рисунок 3 - Графики изменения напряжений вдоль образующей корпуса алп арата

¡o

100 • \ / . !

150 ,

200 - -- ----------

В)

на внутренней поверхности * на наружной поверхности а) эквивалентные напряжение по Мизесу, б) окружные напряжения, в) осевые напряжения

Рисунок 4 - Графики изменения напряжений вдоль образующей патрубка

Численное моделирование показало, что в сварном шве и околошовной зоне возникают остаточные напряжения, достигающие предела текучести, которые могут привести к искажению формы обечайки в случае ее недостаточной жесткости и преждевременному разрушению аппарата при его эксплуатации

Далее в работе было исследовано формирование погрешностей формы и размеров корпусов нефтегазовых сепараторов при различных технологических операциях изготовления и сборки изготовление обечайки, приварка днища и вырезка отверстий под штуцера, приварка штуцеров, приварка внутреннего устройства Исследования показали, что отг гонение формы сечения корпуса в Риде овальности имеет «наследственный» характер и изменяется от одной технологической операции к другой, причем максимальные изменения относительной овальности корпуса возникают в процессе приварки штуцера (рисунок 5) Исключение накопления погрешности формы сечения корпуса может быть достигнуто уменьшением остаточных сварочных напряжений в процессе его изготовления, например за сче! применения сопутствующей вибрационной обработки

1 - вальцовка обечайки;

2 - вырезка отверстий и приварка днища;

3 - приварка штуцеров;

4 - приварка внутренних устройств

Рисунок 5 ■ Диаграмма формирования относительной овальности корпуса по технологическим операциям изготовления

В третьей главе приведены результаты исследования влияния локальной вибрационной обработки, проводимой в окрестности зоны сварки, на точность изготовления изделия, величину остаточных напряжений и механические характеристики металла сварного шва из стали 09Г2С. Схема проведения экспериментов приведена на рисунке 6.

]- свариваемый образец; 2 - вибрационное устройство; 3 - горелка;

4 механизм подачи проволоки ГЩГ-515 УЗ; 5 - баллон с углекислым газом;

6 - выпрямитель сварочный ВДУ-506 Рисунок б - Схема экспериментальной установки

Сварка применялась полуавтоматическая в среде защитных газов. Режим сварки: сила сварочного тока 150 А, сварочная проволока Св-08ГС; диаме^ср проволоки 01,6 мм; скорость сварки 12 м/ч. Размеры свариваемых деталей: толщина пластины б мм; наружный диаметр пагрубка 219 мм; толщина его стенки 7 мм; вы-

coxa 350 мм. Амплитуда колебаний в зоне вибрационного воздействия составляла 0,8 мм. Параметры вибрации (частота, амплитуда) замеряли С помощью виброизмерительного прибора «В и С ротест-МГ4+»,

В начале главы приведены результаты исследования влияния локальной вибрационной обработки при сварке на точность изготовления формы узла «штуцер-корпус», которое заключалось в определении величины отклонения внутреннего диаметра патрубка после его приварки на различных режимах виброобработки к листовому Материалу с отверстием под штуцер. Результаты эксперимента приведены нэ рисунке 7

AD,мм 0.6 0,5 0,4 о.з 0.2 0,1

о .....

О 50 100 150 200 £Гц

Рисунок 7 - Зависимость средних отклонений диаметров образцов AD от частоты виброобработки в процессе сварки

Как видно из результатов замеров, локальная вибрационная обработка позволяет значительно снизить величину отклонения диаметра штуцера с увеличением её частоты до 200 Гц. На частотах от 150 до 200 Гц эти отклонения в 2 раза меньше, чем у образца, приваренного без в и бро об работки.

Исследование влияния частоты вокальной вибрационной нагрузки в процессе сварки на уровень ми кронап ряжений в зоне сварного шва проводилось методом рентген о структур s ю го анализа, на рентгеновском дифрактометре ДРОН-А

Как показывают результаты измерений (рисунок 8), вибрационная обработка в процессе сварки позволяет снизить уровень остаточных сварочных напряжений в сварном шве. При увеличении частоты вибрационной обработки от 0 до 2(10 Гц остаточные напряжения растяжения в сварном шве снижаются на 25...30%.

<bci>

МЯа

f. Гц

Рисунок 8 -Влияние частоты вибрационной обработки в процессе сварки на величину остаточных напряжений в сварном шве

Далее были выполнены исследования по влиянию локальной виброобработки в процессе сварки на микроструктуру и механические свойства получаемых сварных соединений из стали 09Г2С. Для этого предварительно были изготовлены опытные заготовки, каждая из которых получена сваркой встык двух пластин при определенной частоте локальной виброобработки. Толщина пластин ó мм, частота вибрации для различных заготовок была 0, 50, 100, 150, 200 Гц, амплитуда 0,8 мм. Режим сварки применялся такой же, как в выше упомянутых экспериментах.

С целью изучения формирования структуры металла в сварном шве и околошовной зоне в зависимости от частоты вибрации при сварке было проведено металлографическое исследование образцов.

Результаты микроструктурного анализа металла сварных швов и околошовных зон в поперечном сечении, полученных при различных режимах виброобработки при" сварке, представлены на рисунках 9 и 10 (увеличение хЗОО),

При изучении полученных снимков видно, что применение локальной зиброобработки способствует измельчению дендритных структур в зоне шва. На частотах 150 Гц и выше наблюдается значительное снижение структурной неоднородности. В зоне термического влияния (ЗТВ) также наблюдается улучшение микроструктуры металла. Структура металла ЗТВ, полученная при применении вйброобработки на частоте от i 50 до 200 Гц, более однородная.

Д)

а) сварка без виброобработки; б) с виброобработкой на частоте 1=50 Гц; в) тоже при £-100 Гц, г) тоже при ^=150 Гц; д) тоже при Г=200 Гц

Рисунок 9 - Микроструктура сварного шва, хЗОО

Д)

а) сварка без виброобработки; б) с виброобработкой на частоте Г=50 Гц; в) гоже при {И00 Гц; г) тоже при Г=150 Гц; д) тоже при £=200 Гц

Рисунок 10 - Микроструктура околошовной зоны хЗОО

Испытания на растяжение стандартных образцов, вырезанных из опытных заготовок, показали, что разрушение всех образцов происходит не в зоне сварных швов, а по основному металлу

Испытания на ударный изгиб металла шва и околошовной зоны были выполнены с применением маятникового копра МК-30 Образцы для испытаний с У-образным надрезом изготавливались по ГОСТ 6996-66 По полученным средним значениям замеров построены кривые зависимости ударной вязкости металла шва и околошовной зоны от величины частоты вибрации при сварке (рисунок 11)

Цж/см2 200 -------::-

120 ::-::-—--1-__

80 ^ --

40------

О -Н------

0 50 100 150 , _ 200

i, Гц

Рисунок 11 - Графики зависимости ударной вязкости KCVметалла шва 1 и околошовной зоны 2 от частоты вибрации при сварке/

Из рисунка 11 видно, что значения ударной вязкости растут с увеличением частоты обработки сварного соединения Наибольшие средние значения ударной вязкости как для металла сварного шва 180 Дж/см2, так и для околошовной зоны 115 Дж/см2 достигаются при локальной вибрационной обработке на частоте от 150 до 200 Гц

Далее на рисунке 12 приведены результаты измерения твердости различных участков сварных соединений (основного металла, зоны термического влияния, сварного шва)

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что локальная виброобработка приводит к снижению твердости как в зоне термического влияния, так и в зоне сварного шва В обоьх случаях с увеличением частоты виброобработки твердость понижается Для частот виброобработки от 150 до

■ —

200 Гц распределения твердости в сварном шве и ЗТВ почти совпадают. Твердость основного металла остается постоянной на всех режимах. Наименьшие значения твердости в сварном шве и ЗТВ наблюдаются в образцах, полученных сваркой с вибрационной обработкой при частоте 150 и 200 Гц (рисунок 12).

260

240

щ

X

ё 720

и

О

Я

В 200

£

I SO

Рисунок 12 - Изменение значений твердости металла по зонам сварных соединений образцов из стали 09Г2С

Исследование влияния локальной ииброобработкм » процессе сварки деталей из низко легированной стали на коррозионную стойкость проводили с использованием фа в и метрического метода. Эксперимент проводился в следующих условиях: марка стали образцов 09Г2С; коррозионная среда - 9%-й раствор серной кислоты, продолжительность опыта —185 ч.

от частоты виброобработки образца

2 3 4 5 6 7 8 9 Расстояние от центра сварного шва, мы

-Основной

-С варноП шов

-ЗТВ

—»- 6с-* аиброобра&откн

—о— AHÜjíoo&pa&oTKa f=50 Гц анброобработка ÍH00 Гц —л—- виброойрпботкп f=l5í] Гц —--BHÓpooGpaíioTkca 1^200 Гц

Результаты проведенных исследований показывают, что локальная виброобработка позволяет снизить значение весового показателя коррозии Кт Наименьшее значение скорости коррозии 7,879 г/м2 ч достигается при значении частоты виброобработки 200 Гц Отсюда можно сделать вывод, что коррозионная стойкость металла сварного шва в среде серной кислоты увеличивается при проведении вибрационной обработки (рисунок 13)

Влияние локальной вибрационной обработки на напряженно-деформированное состояние и поле концентрации напряжений в зоне сварного соединения было исследовано с помощью магнитозкизотропного сканерз-дефектоскопа «Комплекс-2 05» Дпл всех образцов измерения производились на основном металле, в области сварных швов и околошовных зон В качестве итоговых документов использовались карты разности главных механических напряжений (РГМН), градиентов РГМН, карты распределения коэффициента концентрации механических напряжений (КМН) и коэффициента неоднородности механических напряжений (КНН)

Полученные результаты показали, что низкочастотная локальная вибрационная обработка металла вблизи зоны сварки при частоте вибрации 150 .200 Гц обеспечивает.

- снижение уровня остаточных напряжений в области сварного соединения на 20 .25%,

- уменьшение градиента РГМН в 2 раза за счет равномерного распределения напряжений по образцу и, соответственно, способности металла к разрушению путем трещинообразования,

- снижение коэффициента концентрации механических напряжений в 3 4 раза, что показывает на ухудшение условий зарождения центрор разрушения металла, дефектов на обследованном участке

Затем образцы подвергли испытаниям на малоцикловое нагружение до усталостного разрушения Из полученных средних значений числа циклов до разрушений образцов построена диаграмма влияния частоты виброобработки на малоцикловую усталость образцов (рисунок 14)

Рисунок 14 - Диаграмма изменения числа циклов до полного разрушения образцов, сваренных при локальной виброобработке с различной частотой вибрации

Из диаграммы видно, что низкочастотная локальная виброобработка способствует увеличению числа циклов нагруженик образцов до их разрушения. Для частоты виброобработки 50 Гц количество циклов до разрушения практически совпадает с количеством для образцов, сваренных без воздействия вибрации. Наибольшее значение количества циклон достигается при частотах 150. ..200 Гц. Исходя из этих результатов, можно предположить, что локальная вибрационная обработка а процессе сварки положительно влияет на малоцнх-ловую усталостную выносливость.

В четвертой главе описаны разработанный технологический процесс изготовления конструктивных элементов аппаратов с применением локальной вибра ционной обработки на примере сварного уала «штуцер-корпус», а также спроектированное устройство для приварки штуцеров к корпусу аппаратов с использованием сопутствующей виброобработки.

Технологические режимы ведения виброобработн* В процесса свайки выбраны в соответствии с результатами вьпнео пи санных экспериментальных исследований, из которых видно, что структура металла и механические свойства имеют наилучшие показатели при локальной виброобработке с частотой вибрации 150...200 Гц и амплитудой 0,8 мм.

Также были разработаны опытные конструкции устройств для приварки штуцеров к корпусам аппаратов, позволяющие выполнять сварку с вибрационной обработкой вблизи сварочной панны (рисунок 15).

5 - вибрационное устройство, 6 - копир, 7 —сварочная горелка Рисунок 15 - Конструкция устройства для приварки штуцера к корпусу аппарата

Для приварки штуцера в нижнем положении устройство закрепляется на патрубке, предварительно прихваченном сваркой к корпусу аппарата После этого с помощью рычажного механизма регулируется положение сварочной горелки Вращательное движение рычажного механизма обеспечивается с помощью мотор-редуктора Виброобработка металла в процессе сварки осуществляется в непосредственной близости к сварочной вачн';

С учетом проведенных исследований и конструкторских разработок усовершенствован технологический процесс изготовления конструктивных элементов на примере узла «штуцер-корпус» аппаратов Предлагаемый технологический процесс изготовления конструктивных элементов аппаратов из низколегированной стали включает дополнительную локальную вибрационную обработку в процессе сварки на частоте 150 200 Гц с амплитудой вибрации 0,8 мм,

которая позволит повысить геометрическую стабильность и прочность элементов

Выводы и рекомендации 1 Численным моделированием с помощью метода конечных элементов процесса охлаждения кругового сварного соединения установлены закономерности распределения остаточных напряжений и деформаций в зоне приварки штуцера к корпусу аппарата из низколегированной стали 09Г2С Выявлено, что остаточные напряжения в узле "штуцер-корпус" по величине могут достигать предела текучести

2 На основе экспериментальных исследований установлено, что при приварке штуцера к корпусу аппарата с применением сопутствующей локальной виброобработки величина отклонений диаметров патрубков снижается до 50% с увеличением частоты локальной вибрации до 150 200 Гц Применение локальной виброобработки при получении сварных соединений базовых деталей позволяет повысить точность корпусов нефтеперерабатывающих аппаратов.

3 Локальная виброобработка деталей во время сварки способствует повышению однородности структуры металла сварного шва, что приводит к снижению уровня остаточных напряжений и увеличению коррозионной стойкости При увеличении частоты вибрационной обработки до 150 200 Гц при постоянной амплитуде вибрации 0,8 мм остаточные напряжения в сварном шве снижаются на 25 30%, а коррозионная стойкость увеличивается на 10 15%.

4 Экспериментально установлено, что локальные вибрационные колебания, приложенные к свариваемой детали в интервале частот от 150 до 200 Гц при амплитуде колебаний 0,8 мм, способствуют повышению механических свойств металла шва Результаты испытаний на ударную вязкость метание сварного соединения показывают, что средние значения ударной вязкости как для металла сварного шва, так и околошовной зоны возрастают на 25 . 35% по сравнению со швами, полученными без виброобработки

Сравнительный анализ твердости сварных образцов из стали 09Г2С показал преимущество применения вибрационной обработки Твердость пропорционально снижается в зоне термического влияния на 13%, сварном шве - на 12%

Испытания на малоцикловые нагружения до ус галостного разрушения показали, что локальная вибрационная обработка сварных соединений на частоте 150 200 Гц в процессе сварки увеличивает малоцикловую выносливость металла сварного шва на 10 12 %

5 На основе результатов проведенных исследований усовершенствован технологический процесс изготовления конструктивных элементов аппаратов из стали 09Г2С с применением локальной виброобработки, предложена конструкция сборочно-сварочного устройства и технология проведения локальной вибрацион-нои обработки б процессе сварки

Содержание работы опубликовано в 19 научных трудах, из которых №1 опубликован в издании включенном в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ:

1 Карпов A JI, Файрушин A M , Ризванов Р Г., Зарипов M 3 Повышение качества изготовления сварных нефтехимических аппаратов применением вибрационной обработки в процессе сварки// Башкирский химический журнал -2005 -Т 12,№ 1 -С27-29

2 Ризванов Р Г , Файрушин A M , Карпов A JI Исследование технологической наследственности формирования отклонения формы сечения корпусов нефтегазохимических аппаратов // Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования/ под ред В П Савиных, В В Вишневского -M Академия наук о Земле, 2001.-Т. 2. -С 32-34

3 Ризванов Р Г , Карпов A JI, Файрушин A M Влияние вибрационной обработки при сварке на точность изготовления корпусов нефтехимических аппаратов// Нефть и газ Западной Сибири материалы Международной чаучно-технической конференции - Тюмень ТюмГНГУ, 2003 - Т 2 - С 53-54

4 Файрушин A M , Ризванов Р Г , Карпов А Л Влияние величины вибрационной нагрузки ца степень снижения остаточных напряжений в корпусах аппаратов// Сборник статей VI Всероссийской научно-практической конференции - Пенза, 2003 -С 310-313.

5 Карпов А Л, Ризванов Р Г, Файрушин A M, Сайги и Д И. Численное решение задачи оценки напряженно-деформированного состояния цилиндрических конструкций после сварки// Проблемы строительного комплекса России, материалы VIII Международной научно-технической конференции при VTIÍ специализированной выставке «Строительство Коммунальное хозяйство Энергосбере-

жение Электротехника и энергетика 2004» В 2 т - Уфа Изд-во УГНТУ, 2004 - Т 2 -С 45-47

6 Карпов A Л, Ризванов Р Г , Файрушин А М Обеспечение точности изготовления сварных конструкций применением виброобработки в процессе сварки// Современные техника и технологии труды X Юбилейной Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых В 2 т - Томск Изд-во ТПУ, 2004 -Т 1 -С 173-175

7 Карпов A JI, Ризванов Р Г , Файрушин А М , Сайгин Д И Моделирование напряженно-деформированного состояния цилиндрической конструкции после сварки с применением метода конечных элементов// Математическое моделирование механических явлений- материалы Всероссийской научно-технической конференции - Екатеринбург изд-во VI11 А, 2004 - С 83-84

8 Ризванов Р Г., Файрушин А.М, Карпов A JI Применение вибрационной обработки в процессе сварки для повышения стабильности формы сварных конструкций// Машиностроительные технологии'04 материалы IV Международного конгресса Секция 1 Горячая обработка - Варна (Болгария), 2004 - С 86-89

9 Файрушин А М, Карпов A JI, Сайгин Д И Моделирование напряженно-деформированного состояния цилиндрических конструкций после сварки с применением конечных элементов// Наука на рубеже тысячелетий- материалы Международной конференции. - Тамбов ПБОЮЛБирюковаМА,2004 -С.149-151.

10 Карпов A Л, Ризванов Р.Г, Файрушин А М Применение вибрационной обработки в процессе сварки для повышения стабильности формы сварных конструкций// Машиностроение и электротехника. - 2004 - №9. - С 13-16. (Болгария)

11 Карпов A.JI, Ризванов Р Г., Файрушин А М Повышение размерной стабильности сварных корпусов применением вибрационного нагружения при сварке // Высокие технологии — 2004- труды международно-технического форума В 4 ч.-Ижевск Изд-воИжГТУ, 2004 -4 4 - С 51-54.

12 Карпов A JI, Файрушин А М Численное моделирование процесса охлаж-1 дения кольцевого сварного шва и оценка era напряженно-деформированного состояния.// Современные технологии ъ машиностроении материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции -Пенза ПДЗ,2004 -С 195-198

13 Карпов A JI, Ризванов Р.Г , Сайгин Д И, Файрушин А М Исследование напряженно-деформированного состояния в зоне кольцевого стыка7/ Севергео-экотех - 2004 материалы Международной молодежной научной конференции (17-19 марта2004 г) -Ухта УГТУ,2005 -ЧП - С 232-233

14 Карпов А Л , Ризванов Р.Г , Гизатуллин , Файрушин А М Совершенствование технологии изготовления сварных корпусов аппаратов применением вибрационной обработки II Севергеоэкотех - 2004 материалы Международной молодежной научной конференции (17-19 марта 2004 г) - Ухта УГТУ.2005 -ЧИ-С 243-247

15 Карпов А Л , Файрушин А М , Мухиев Р Ф Ресурсосберегающая технология снятия остаточных напряжений в сварных конструкциях// Проблемы строительного комплекса России материалы IX Международной научно-технической конференции при IX специализированной выставке «Строительство Коммунальное хозяйство Камнеобработка- 2005»/ редкол • В И Агапчев и др -Уфа Изд-воУГНТУ,2005 -С 126-127

16 Файрушин А М , Карпов А Л , Четверткова О В , Зарипов М 3 Совершенствование технологии изготовления корпусов аппаратов применением вибрационной обработки в процессе сварки// Вибрация машин измерение, снижение, защита - Донецк (Украина) Донецкий национальный технический унн верситет, Ассоциация механиков «АссоМ», 2005 — Вып 1 (май) - С 63-65

17 Карпов A JI, Файрушин А М , Колесников Я А Анализ напряженно-деформированного состояния узла «штуцер- корпус» сосуда давления.// Нефтепереработка и нефтехимия-2006 материалы Международно-практической конференции (Уфа, 24 мая 2006 г) - Уфа Изд-во ГУЛ ИНХП РБ, 2006. - С 324-325

18 Карпов А Л , Зарипов М 3 , Исмагилов А 3 , Файрушин А М 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

19 Karpov A L , Fairushin А М , Zanpov 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

Подписано в печать 26 04 07 Бумага офсетная Формат 60x80 1/16 Гарнитура «Тайме» Печать трафаретная Уел печ л I Тираж 90 Заказ 127 Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес типографии 450062, Республика Башкортостан, г Уфа, ул Космонавтов, I

Введение

1 АНАЛИЗ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ИХ ВЛИЯНИЯ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ АППАРАТОВ И ПУТЕЙ ИХ СНИЖЕНИЯ.

1.1 Причины возникновения остаточных напряжений при заготовительных технологических операциях.

1.2 Влияние остаточных напряжений на эксплуатационные параметры конструкций.

1.2.1 Влияние остаточных напряжений и деформаций на качество изготовления базовых элементов нефтехимических аппаратов.

1.2.2 Влияние остаточных напряжений на работоспособность аппаратов, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности.

1.3 Методы снижения остаточных напряжений в сварных конструкциях

1.3.1 Методы предупреждения остаточных напряжений и деформаций в сборочно-сварочных процессах.

1.3.2 Методы снижения остаточных напряжений в конструкциях.

1.4 Постановка цели и задач исследования.

2 АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯВ УЗЛЕ «ШТУЦЕР-КОРПУС».

2.1 Обзор существующих конструктивных исполнений узлов приварки штуцеров.

2.2 Напряженно-деформированное состояние возникающие в узле «штуцер-корпус» аппарата нефтеперерабатывающих предприятий.

2.2.1 Напряженно-деформированное состояние возникающие в узле «штуцер-корпус» в процессе эксплуатации.

2.2.2 Напряженно-деформированное состояние возникающие в узле «штуцер-корпус» в процессе изготовления.

2.3 Исследование формирование погрешностей формы и размеров корпусов аппаратов.

2.4. Выводы.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИБРООБРАБОТКИ В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ НА СВОЙСТВА СВАРНОГО ШВА.

3.1 Выбор материала и метода исследований.

3.2 Исследование влияния локальной вибрационной обработки при сварке на точность изготовления формы узла «штуцер-корпус».

3.3 Исследование влияния параметров вибрационной нагрузки в процессе сварки на уровень микронапряжений в зоне сварного шва из стали 09Г2С.

3.4 Исследование влияния виброобработки на микроструктуру сварного шваиЗТВ.

3.5 Испытания металла различных участков сварного соединения на ударный изгиб (на образцах тип VI ГОСТ 6996).

3.6 Измерение твердости металла различных участков сварного соединения.

3.7 Измерение твердости металла различных участков сварного соединения полученных при малоцикловой нагрузке.

3.8 Исследование влияния вибрационной обработки в процессе сварки на коррозионную стойкость сталей типа 09Г2С.

3.9 Влияние вибрационной обработки в процессе сварки на коэффициент концентрации механических напряжений и другие характеристики местных напряжений.

3.10 Влияние различных режимов вибрационной обработки на малоцикловую усталостную выносливость сварных соединений из низколегированной стаж 09Г2С.

3.11 Выводы.

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСПОЛНЕНИЯ УЗЛА «ШТУЦЕР-КОРПУС» С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1 Выбор режима вибрационной обработки.

4.2 Аппаратное обеспечение процесса.

4.3 Разработка технологии виброобработки в процессе сварки.

4.4 Выводы.

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. Одной из острых задач, касающихся повышения качества аппаратов, является совершенствование технологии изготовления конструктивных элементов, в частности узла приварки штуцера к корпусу аппарата. 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.

Термическая обработка является известным и наиболее используемым методом снятия остаточных напряжений в корпусах аппаратов, однако при этом является энергоемким и трудоемким технологическим 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. Несмотря на обширные исследования в данной области, на сегодняшний день отсутствуют сведения по практическому применению вибрационной обработки в процессе сварки конструкций из низколегированных сталей. Во многом это связано с тем, что исследователи рассматривают общую вибрационную обработку аппарата в целом, которую сложно осуществить в реальном производстве из-за габаритов и конструктивных особенностей большинства аппаратов.

Создание мало энергоемких технологических процессов за счет создания различных методов обработки металлов и сварных соединений направлены на повышение точности изготовления деталей аппаратов в процессе их изготовления.

В различных отраслях машиностроения большое распространение имеет класс кольцевых деталей и узлов: обечайки, бандажи, диски, кольца жесткости, фланцы, днища. 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, 17,28].

Одной из острых задач касающихся повышения точности изготовления аппаратов является совершенствование процесса создания узла «штуцер-корпус». Анализ природы и механизма возникновения остаточных напряжений в узлах приварки штуцеров химического и нефтяного оборудования и методов снятия этих напряжений говорит о том, что остаточные напряжения могут достигать значительных величин и оказывать существенное влияние как на точность изготовления так и на работоспособность конструкций. Особенностью процесса изготовления штуцеров изготовляемых сваркой является необходимость проведения термической обработки с целью снятия остаточных напряжений.

Термическая обработка является известным и наиболее используемым методом снятия остаточных напряжений Проблема обработки соединений из низколегированных 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.

Перспективным направлением производства базовых элементов нефтеперерабатывающей аппаратуры является процесс изготовления этих конструкций с применением менее энергоёмких методов холодного пластического деформирования, улучшающих их качество (калибровки, вибрационной обработки и т. д.) [17-19,28-32,37,43,92,96-98,102,107,110,113-118, 122,130,136,142-149].

В последнее время с особым интересом представляется исследование возможности снятия остаточных напряжений в конструкциях аппаратов циклическим нагружением (вибрационной обработкой), и осуществление виброобработки таким образом, чтобы она способствовала повышению несущей способности этих конструкций. 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, К.М. Рагульскиса, В.Г. Пол-нова, М.Н. Могильнера, Е.П. Оленина, Г.В. Сутырина, В.А. Судника, B.C. Писаренко, В.М. Семенова, О.И. Зубченко, В.А. Колота, Ф.З. Шпеера и др. было высказано и сформулировано предположение о возможности изменения характера и снижения уровня остаточных изгибных и сварочных напряжений в балочных конструкциях, кольцевых заготовках и деталях с помощью холодного пластического деформирования или вибрационной обработки. По снижению остаточных напряжений вибрационной обработкой различных конструкций выполнен значительный объем экспериментальных исследований и опытных работ. 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 вибрационной обработкой в процессе их изготовления и расширения области применения этого метода.

Выполненная работа посвящена решению проблемы по повышению точности изготовления узла «штуцер-корпус» путем снижения уровня остаточных напряжений и деформаций, а также экономии энергоресурсов при их изготовлении. Также результаты рассматриваемой работы позволяют создавать и разрабатывать более чистые в экологическом отношении технологические процессы.

На основании комплекса выполненных исследований и полученных результатов автор защищает:

1. Совокупность установленных в результате теоретических и экспериментальных исследований закономерностей и полученных аналитических зависимостей для выполнения расчетных работ.

2. Технологию изготовления узлов «штуцер-корпус» аппаратов нефтеперерабатывающих предприятий с применением метода вибрационной обработки и методы снижения остаточных напряжений при их изготовлении.

3. Экспериментально обоснованные решения по повышению точности формы и размеров узлов «штуцер-корпус» при их изготовлении с применением методов вибрационной обработки.

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены на кафедре "Технология нефтяного аппаратостроения", в связи с этим автор выражает благодарность за содействие в проведении исследований заведующему кафедрой, профессору Ибрагимову И.Г, своему научному руководителю доктору технических наук, доценту Ризванову Р.Г. за постановку задач исследований и помощь в работе, кандидату технических наук, доценту Файрушину A.M. за постоянную помощь и поддержку при создании данной работы, заместителю главного сварщика ОАО «ГАЗПРОМ» ООО «Баштрансгаз» Зарипову М.З. за помощь при проведении экспериментальной части.

Выводы и рекомендации

1 Численным моделированием с помощью метода конечных элементов процесса охлаждения кругового сварного соединения установлены закономерности распределения остаточных напряжений и деформаций в зоне приварки штуцера к корпусу аппарата из низколегированной стали 09Г2С. Выявлено, что остаточные напряжения в узле "штуцер-корпус" по величине могут достигать предела текучести.

2 На основе экспериментальных исследований установлено, что при приварке штуцера к корпусу аппарата с применением сопутствующей локальной виброобработки величина отклонений диаметров патрубков снижается до 50% с увеличением частоты локальной вибрации до 150.200 Гц. Применение локальной виброобработки при получении сварных соединений базовых деталей позволяет повысить точность корпусов нефтеперерабатывающих аппаратов.

3 Локальная виброобработка деталей во время сварки способствует повышению однородности структуры металла сварного шва, что приводит к снижению уровня остаточных напряжений и увеличению коррозионной стойкости. При увеличении частоты вибрационной обработки до 150.200 Гц при постоянной амплитуде вибрации 0,8 мм остаточные напряжения в сварном шве снижаются на 25. 30%, а коррозионная стойкость увеличивается на 10. 15%.

4 Экспериментально установлено, что локальные вибрационные колебания, приложенные к свариваемой детали в интервале частот от 150 до 200 Гц при амплитуде колебаний 0,8 мм, способствуют повышению механических свойств металла шва. Результаты испытаний на ударную вязкость металла сварного соединения показывают, что средние значения ударной вязкости как для металла сварного шва, так и околошовной зоны возрастают на 25.35% по сравнению со швами, полученными без виброобработки.

Сравнительный анализ твердости сварных образцов из стали 09Г2С показал преимущество применения вибрационной обработки. Твердость пропорционально снижается в зоне термического влияния на 13%, сварном шве - на 12%.

Испытания на малоцикловые нагружения до усталостного разрушения показали, что локальная вибрационная обработка сварных соединений на частоте 150.200 Гц в процессе сварки увеличивает малоцикловую выносливость металла сварного шва на 10. 12 %.

5 На основе результатов проведенных исследований усовершенствован технологический процесс изготовления конструктивных элементов аппаратов из стали 09Г2С с применением локальной виброобработки, предложена конструкция сборочно-сварочного устройства и технология проведения локальной 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. Абрамов О.В. Кристаллизация металла в ультрозвуковом поле. М.: Металлургия, 1972. - 256 с.

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

5. Апальков А.А., 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.

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

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

8. Бакиев А.В. Технология аппаратостроения. Уфа: УГНТУ, 1995. -297 с.

9. И. Бакши О.А., Зайнуллин Р.С. О снятии сварочных напряжений всварных соединениях с механической неоднородностью приложением внешней нагрузки. // Сварочное производство. 1973. - № 7. - С. 10-11

10. Бакши О.А., Клыков Н.А., Решетов A.JI. Влияние остаточных напряжений на выносливость сварных соединений с мягкой прослойкой при изгибе с кручением // Автоматическая сварка. 1978. - № 1. - С.31-33, 37.

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

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

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

14. Борздыка A.M., Герцов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1972. - 304 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. Сварочные деформации и напряжения. М.: Машиностроение, 1968. - 236 с.

20. 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.

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

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. Вотинов В.А. Ресурсосберегающая технология изготовления роторов промышленных центрифуг на основе повышения точности сборочных элементов: Дис. Кандидата технических наук. Курган, 2000. - 159 с.

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

28. 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.

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

30. Горбачев С.В. Повышение однородности структуры и механических свойств сварных соединений из сталей 20 и 30ХГСА в режиме сверхпластической деформации. Дис. Кандидата технических наук. Уфа 2005. 110 с.

31. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. -М.: Пищевая промышленность, 1979. 199 с.

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

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

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

35. Зайнуллин Р.С., Бакиев А.В. Конструкционная прочность сосудов, применяемых в нефтяной промышленности. // Нефть и газ. -1970. № 11. - С. 105-108.

36. Зайнуллин Р.С. 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.

37. Зайнуллин Р.С. Ресурсосберегающие технологии в нефтехимическом аппаратостроении. Под редакцией академика АН РБ А.Г. Гумерова. Уфа.: ТРАНСТЭК, 2000.-348 с.

38. 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.

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

40. Казимиров А.А., Моргун В.П., Хоменко В.Ф. Механизм уменьшения остаточных напряжений при импульсной обработке сварных соединений // Автоматическая сварка. 1974. - № 7. - С.39-43.

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

42. 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.

43. 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.

44. Клыков Н.А. Сборочно-сварочные работы. М.: МАШГИЗ, 1960-52с.

45. Клыков Н.А. О влиянии остаточных напряжений на усталостную прочность сварных конструкций // Автоматическая сварка. 1962. - № 10. - С. 22-31.

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

47. Колесников Я.А. Совершенствование технологии изготовления сварного оборудования нефтеперерабатывающей промышленности из жаропрочных сталей типа 15Х5М Дис. Кандидата технических наук. Уфа 2006.110 с.

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

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

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

51. 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.

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

53. Макаров Р.А. Тензометрия в машиностроении. М.: Машиностроение, 1975. - 286 с.

54. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести . М.: Машиностроение, 1968. - 362 с.

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

56. Манохин Ю.И., Сорокин А.В., Всяких М.А. Оценка влияния циклического нагружения внутренним давлением на точность формы сварных полых цилиндров. // Сварочное производство. 1987. - №12. - С. 14.

57. Математическая статистика: Учебник / Иванова В.М., Калинкина В.Н., Нещумова Л.А. и др. М.: Высшая школа, 1981.-371 с.

58. Махненко В.И. Егорова Л.А. Расчетный метод оценки напряжений и деформаций в зоне продольных сварных швов цилиндрических оболочек // Автоматическая сварка. 1980. - № 3. - С. 3-7.

59. 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.

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

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

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

63. Мошнин Е.Н. Гибка и правка на на ротационных машинах. Технология и оборудование. М.: Машиностроение, 1967. - 271 с.

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

65. 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.

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

67. Никифоров А.Д. Точность в химическом аппаратостроении. М.: Машиностроение, 1969. - 216 с.

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

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

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

71. Нормативно-техническая документация по аттестации метода магнитной памяти металла, приборов контроля и персонала. М.: ООО «Энергодиагностика», 2000. - 44 с.

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

73. 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.

74. Одинг И.А. Допускаемые напряжения в машинострении и циклическая прочность металлов. М.: Машгиз, 1962. - 260 с.

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

76. Окерблом Н.О. Конструктивно-технологическое проектированиесварных конструкций. М. - Л.: Машиностроение, 1964. - 420 с.

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

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

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

80. Опара B.C., Юрченко Е.С., Демиденко Л.Ю. Электрогидро-импульсная обработка многошовных сварных узлов // Автоматическая сварка. 1990.-№ 6.-С.9-10.

81. Определение исходной длины развертки толстостенных обечаек. / А.В. Бакиев, Р.С. Зайнуллин, Е.А. Афанасенко , A.M. Поздяк // Химическое и нефтяное машиностроение. 1984. - № 9. - С. 38

82. Определение остаточных напряжений в типовых сварных соединениях магнитоупругим методом / Г.Т. Орехов, А.Г. Состин, Г.Г. Артюх, Л.К. Сидорова // Автоматическая сварка. 1976. - № 4. - С.34-36.

83. Орехов Г.Т., Состин А.Г., Орехов В.Т. Использование магнитоупругого метода контроля для определения влияния температуры отпуска на остаточные сварочные напряжения // Автоматическая сварка. -1974. № 4. - С.73-74.

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

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

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

87. Петушков В.Г., Кудинов В.М., Березина Н.В. Механика перераспределения остаточных напряжений при взрывном нагружении. //

88. Автоматическая сварка. 1974. - №3- С 37-39.

89. Пляцко Г.В., Новосад Е.Н., Карасев Л.П. Неразрушающий способ определения остаточных сварочных напряжений в цилиндрических оболочках // Автоматическая сварка. 1972. - № 9. - С.36-38.

90. Повышение точности изготовления тонкостенных оболочковых конструкций в условиях механизированного производства / А.И. Дремлюга, B.C. Кириченко, B.C. Михайлов, В.М. Заикин // Автоматическая сварка. 1983. - № 8. - С.21-24.

91. Погодина Алексеева К.М., Кремлев Е.М. Влияние ультразвука на снятие остаточных напряжений в стали ХВГ при отпуске // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1966. - № 9. - С. 7-9.

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

93. Полнов В.Г., Сагалевич В.М., Могильнер М.Н. Влияние собственных колебаний сварных конструкций на устранение в них остаточных напряжений вибрацией // Сварочное производство. 1988. - № 4. - С.37-39.

94. 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.

95. 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.

96. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977.-278 с.

97. 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.

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

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

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

101. Прочность. Устойчивость. Колебания. Справочник / Под ред. И.А. Биргер, и Я.Г. Паповко. Том 1. М.: Машиностроение, 1968. - 547 с.

102. Прочность, устойчивость и колебания термонапряженных оболочечных конструкций / В.Ф. Грибанов, И.А. Крохин, Н.Г. Паничкин и др. -М.: Машиностроение, 1990. 368 с.

103. Рагульскис К.М., Стульпинас Б.Б., Толутис К.Н. Вибрационное старение. JL: Машиностроение, 1987. - 72 с.

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

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

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

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

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

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

110. Сагалевич В.М., Янченко Ю.А. Установка для обкатки сварных швов и околошовной зоны с наложением ультразвуковых колебаний. М.: НИИинформтяжмаш: Технология, организация и механизация сварочного производства. Серия 10-75-7.1975. С 21-24.

111. Самохоцкий А.И., Кунявский М.Н. Лабораторные работы по металловедению. -М.: Машиностроение, 1971. 184 с.

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

113. Скорняков Л.М., Киселев С.Н., Воронин Н.Н. Температурные поля при сварке кольцевых швов на цилиндрических оболочках // Автоматическая сварка. 1976.-№5,-С.12-15.

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

115. Снижение остаточных сварочных напряжений ультразвуковой обработкой / И.Г. Полоцкий, А.Я. Недосека, Г.И. Прокопенко и др. // Автоматическая сварка. 1974. - № 4. - С.74-75.

116. Сорокин А.В., 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 ВИНИТИ 28.08.90, №3531 -В91.

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

118. 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.

119. Стеклов О.И. Основы сварочного дела. М.: Высшая школа, 1986. - 224 с.129., Сулима, A.M. и др. Основы технологии производства газотурбинныхдвигателей,- Москва, 1996.- С. 72-77

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

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

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

123. 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.

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

125. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. - 234 с.

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

127. Труфяков В.И., Кудрявцев Ю.Ф. К расчетной оценке влияния внешнего нагружения на релаксацию остаточных сварочных напряжений // Автоматическая сварка. 1988. - № 1. - С. 7-9.

128. 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.

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

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

131. 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.

132. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Часть 2. Механические испытания. Конструкционная прочность. М.: Машиностроение, 1974. - 368 с.

133. Химченко Н.В., Бобров В.А. Неразрушающий контроль в химическом и нефтяном машиностроении. М.: Машиностроение, 1978. - 264 с.

134. Чертов И.М. Применение разжимных подкладных колец для снижения остаточных напряжений при сварке кольцевых швов // Автоматическая сварка. 1984. - № 12. - С.40-42.

135. 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.

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

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

138. Pat. 6026687 USA, 1С7 G 01 H 9/00. Stress testing and relieving method and apparatus. / Brent Felix Juri. Publ. 22.02.2000.

139. Pat. 4718473 USA, 1С4 В 22 D 29/00. Vibratory stress relief apparatus. / Albert Musschoot. Publ. 12.01.88.

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

141. Aoki S, Nishimura T, Hiroi T. Reduction method for residual stress of welded joint using random vibration. Nucl Eng Des V/ 2005;235:1441-5.асык лкционер^ар йэмгиэтс

142. УРАЛТЕХНОСТРОЙ-ТУЙМАЗЫХИММАШ"

143. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

144. УРАЛТЕХНОСТРОЙ-ТУЙМАЗЫХИММАШ"1. Горький урамы, 371. Туйма^ы калаЪы,1. Башкортостан1. РеспубликаЬы,452754, Рэсэй ФедерадияЬы

145. DJNEN ISO «001:2000 „ QA-Nr.41 100021277,,тшштшяшшввяшшай'

146. Ул. Горького, 37 г. Туймазы Республика Башкортостан, 452754, Российская Федерация

147. ИНН 0269008503, ОКПО 00217395, ОКОНХ 14181, КПП 026901001. т/ф (34712)7-16-37, 7-28-85, ф/авт. 5-56-23 ШШ^йМГОШЙШ, E-mail: hifn@bashflfit.ru