автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование технологии изготовления сварного оборудования нефтеперерабатывающей промышленности из жаропрочных сталей типа 15X5М

На правах рукописи

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ ТИПА 15Х5М

Специальность 05.02.13 — «Машины, агрегаты и процессы» (Машиностроение в нефтеперерабатывающей промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа - 2006

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

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Ризванов Риф Гарифович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Абдуллин Рафиль Сайфуллович; кандидат технических наук, доцент Худяков Михаил Александрович.

Ведущая организация Башкирский научно-исследовательский

институт нефтяного машиностроения.

Защита состоится 28 декабря 2006 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, 1.

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

Автореферат разослан 28 ноября 2006 года.

Ученый секретарь совета

^О- с ее Закирничная М.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Важнейшим направлением экономического развития страны является экономное использование материальных, энергетических и трудовых ресурсов. Одним из перспективных направлений в экономии материальных и энергетических ресурсов является повышение эффективности сборки заготовок и деталей машин и агрегатов в процессе их изготовления, создание менее энергоемких технологических процессов за счет широкого применения различных методов обработки металлов,

В нефтеперерабатывающей промышленности имеется большая потребность в оборудовании, изготавливаемом из жаропрочных сталей типа 15Х5М. Данные стали обладают хорошими прочностными и антикоррозионными свойствами при высоких температурах. Особенностью процесса изготовления оборудования из жаропрочных сталей типа 15Х5М с применением сварки является необходимость предварительного, сопутствующего подогрева и незамедлительного проведения последующей термической обработки с целью снятия остаточных сварочных напряжений и предотвращения образования холодных трещин.

Анализ природы и механизма возникновения остаточных напряжений в сварных соединениях оборудования нефтепереработки и методов снятия этих напряжений говорит о том, что остаточные напряжения могут достигать значительных величин и оказывать существенное влияние на технологическую прочность в процессе изготовления и на работоспособность конструкций.

Предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых конструкций является сложным энергоемким технологическим процессом, требует высокой квалификации персонала, снижает производительность работы, кроме того, является неэкологичным процессом. Поддержание заданной температуры свариваемых деталей (300-350 °С) повышает трудоемкость процесса сварки и увеличивает время, затрачиваемое на изготовление оборудования.

Поэтому перспективным направлением производства сварного нефтеперерабатывающего оборудования оболочкового типа из жаропрочных сталей типа 15Х5М является процесс изготовления этих конструкций с применением менее энергоёмких методов, позволяющих снизить вероятность образования холодных трещин в сварном соединении и при этом увеличить производительность сборочно-сварочных работ.

Цель работы: уменьшение трудоемкости изготовления сварного оболочкового оборудования из жаропрочных сталей типа 15Х5М, применяемого в нефтепереработке, использованием вибрационной обработки свариваемых деталей в процессе сварки.

Задачи исследований:

1) установить характер распределения остаточных напряжений и деформаций, возникающих в процессе изготовления сварного оборудования из стали 15Х5М, с целью оценки их влияния на прочность получаемого сварного соединения;

2) исследовать влияние вибрационной обработки деталей в процессе их сварки на распределение и величину остаточных напряжений в сварных соединениях, а также на изменение механических свойств и структуры в зонах сварных соединений из стали 15Х5М;

3) оценить влияние направления приложения вибрационного воздействия на свариваемые детали на величину остаточных напряжений в металле сварного соединения;

4) разработать практические рекомендации для совершенствования технологии изготовления сварного нефтеперерабатывающего оборудования оболочкового типа из жаропрочных сталей типа 15Х5М использованием вибрационной обработки свариваемых деталей в процессе сварки.

Методы исследований

При исследованиях закономерностей деформирования • металла 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, микротвердости и микроструктуры металла. Обработку результатов экспериментов проводили с использованием методов математической статистики.

Основные защищаемые положения:

1 Совокупность установленных в результате теоретических и экспериментальных исследований закономерностей влияния параметров вибрационной обработки при выполнении сварки жаропрочных сталей типа 15Х5М на механические свойства получаемых сварных соединений оболочковых конструкций.

2 Экспериментально обоснованные решения по повышению межоперационной прочности при изготовлении сварного оборудования из сталей типа 15Х5М применением вибрационной обработки в процессе сварки.

3 Усовершенствованная технология изготовления сварного нефтеперерабатывающего оборудования оболочкового типа из жаропрочных сталей типа 15Х5М.

Научная новизна:

1 Установлено, что вибрационная обработка деталей оборудования оболочкового типа из жаропрочной стали 15Х5М в процессе сварки стыковых соединений при температуре окружающего воздуха не ниже 20 °С позволяет снизить уровень остаточных напряжений в сварном шве по сравнению с предварительным подогревом на 20...25%, тем самым увеличить технологическую прочность сварных соединений до высокотемпературной термической обработки.

2 Определено влияние направления приложения вибрационного воздействия на свариваемые детали на величину остаточных напряжений в металле.

Выявлено, что наиболее эффективной, с точки зрения снижения остаточных напряжений, является вибрационная обработка свариваемых деталей в поперечном направлении относительно стыкового сварного шва, которая в сравнении с обработкой в продольном и перпендикулярном направлениях позволяет снизить величину разности главных механических напряжений (РГМН), градиента РГМН и коэффициента концентрации напряжений.

Практическая ценность:

1 Разработана технология вибрационной обработки, обеспечивающая равномерность снятия остаточных напряжений в зоне сварного соединения.

2 Разработаны способы и конструкции стендов для проведения вибрационной обработай в процессе изготовления сварного оболочкового оборудования из жаропрочной стали 15Х5М.

3 Предложенная технология изготовления оболочковых конструкций с применением вибрационной обработки принята к внедрению на ОАО «УТС-Туймазыхиммаш» (г. Туймазы).

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены: на практической конференции «Нефтепереработка и нефтехимия — 2006»: (Уфа, 2006); 60-й Юбилейной межвузовской научной конференции «Нефть и газ - 2006» (Москва, 2006); Ш Российской межвузовской конференции, посвященной 50-летию образования ТГНГУ (Тюмень, 2006); Ш Международном форуме «Образование, наука, производство» (Белгород, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, приложения и содержит 110 страниц машинописного текста, в том числе 46 рисунков, 8 таблиц, список использованной литературы из 125 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение раскрывает актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, определены новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассмотрены и проанализированы области применения жаропрочной стали 15Х5М, ее свойства, структура, а также их изменения в процессе сварки и влияние на технологическую прочность и эксплуатационную надежность. Показаны преимущества данной стали перед углеродистыми и высоколегированными сталями и область её использования при изготовлении сварного нефтеперерабатывающего оборудования.

По результатам работ профессора А.Г. Халимова и других ученых проведена проработка особенностей работы и изготовления оборудования из жаропрочных сталей. Описаны затруднения, возникающие при применении этих сталей, способы их решения, преимущества и недостатки этих способов. Также в главе приводятся результаты исследований напряженно-деформированного состояния металла сварного соединения, которые позволяют сделать вывод о возможности снижения остаточных напряжений в сварных швах из стали 15Х5М путем вибрационной обработки в. процессе сварки за счет более интенсивного процесса аустенитно-мартенситного превращения при высоких температурах, а также релаксации напряженного поля при переходе металла шва в пластическую стадию работы в процессе вибрационного воздействия, при величине интенсивности напряжений, меньшей значения его предела текучести.

На основе работ В.М. Сагалевича, • В А. Винокурова, КМ. Рагульскиса, В.Г. Полнова, М.Н. Могильнера, Е.П. Оленина, Г.В. Сутырина, В.А. Судника и других в главе выполнен обзор существующих методов предупреждения и снижения уровня остаточных напряжений и деформаций, рассмотрены пределы применения и эффективность каждого из методов. Особое внимание уделено снятию остаточных напряжений в сварных швах менее энергоёмкой вибрационной обработкой.

Во второй главе проведено исследование закономерностей возникновения холодных трещин в металле шва и зоне термического влияния.

Исследован процесс образования сварочных напряжений и деформаций при сварке кольцевого стыкового соединения из стали 15Х5М с применением метода численного моделирования - метод конечных элементов (МКЭ).

Метод, основанный на применении температурных деформаций при охлаждении сварной конструкции, моделирует процесс остывания сварного соединения, поэтому по сравнению с методом фиктивных сил позволяет получать более точные результаты.

Моделирование охлаждения стыкового сварного соединения и возникновения остаточных напряжений и деформаций было выполнено с применением конечно-элементного программного комплекса ANS YS 10.0. Для этого был произведен сначала температурный, а затем конструкционный анализ поведения материала модели кольцевого сварного стыка трубной заготовки с температуры окончания сварки — 1600 °С до её остывания.

В качестве модели для исследования была использована конечно-элементная осесимметричная модель трубы диаметром 219 мм, длиной 200 мм, толщиной 7 мм, из стали 15Х5М (в состоянии поставки - труба горячедеформи-рованная, после нормализации). Структурное мартенситное превращение и связанное с этим изменение механических свойств металла моделировалось путем задания металлу сварного шва и зоны термического влияния соответствующих механических свойств (предел текучести для металла сварного шва и зоны термического влияния принимался равным 900 МПа, для основного металла — 400 МПа). Данные свойства сварного шва задавались на основании результата исследований профессора А.Г. Халимова и других ученых. При построении модели и задании свойств учитывались физические свойства металла. На рисунке 1 показана конечно-элементная модель сварного соединения.

- основной металл; |Н1 - зона термического влияния; - сварной шов Рисунок 1 - Конечно-элементная модель стыкового сварного соединения

Температурный анализ заключается в моделировании остывания сварного шва и определении изменения температуры по всей расчетной области. При построении конечно-элементной сетки геометрической модели был выбран плоский восьмиузловой конечный элемент PLANE77.

В результате температурного анализа были получены распределения температуры по всей модели, изменения температурных полей в ходе остывания сварного шва. Проведенные с помощью термопар эксперименты по замеру распределения температуры металла при сварке- в зоне сварного соединения показали, что разность между величинами, полученными в процессе численного решения и натурного эксперимента составляет не более 9%.

Данные по изменению температурных полей, полученные в результате температурного моделирования, были использованы при дальнейшем конструкционном анализе конечно-элементной модели кольцевого стыкового сварного соединения.

При построении геометрической модели для определения напряженно-деформированного состояния в сварном соединении принимался восьмиузловой конечный элемент PLANE55. Решение проводилось в упругопластической области деформирования с учетом пластических деформаций металла шва и основного металла модели. Для моделирования были заданы кривые деформирования металла, коэффициент температурного расширения, модуль упругости, коэффициент Пуассона для различных температур.

Полученные распределения остаточных напряжений в сварном соединении после полного остывания кольцевого шва показаны на рисунке 2.

ноолх. войтом

5Т*»«22 аи» -1 Т1ИВ-Э00 /ЁХРАМОЕО «©V (АУС>

ОМХ «.12ВБ-0Э а*Н •>5вЬЕ + 0"7 5НХ • .«898+09

ли

•5в2Б+07 .202Е+09 .39ВЕ+09 .595Е-К19 ~ .791Б+09

.104Е+09 -ЗООЕ+09 .496Е+09 .693Б+09 .839Б+09

а)

б)

а - эквивалентные напряжения (по Мизесу); б ~ окружные напряжения Рисунок 2 — Распределение напряжений (Па) в области сварного шва

Данное исследование показало, что наибольшая концентрация напряжен! и деформаций возникает именно в зоне сварного шва и зоне сплавления, щ этом эквивалентные остаточные напряжения (по.Мизесу) достигают пpeдeJ текучести. Рассматривая отдельно окружные напряжения, можно увидеть, ч-они превышают предел текучести металла шва на 21%. Вследствие того, ч' жаропрочные мартенситные стали типа 15Х5М после закалки склонны охрупчиванию, то очевидно возникновение холодных трещин в результате де; ствия остаточных напряжений.

Другой причиной возникновения холодных трещин в сварном шве являете проходящее в застывшем металле аустенитно-мартенситное" превращение. Да] ный диффузионный процесс может протекать продолжительное время и знач] тельно влиять на прочностные характеристики металла сварного соединения.

На основании вышесказанного в дальнейшем рассматривается вибрацио} ная обработка в процессе сварки как способ увеличения интенсивности проце< са аустенитно-мартенситного превращения при высоких температурах и cm жения остаточных напряжений в сварных швах, с целью повышения технолс гической прочности металла сварного соединения в процессе изготовления обе рудования.

В третьей главе приведены результаты исследования влияния вибрационной обработки на механические характеристики и напряженно-деформированное состояние сварных соединений из жаропрочной стали типа 15Х5М.

Исследования проводили на образцах из жаропрочной мартенситной стал типа 15Х5М, используя различные режимы обработки, указанные в таблице 1.

Возможность снятия остаточных напряжений в стали 15Х5М низкочастот ной вибрационной обработкой, взамен предварительной термообработки, был исследована при сварке пластин толщиной 6 мм, электродами марки ЦЛ-17 диа метром 3 мм. Сварку производили на следующих режимах: сила сварочного ток 110...115А, напряжение 25В, постоянный ток обратной полярности. Источни: питания — выпрямитель ВДУ-506У.

Таблица 1 — Режимы обработки образцов

Маркировка образца Режим обработки

Тип 1 Предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 300...350 °С

Тип 2 Вибрационная обработка (частота — 50 Гц, амплитуда—до 1 мм)

Тип 3 Предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 300...350 °С, послесварочная термообработка (отпуск при температуре 740...760 °С);

Тип 4 Вибрационная обработка (частота - 50 Гц, амплитуда — 1 мм), послесварочная термообработка (отпуск при температуре 740...760 °С).

Оценка сварочных макронапряжений производилась методом рентгеност-руктурного анализа с применением рентгеновского дифрактометра ДРОН-4. Результаты дифракгометрических измерений остаточных напряжений в исследованных образцах показаны на рисунке 3.

1 2 3 4 Тип образца

Рисунок 3 - Результаты расчета остаточных напряжений

Как показывают результаты измерений, вибрационная обработка в процессе сварки снизила уровень остаточных сварочных напряжений в металле сварного соединения на 20...25% по сравнению со сваркой с предварительным и

сопутствующим подогревом. Дальнейшее проведение операции послесвароч-ной термообработки (высокий отпуск) позволяет понизить уровень остаточных напряжений как в случае сварки с предварительным и сопутствующим подогревом, так и в случае сварки с применением сопутствующей виброобработкой.

Также в этой главе было проведено исследование влияния вибрационной обработки в процессе сварки на коэффициент концентрации механических напряжений и другие характеристики местных напряжений. Для этого был использован прибор сканер-дефектоскоп магнитоанизотропный «Комплекс-2.05».

Полученные результаты исследований показали, что разность главных механических напряжений (РГМН) на образцах, полученных сваркой с предварительным подогревом и вибрационной обработкой в процессе сварки на частоте 50 Гц, идентична. Градиент РГМН снизился на отдельных участках на 15...20%, то есть напряжения как бы более равномерно распределились по поверхности участка металла - это «положительный» результат, так как способность материала разрушаться путем трещинообразования пропорциональна максимуму градиента РГМН.

Также было рассмотрено влияние вибрационной обработки в процессе сварки на ударную вязкость металла шва и околошовной зоны сварных соединений образцов из стали 15Х5М. Для исследования из листа толщиной 10 мм на гильотинных ножницах были вырезаны полосы размером 120x1000 мм, которые в дальнейшем сваривались между собой на специальном вибростоле. При испытании металла различных участков сварного соединения на ударный изгиб (на образцах типа VI по ГОСТ 6996) определялась ударная вязкость металла шва и околошовной зоны. При определении ударной вязкости в околошовной зоне и-образный надрез образца производили на границе сплавления основного металла с металлом шва. Испытания на ударный изгиб проводили при температуре 20 °С. Ширина экспериментальных образцов составляла 5 мм, высота рабочего сечения - 8 мм.

Результаты испытаний на ударный изгиб образцов, полученных при различных видах сопутствующей обработки в процессе сварки, показаны на рисунке 4.

Рисунок 4 - Ударная вязкость ЖГУ металла шва (а) и околошовной зоны (б) в зависимости от вида обработки

Как видно из результатов испытаний, ударная вязкость образцов, полученных сваркой с применением вибрационной обработки при нормальных температурах, как в зоне сварного шва, так и в околошовной зоне имеет значения выше, чем при сварке по существующей технологии. Ударная вязкость металла околошовной зоны для шва, сваренного с сопутствующей вибрационной обработкой, увеличилась на 15% по сравнению со швом, полученным с предварительным и сопутствующим подогревом.

Измерение микротвердости металла сварного соединения проводили на микротвердомере ПМТ-3. Замеры проводились в сварном шве, зоне термического влияния и основном металле. Для обеспечения точности результата в каждой зоне производили по 3 замера. Замеры микротвердости проводили через каждые 50 мкм. Результаты замеров приведены на рисунке 5.

—--Тип 3

-•— - Тип 4 -*- - Тип 2 —- - Гил 7

Рисунок 5 - Графики распределения микротвердости Нщ в металле сварного соединения в зависимости от вида обработки

Как видно из рисунка 5, при замене предварительного подогрева на сопутствующую виброобрабопсу ширина твердого участка зоны термического влияния уменьшается на 15...20%, что можно объяснить более интенсивным отводом сварочного тепла и, в связи с этим, образованием более равновесной структуры измельченного строения.

Результаты замера микротвердости металла также наглядно показывают, что замена предварительного и сопутствующего подогрева на сопутствующую вибрационную обработку не влечет за собой увеличения твердости и хрупкости металла сварного соединения. Высокий отпуск сварного соединения, проведенный после сварки, позволяет снизить твердость металла шва и зоны термического влияния.

С целью изучения изменения микроструктуры металла в сварном шве и околошовной зоне в зависимости от вида обработки было проведено металлографическое исследование образцов.

Тип 3 Тип 4

Рисунок 6 - Микроструктура металла сварного шва, хЗОО

Результаты микроструктурного анализа металла сварного шва показывают, что структура после вибрационной обработки имеет более высокую дисперсность и однородность. Такая структура, как правило, имеет меньший уровень остаточных напряжений, что и подтверждается результатами замера остаточных напряжений на дифрактометре ДРОН-4.

Из снимков микроструктуры металла околошовной зоны (рисунок 7) видно, что при сварке на вышеуказанных режимах микродефектов не образуется. Структура металла околошовной зоны для шва, подвергнувшегося вибрационной обработке, после отпуска имеет большую дисперсность," чем для металла образцов, сваренных с предварительным подогревом и последующим высоким отпуском.

Тип 3 Тип 4

Рисунок 7 - Микроструктура околошовной зоны, хЗОО

При исследовании влияния вибрационной обработки в процессе сварки на коррозионную стойкость сварных, соединений деталей из стали 15Х5М было выявлено, что коррозионная стойкость металла сварного шва в среде 9% серной кислоты повышается после проведения высокотемпературного отпуска. При сравнении образцов, полученных сваркой с термообработкой и виброобработкой, можно сказать, что они имеют схожие показатели коррозионной стойкости. Результаты опытов показаны на рисунке 8.

Также в третьей главе приведены результаты исследований, на основании которых установлено, что эффект снижения остаточных напряжений при низкочастотной вибрационной обработке сварных металлических конструкций в процессе сварки зависит не только от режимов вибрационной обработки, но и от направления вибрационных колебаний. Низкочастотную вибрацию свариваемых пластин осуществляли с помощью специального устройства с приложением виб-

рационных нагружений различного направления. Поле остаточных напряжений сваренных образцов исследовалось с помощью магнитоанизотропного сканера-дефектоскопа «Комплекс — 2.05». Результаты магнитоанизотропного сканирования показаны на рисунке 9.

1 2 3 4 ' Тип образца

Рисунок 8 - Диаграмма зависимости весового показателя коррозии Кщ от вида обработки образца

1 2 з

В - разность главных механических напряжений ('10) М - градиент РГМН

О - коэффициент концентрации механических напряжений

1 —приложение вибрационной нагрузки перпендикулярно сварному шву; 2 — горизонтальное поперек шва; 3 - горизонтальное вдоль шва Рисунок 9 - Результаты магаитоанизотропного сканирования исследованных образцов

Таким образом, из проведенных исследований можно увидеть следующее:

1 Сварка с горизонтальным приложением вибрационной нагрузки поперек шва имеет меньший уровень разности главных механических напряжений. При обработке с горизонтальным приложением вибрационной нагрузки вдоль шва уровень разности главных механических напряжений в зоне сварного соединения выше на 26%, а при перпендикулярном приложении, вибрационной нагрузки - на 7% по сравнению с поперечным воздействием относительно шва;

2 Образцы, виброобработанные с горизонтальным приложением вибрационной нагрузки поперек шва, имеют наименьший градиент разности главных механических напряжений, что говорит о более равномерном распределении напряжений по поверхности металла;

3 Распределение коэффициента концентрации механических напряжений (КМН) показывает, что образцы, виброобработанные в процессе сварки с горизонтальным поперек шва и вертикальным приложением вибрационной нагрузки, имеют меньшие значения КМН. При обработке с горизонтальным приложением вибрационной нагрузки вдоль шва значение коэффициента КМН в зоне сварного соединения почти в 2 раза выше.

Также в главе приведены результаты исследования влияния направления вибрационных колебаний, выполняемых при сварке, на точность изготовления базовых деталей нефтеперерабатывающих аппаратов. Исследование заключалось в определении величины прогиба /"сваренных пластин в продольном направлении сварного шва.

Для этого пластины длиной 200 мм, шириной 60 мм и толщиной 3 мм, изготовленные из низколегированной стали, закреплялись на вибростоле, после чего сваривались между собой ручной дуговой сваркой. Вибрационную обработку создавали на специальном подвижном столе с помощью вибрационного устройства, в трех направлениях относительно оси сварного шва: в вертикальном, горизонтальном продольном и горизонтальном поперечном. После сварки пластины (образцы) освобождали от прихватов.

Результаты замеров показывают, что наибольший эффект снижения сварочных деформаций достигается при вибрационной обработке с горизонтальным приложением вибрационной нагрузки поперек шва. Для наглядности результаты проведенных замеров показаны на рисунке 10.

1

2

3

4

1 — без вибрационной обработки; 2 — горизонтальная продольная виброобработка; 3 — виброобработка перпендикулярно сваному шву; 4 — горизонтальная поперечная виброобработка.

Рисунок 10 — Влияние направления вибрационной обработки в процессе сварки на величину прогиба пластин

Как видно из графика, при различных направлениях вибрации детали при сварке величина прогиба пластин изменяется. Отсюда следует, что вибрация при сварке снижает остаточные сварочные напряжения, которые являются источником сварочных деформаций и значительно влияют на точность и стабильность геометрических параметров детали.

В четвертой главе разработана технология низкочастотной вибрационной обработки в процессе сварки деталей и корпусов нефтеперерабатывающего оболочкового оборудования из стали 15Х5М, которая даёт возможность получать сварные соединения с уменьшенным уровнем остаточных сварочных напряжений и деформаций.

При изготовлении малогабаритных узлов сварка с сопутствующей вибрацией производится на вибростоле. Конструкция вибростола состоит из самого стола и вибрационного устройства, закрепленного на нижней его части. Сверху на стол укладываются заготовки, которые крепятся между собой и к плите вибростола. После этого включается вибрационное устройство и устанавливается необходимая амплитуда вибрации (от 0,8 до 1,0 мм). Колебания в зоне сварного соединения мо-

гут создаваться механическими вибраторами с круговыми колебаниями, электромагнитными или пневматическими вибрационными устройствами.

При сварке крупногабаритных конструкций вибрации прикладываются вертикально к кромкам свариваемых деталей либо - как наиболее предпочтительный вариант — горизонтально поперек шва (рисунок 11).

1 - свариваемые обечайки; 2 — сварочная головка; 3 - роликоопоры;

4 — вспомогательное разборное кольцо и вибрационное устройство

Рисунок 11 - Схема сварки крупногабаритных конструкций с применением сопутствующей виброобработки

При сварке деталей из жаропрочных сталей с сопутствующей виброобработкой амплитуда вибрации не должна превышать 1,0 мм, частота колебаний — 50...60 Гц. Технологические режимы ведения виброобработки в процессе сварки выбраны в соответствии с результатами вышеописанных экспериментальных исследований.

Во второй части главы предложен усовершенствованный технологический процесс изготовления сварного оборудования из стали 15Х5М, позволяющий повысить производительность сборочно-сварочных работ путем перехода от предварительной и сопутствующей термообработки (существующая технология, рисунок 12, а) к применению вибрационной обработки в процессе сварки (усовершенствованная технология, рисунок 12, б).

В предлагаемом варианте взамен трудоёмкой и энергоёмкой термообработки (предварительный и сопутствующий подогрев) используется вибрационная обработка в процессе сварки.

б)

Сборка корпусов под сварку, Сборка корпусов под сварку

установка термопар

О о

Предварительный подогрев свариваемых частей до температуры 300-350 °С Сварка с сопутствующей виброобработкой (частота - 50 Гц, амплитуда - 1 мм)

О

<>

Сварка с недопущением охлаждения свариваемых частей

Термообработка по режиму

ниже 300 °С, с сопутствующим подогревом высокотемпературного отпуска. Температура нагрева 740760 "С. Скорость подъема температуры не более 200 °С/ч.

О

Термообработка по режиму высокотемпературного отпуска. Температура нагрева 740- Выдержка 1 час. Охлаждение до 300 °С в печи, далее на воздухе.

760 "С. Скорость подъема температуры с 300 °С не более 200 °С/ч. Выдержка 1 час. Охлаждение до 300 "С в печи, далее на воздухе. Во избежание о

Контроль

образования трещин в сварном соединении термообработку

проводить сразу после сварки (температура в сварном соединении вплоть до термообработки должна быть 100-300 °С)

о-

Контроль

а — существующая; б - предлагаемая Рисунок 12 - Схема технологического процесса изготовления нефтеперерабатывающего оборудования из стали 15Х5М

Выводы и рекомендации -

1 Установлено влияние направления вибрационных нагружений в процессе сварки на напряженное состояние металла сварного соединения. Наиболее эффек-

тивным, с точки зрения снятия остаточных напряжений, является вибрационная обработка в горизонтально-поперечном направлении относительно сварного шва, которая в сравнении с обработкой в продольном и перпендикулярном направлениях позволяет снизить величину разности главных механических напряжений (РГМН), градиента РГМН, коэффициента концентрации напряжений, а также позволяет повысить точность изготовления сварного оборудования.

Данные результаты использованы при разработке технологии вибрационной обработки деталей в процессе сварки.

2 Численным моделированием с помощью программного комплекса АЫЗУБ 10.0 исследовано напряженно-деформированное состояние сварного шва из стали 15Х5М с учетом возникновения в сварном шве и зоне термического влияния закалочной структуры. Установлено, что наибольшая концентрация напряжений и деформаций возникает в зоне сварного шва и зоне сплавления, при этом эквивалентные остаточные напряжения (по Мизесу) достигают предела текучести.

3 Экспериментально установлено, что применение вибрационной обработки взамен предварительного и сопутствующего подогрева в процессе сварки нефтеперерабатывающего оборудования из стали 15Х5М позволяет на межоперационном цикле, до проведения заключительного отпуска, снизить уровень остаточных сварочных напряжений на 20...25%, тем самым увеличить технологическую прочность сварных соединений из стали 15Х5М.

4 Магнитоанизотропное сканирование исследованных образцов показало, что вибрационная обработка в процессе сварки:

- обеспечивает снижение градиента РГМН, за счет равномерного распределения напряжений по образцу на 15...20% и соответственно снижает способность металла к разрушению путем трещинообразования;

- обеспечивает уменьшение объема металла, имеющего высокий коэффициент КМН, что снижает вероятность зарождения центров разрушения металла, дефектов.

5 Разработаны конструкции устройств и технология проведения вибрационной обработки деталей в процессе сварки, позволяющие заменить предварительный и сопутствующий подогрев при изготовлении сварных деталей и корпусов нефтеперерабатывающих аппаратов из стали 15Х5М вибрационной обработкой.

Содержание работы опубликовано в 6 научных трудах, из которых №1 включен в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ:

1 Колесников Я.А., Ризванов Р.Г., Файрушин А.М., Ибрагимов И.Г. Энергосберегающая технология изготовления сварного нефтегазоперерабатывающего оборудования из стали 15Х5М с применением вибрационной обработки // Нефтегазовое дело. - 2006. — том 4, №2 - С. 146 — 150.

2 Колесников Я.А., Ризванов Р.Г., Файрушин A.M. Влияние направления приложения вибрационного воздействия в процессе сварки на поле остаточных напряжений в стыковом сварном соединении // Нефтегазовое дело. - 2006. -http://www. ogbus.ru/authors/Kolesnikov/Kolesnikov_l.pdf— 15 с.

3 Колесников ЯЛ., Карпов А.Л., Файрушин AM. Анализ напряженно-деформированного состояния узла «нпуцер-корпус» сосуда давления // Нефтепереработка и нефтехимия — 2006: материалы Международной научно-практической конференции (г. Уфа, 24 мая 2006 г.). - Уфа: Изд-воГУП ИНХП РБ, 2006. - С. 324-325.

4 Колесников Я.А., Карпов АЛ., Ризванов Р.Г. Анализ напряженно-деформированного состояния узла "штуцер-корпус" сосуда давления // Методы компьютерного проектирования и расчета нефтяного и газового оборудования: материалы Ш Российской Межвузовской конференции, посвященной 50-летию образования ТюмГНГУ и 35-летию кафедры МОП. - Тюмень, Изд-во ТГНГУ, 2006. - С. 74-77.

5 Колесников Я.А., Хафизова О.Ф., Файрушин A.M. Improvement of manufacturing welded petrochemical apparatuses by application of vibrating processing in welding // Образование, наука, производство: тезисы докладов Ш Международного студенческого форума. - Белгород, 2006. - С.104-105.

6 Колесников Я.А., Мухиев Р.Ф., Файрушин A.M. Оценка напряженно-деформированного состояния в кольцевом сварном соединении труб после сварки // Нефть и газ — 2006: тезисы докладов 60-й Юбилейной межвузовской научной конференции. Секция «Инженерная и. прикладная механика нефтегазового комплекса». - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006. — С. 23.

Подписано в печать 27.11.06. Бумага офсетная. Формат 60x80 1/16. Гарнитура «Тайме». Почать трафаретная. Усл. печ. л. 1. Тираж 90. Заказ 266. Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета. Адрес типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ СВАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОБОЛОЧКОВОГО ТИПА ИЗ СТАЛИ 15Х5М.

1.1 Применение жаропрочной стали 15Х5М при изготовлении технологического оборудования.

1.2 Особенности поведения хромомолибденовых жаропрочных сталей типа 15Х5М в процессе кристаллизации сварочной ванны.

1.3 Особенности технологии изготовления и ремонта нефтеперерабатывающего и теплообменного оборудования из стали 15Х5М.

1.4 Существующие методы снижения остаточных напряжений

1.5 Выводы.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ, ВОЗНИКАЮЩЕГО В ЗОНЕ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ АППАРАТА ИЗ СТАЛИ 15Х5М.

2.1 Исследование напряженно-деформированного состояния сварного соединения из стали 15Х5М применением численных методов анализа.

2.2 Определение остаточных сварочных деформаций и напряжений в кольцевом стыковом соединении из жаропрочной стали 15Х5М.

2.3 Выводы.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

3.1 Исследование влияния вибрационной обработки в процессе сварки на величину остаточных напряжений в сварных соединениях из стали 15Х5М.

3.2 Исследование влияния вибрационной обработки в процессе сварки на коэффициент концентрации механических напряжений и другие характеристики местных напряжений

3.3 Влияние вибрационной обработки в процессе сварки на механические свойства сварных соединений из стали 15Х5М

3.4 Исследование влияния различных видов обработки в процессе сварки на микроструктуру металла шва и околошовной зоны.

3.5 Исследование влияния вибрационной обработки в процессе сварки на коррозионную стойкость сталей типа 15Х5М

3.6 Исследование влияния вибрационной обработки в процессе сварки на усталостную выносливость сварных соединений

3.7 Влияние направления приложения вибрационного воздействия в процессе сварки на поле остаточных напряжений в стыковом сварном соединении.

3.8 Выводы.

4 РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АППРАТУРЫ ИЗ СТАЛИ 15Х5М С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ.

4.1 Разработка технологии сборки корпусов аппаратов с сопутствующей вибрационной обработкой.

4.2 Усовершенствованный технологический процесс изготовления корпусов аппаратов из стали 15Х5М с применением вибрационной обработки.

4.3 Выводы.

Важнейшим направлением экономического развития страны является экономное использование материальных, энергетических и трудовых ресурсов. Одним из перспективных направлений в экономии материальных и энергетических ресурсов является повышение эффективности сборки заготовок и деталей машин и агрегатов в процессе их изготовления, создание менее энергоемких технологических процессов за счет широкого применения различных методов обработки металлов.

Анализ природы и механизма возникновения остаточных напряжений в сварных соединениях оборудования нефтепереработки и методов снятия этих напряжений говорит о том, что остаточные напряжения могут достигать значительных величин и оказывать существенное влияние на технологическую прочность в процессе изготовления и на работоспособность конструкций.

Предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых конструкций является сложным энергоемким технологическим процессом, требует высокой квалификации персонала, снижает производительность работы, кроме того, является неэкологичным процессом. Поддержание заданной температуры свариваемых деталей (300-350 °С) повышает трудоемкость процесса сварки и увеличивает время, затрачиваемое на изготовление оборудования. Например, при изготовлении трубного пучка кожухотрубчатого теплообменного аппарата из стали 15Х5М в условиях ОАО «УТС-Туймазыхиммаш» трудоемкость сборочио-сварочных работ на 25.30 % выше, чем при изготовлении подобного изделия из углеродистых или низколегированных сталей.

Поэтому перспективным направлением развития производства сварного нефтеперерабатывающего оборудования оболочкового типа из жаропрочных сталей типа 15Х5М является процесс изготовления этих конструкций с применением менее энергоёмких методов, позволяющих повысить технологическую прочность сварных соединений и при этом увеличить производительность сбо-рочно-сварочных работ.

Особый интерес представляет 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 [88, 92-96, 114]. Задача состоит в том, чтобы найти пути управления характером и уровнем остаточных напряжений, что впоследствии поможет повысить прочность и качество аппаратов, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности. На основе работ В.М. Сагалевича, А.Я. Недосека, К.М. Рагульскиса, В.Г. Полнова, М.Н. Могильнера, Е.П. Оленина, Г.В. Сутырина, В.А. Судника, A.M. Файрушина и других ученых было высказано и сформулировано предположение о возможности изменения характера и снижения уровня остаточных сварочных напряжений в балочных конструкциях, кольцевых заготовках и деталях с помощью 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.

Учитывая острейшую необходимость экономии металла и энергоресурсов, создания более чистых экологических процессов, уменьшения трудоемкости изготовления сварного оболочкового оборудования из жаропрочных сталей типа 15Х5М, применяемого в нефтепереработке, целью настоящей работы является совершенствование технологии изготовления сварного оборудования нефтеперерабатывающей промышленности из жаропрочных сталей типа 15Х5М применением вибрационной обработки в процессе сварки.

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

- установка характера распределения остаточных напряжений и деформаций, возникающих в процессе изготовления сварного оборудования из стали 15Х5М, с целью оценки их влияния на прочность получаемого сварного соединения;

- исследование влияния вибрационной обработки деталей в процессе их сварки на распределение и величину остаточных напряжений в сварных соединениях, а также на изменение механических свойств и структуры в зонах сварных соединений из стали 15Х5М;

- оценка влияния направления приложения вибрационного воздействия на свариваемые детали на величину остаточных напряжений в металле сварного соединения;

- разработка практических рекомендаций для совершенствования технологии изготовления сварного нефтеперерабатывающего оборудования оболочкового типа из жаропрочных сталей типа 15Х5М использованием вибрационной обработки свариваемых деталей в процессе сварки.

Проведенные и описанные в данной работе теоретические и экспериментальные исследования выполнены на кафедре "Технология нефтяного аппара-тостроения", в связи с этим автор выражает благодарность за содействие в проведении исследований заведующему кафедрой профессору И.Г. Ибрагимову и научному руководителю д.т.н. Р.Г. Ризванову, а также признателен k.t.ii. A.M. Файрушину и инженеру A.JI. Карпову за постоянную помощь в работе.

5 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Установлено влияние направления вибрационных нагружении в процессе сварки на напряженное состояние металла сварного соединения. Наиболее эффективным, с точки зрения снятия остаточных напряжений, является вибрационная обработка в горизонтально-поперечном направлении относительно сварного шва, которая в сравнении с обработкой в продольном и перпендикулярном направлениях позволяет снизить на большую величину разность главных механических напряжений (РГМН), градиент РГМН, коэффициент концентрации напряжений, а также позволяет повысить точность изготовления сварного оборудования.

Данные результаты использованы при разработке технологии вибрационной обработки деталей в процессе сварки.

2 Численным моделированием с помощью программного комплекса ANSYS 10.0 исследовано напряженно-деформированное состояние сварного шва из стали 15Х5М с учетом возникновения в сварном шве и зоне термического влияния закалочной структуры. Установлено, что наибольшая концентрация напряжений и деформаций возникает в зоне сварного шва и зоне сплавления, при этом эквивалентные остаточные напряжения (по Мизесу) достигают предела текучести.

3 Экспериментально установлено, что применение вибрационной обработки взамен предварительного и сопутствующего подогрева в процессе сварки нефтеперерабатывающего оборудования из стали 15Х5М позволяет на межоперационном цикле, до проведения заключительного отпуска, снизить уровень остаточных сварочных напряжений на 20.25%, тем самым увеличить технологическую прочность сварных соединений из стали 15Х5М.

4 Магнитоанизотропное сканирование исследованных сварных образцов показало, что вибрационная обработка в процессе сварки:

- обеспечивает уменьшение градиента РГМН, за счет равномерного распределения напряжений по образцу на 15.20% и соответственно снижает способность металла к разрушению путем трещинообразования;

- обеспечивает уменьшение объема металла, имеющего высокий коэффициент КМН, что снижает вероятность зарождения центров разрушения металла, дефектов.

5 Разработаны конструкции устройств и технология проведения вибрационной обработки деталей в процессе сварки, позволяющие заменить предварительный и сопутствующий подогрев при изготовлении сварных деталей и корпусов нефтеперерабатывающих аппаратов из стали 15Х5М вибрационной обработкой.

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

2. Абрамов О.В. Кристаллизация металла в ультрозвуковом поле. М.: Металлургия, 1972. - 256 с.

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

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

5. Бакиев А.В., Халимов А.Г., Зайнуллин Р.С. Исследование свариваемости жаропрочных малоуглеродистых сталей типа 15Х5М // Нефть и газ, 1978.-№4,-с. 81-84.

6. Бакиев А.В., Халимов А.Г., Зайнуллин Р.С, Афанасенко Е.А. Пути повышения качества и надежности нефтехимического оборудования из хромомолибденовых сталей: Обзорная информация. Сер. ХМ-9. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1987. - 32 с.

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

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

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

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

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

12. 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.

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

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

15. 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.

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

17. 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.

18. 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.

19. 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.

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

21. Гурин С.А., Жуков B.C., Жуков С.В., Копица Н.Н. Сканеры-дефектоскопы серии «Комплекс-2»: новые модели // В мире НК. 2004. -№2(24),-С. 31-33.

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

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

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

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

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

27. Жуков С.В., Копица Н.Н. Исследование полей механических напряжений в металлических конструкциях приборами «Комплекс-2» // Сб. научн. трудов отд-я «Специальные проблемы транспорта» Росс. Академии транспорта. 1998. - №3. - С. 214 - 222.

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

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

30. Зайнуллин Р.С., Халимов А.Г. Работоспособность механически-неоднородных сварных соединений: Учебное пособие. Уфа: изд-во УНИ, 1989.-55 с.

31. Земзин В.Н. Сварные соединения разнородных сталей. М.: Машиностроение, 1966. - 232 с.

32. 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.

33. 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.

34. 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.

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

36. Кириличев В.А., Земзин В.Н., Петров Г.Л. Влияние никеля в аустенитных швах на миграцию углерода в сварных соединениях разнородных сталей // Автоматическая сварка. 1969. - №5. - С. 9-12.

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

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

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

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

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

42. 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.

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

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

45. 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.

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

47. 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.

48. 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.

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

50. Методика определения трещиностойкости сварных соединений закаливающихся сталей / Р.С. Зайнуллин, А.Г. Халимов, А.А. Халимов. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1996. - 27 с.

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

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

53. 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

67. 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.

68. 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.

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

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

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

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

73. 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.

74. 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.

75. 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.

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

77. 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.

78. 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.

79. 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.

80. 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.

81. 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.

82. 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

91. 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.

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

93. Скорняков J1.M., Киселев С.Н., Воронин Н.Н. Температурные поля при сварке кольцевых швов на цилиндрических оболочках // Автоматическая сварка. 1976,-№5.-С.12-15.

94. 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.

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

96. 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.

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

98. 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.

99. Стеклов О.И. Основы сварочного дела. М.: Высшая школа, 1986. - 224 с.

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

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

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

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

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

105. 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.

106. 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.

107. Файрушин A.M. Совершенствование технологического процесса изготовления корпусов аппаратов с применением вибрационной обработки: Дис. кандидата технических наук. Уфа, 2003. - 121 с.

108. Финк К., Ротбах X. Измерение напряжений и деформаций. М.: Машгиз, 1961.-535 с.

109. 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.

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

111. Халимов А.Г. Исследование свариваемости и разработка технологии сварки нефтеаппаратуры из малоуглеродистых хромистых закаливающихся сталей: Дис. кандидата технических наук. Москва, 1980. - 278 с.

112. Халимов А.Г., Бакиев А.В., Зайнуллин Р.С. Работоспособность сварных соединений из стали 15Х5М. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991.-84 с.

113. Халимов А.Г., Бакиев А.В., Зайнуллин Р.С, Кукин А.Г. , Таюрский Ю.А. К вопросу о технологии сварки стали 15Х5М аустенитными электродами // Вопросы сварочного производства / Тр. ЧПИ. Челябинск, 1978. - № 203.с.77-82.

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

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

116. 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.

117. 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.

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