Сварка емкостей

Сделать заказ можно по телефону

Наши специалисты с радостью вам помогут

+7 495 775-50-79

Сварка AISI 304, как и любой другой нержавеющей стали, требует определенного подхода и соответствующего оборудования. Основной задачей процесса является получение соединения, которое по своим свойствам будет превосходить основной металл и иметь определенные геометрические параметры.

Характеристики материала

AISI 304 соответствует ГОСТовской марке 08Х18Н10. По своему классу это коррозионно-стойкая сталь жаропрочная. Высокое содержание легирующих веществ определяет устойчивость к химическому и температурному воздействию.

Это позволяет использовать AISI 304 при производстве теплообменников и коллекторов различных типов, оборудования для химического производства, труб и пр.

Содержание химических элементов:

1. Углерод: 0,08%.
2. Кремний: 0,8%.
3. Марганец: 0,2%. Он хорошо влияет на свариваемость, выступая в качестве раскислителя.
4. Никель: от 9,0 до 11,0%.
5. Хром: от 17,0 до 19,0%. Именно никель и хром определяют принадлежность к нержавеющему классу.
6. Титан: до 0,5%.
7. Сера и фосфор – в незначительных количествах. Их переизбыток ведет к, так называемой, горячей или холодной ломкости. Это значит, при сварке могут появиться трещины в процессе нагревания или остывания. Содержание этих элементов тщательно контролируется, и их переизбыток является основанием для признания материала некачественным.

Неограниченная свариваемость и подверженность другим видам обработки, делает востребованным AISI 304 в промышленности.

Процесс сварки

Наиболее применяемый стальной прокат: лист, труба, пруток, уголок. Подход к ним в сварочном производстве примерно одинаков. Качество готовой продукции зависит от следующих аспектов:

1. Использование оборудования, способное поддерживать стабильный процесс. Для любой нержавейки важно соблюдение замыкания, напряжения, подачи присадки и т.д. Оптимальны последние поколения сварочных полуавтоматов, использующие инвертеры.
2. Назначение правильных сварочных режимов.
3. Подготовка поверхности материала: обезжиривание и зачистка непосредственно перед сваркой.
4. Материалы. Учитывая хорошую теплопроводность и подверженность термической деформации, оптимальны защитные газовые смеси на основе аргона. Этот инертный газ обеспечивает локальный нагрев и глубокое проплавление при сравнительно небольшой площади. Выбор сварочной проволоки выбирается по ГОСТУ. Содержание легирующих элементов в месте соединения не должно быть ниже, так же, как и его физические свойства. Имеет значение, с чем соединяют AISI 304 – одно дело. Если это углеродистая сталь, а другое – если высоколегированная.
5. Заключительные операции. Желательно готовому изделию дать остыть в зафиксированном состоянии – это уменьшит масштаб деформаций.

Преимущества образования неразъемных соединений

Сварка дает высокую прочность и не теряет своих параметров даже после многих лет службы. дополнительными преимуществами являются:

1. Универсальность. AISI 304 можно варить с любыми другими сталями с неограниченной свариваемостью.
2. Высокая производительность.
3. Получение сложной конфигурации швов. Ограничением является лишь доступ горелки к месту сварки. От формы стыка ничего не зависит – важно лишь найти сварщика с соответствующей квалификацией.
4. Возможность автоматизации.
5. Аккуратный стык, который, к тому же, можно зачистить и сделать полностью незаметным.

Сварка AISI 304 широко применяется в машиностроении. Данный процесс можно наладить не только на большом заводе, но и в маленькой мастерской. Необходимые навыки достаточно легко получить, имея опыт в сварочных процессах.

Версия для печати

24 Мая 2019 г.

Оглавление
Технология сварки емкостей из нержавейки на Заводе САРРЗⓇ
Последовательность сварочных работ на изделиях из нержавеющей стали
Галерея изготовленных из нержавеющей стали резервуаров и емкостей

Наш Завод выпускает большие объемы резервуаров и баков из нержавеющей стали, что связано с увеличением спроса благодаря их коррозионностойким свойствам. При этом, производство нержавеющих емкостей имеет свою специфику.

В этой статье мы совместно со Службой главного сварщика осветим тему особенностей сварки сосудов и резервуаров из нержавеющей стали и углубимся в технологические процессы на нашем Заводе.

Нержавеющая сталь: особенности материала

Нержавеющая сталь относится к легированным сталям, которая имеет высокие коррозионностойкие свойства в нормальных условиях и агрессивных средах.

За счет чего достигается стойкость к коррозии? — Благодаря добавлению в состав хрома -Cr. От процентного соотношения легирующего компонента сплав получает необходимые физико-химические характеристики.

Хром — основной компонент, который добавляет неустойчивому к коррозии металлу свойства, позволяющие ему не подвергаться ее влиянию. Содержание всего 10,5-30% хрома уже позволяет изделию быть коррозионностойким в обычных и агрессивных окислительных средах.

Технология сварки емкостей из нержавейки на Заводе САРРЗⓇ

Технологией сборки-сварки занимается Служба главного сварщика, которая разрабатывает проекты производства работ ППР «Сварка нержавеющей стали», технологические карты и отвечает за аттестацию НАКС в соответствии с РД 03-614-03 «Порядок применения сварочного оборудования при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов. (с Изменениями)», РД 03-615-03 «Порядок применения сварочных технологий при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов» и РД 03-495-02 «Технологический регламент проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства».

У нас разработано более 20 технологий сварки на проведение работ на поверхностях из материалов группы 9 (М11) (высоколегированные стали аустенитного класса*) с диапазоном толщин от 2 до 40 мм и диаметров трубопроводов от 25 до 1420 мм.

Нами получены Свидетельства НАКС на выполнение следующих способов сварки на объектах использования нефтегазодобывающего (НГДО), котельного (КО) и газового оборудования (ГО), оборудования химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих и взрывопожароопасных производств (ОХНВП):

1. МП — механизированная дуговая сварка плавящим электродом в среде активных газов и смесях

Данный способ отличается скоростью и возможностью выполнять протяженные швы без остановки процесса, после чего не требуется зачистка. Процесс заключается в одновременной подаче электродной проволоки и газа, защищающего зону от воздействия окружающей среды.

1. АФ — автоматическая дуговая сварка под флюсом (плавленным или керамическим)

При этом типе на поверхность наносится флюс, который выполняет защитную функцию и не позволяет кислороду окислять зону сварки. Для получения качественного шва изделие требуется жестко зафиксировать, а стыки точно подогнать. Преимуществом такого процесса является полная его автоматизация.

1. РД — ручная дуговая сварка покрытыми электродами

При данном методе электрод подается и перемещается вручную, а за счет расплавления электродного покрытия при горении дуги образуется защита зоны от кислорода. Универсальность, низкая стоимость материалов и оборудования, а также возможность проводить сварку в любом месте делают этот способ незаменим при монтажных работах и ремонте.

Все способы имеют аттестацию на изготовление, монтаж и ремонт нефтяных резервуаров, газовых газгольдеров, резервуаров для хранения взрывоопасных и токсичных веществ, сосудов, эксплуатируемых под давлением выше 0,07 МПа, оборудования нефтехимических производств, эксплуатируемых под давлением до и более 16 МПа, внутренних и внешних газопроводов низкого, среднего и высокого давления, а также нефтепромыслового, бурового и нефтеперерабатывающего оборудования (технологического оборудования и технологических трубопроводов).

Аттестованные технологии сварки включают в себя проведение сварки во всех пространственных положениях с использованием защитных газов, таких как аргон, смесь аргона и углекислоты в процентном соотношении.

Кроме того, технологии аттестованы на применение предварительного подогрева и послесварочной термообработки.

Последовательность выполнения сварных соединений нержавеющего проката

• Предварительная обработка поверхностей
• Сварочные расходные материалы и оборудование
• Режимы и процессы сварки нержавеющих листов
• Послесварочная обработка швов

Работы проводятся в соответствии с нормативно-технической документацией**, действующей на территории РФ, технологической картой и ППР.

Каждая марка нержавеющей стали в зависимости от компонентов и состава имеет свои особенности выполнения сварных соединений, заключающиеся в до- и послесварочном температурном режиме (предварительном нагреве, отпуске, термообработке), правильном выборе типа и диаметра электродов, проволок, газа и др.

Предварительная обработка поверхностей

Практически 70% качественно выполненного сварного соединения зависит от надлежащей подготовки поверхности под сварку, так как она (подготовка) способствует качественному провару, снижению пористости шва, повышению устойчивости сварного соединения и исключает образование неметаллических включений.

Подготовка нержавеющего металлопроката ничем не отличается от обработки заготовок других металлов. Кромки и соседние участки на ширину 20-30 мм механически очищаются и обрабатываются для удаления шероховатостей и неровностей с помощью металлических щеток. Кромки также обезжириваются и протравляются в травильных ваннах специальными составами.

Окончательная зачистка необходима для удаления любых частиц, оставшихся на поверхности, ржавчины, окалины, влаги, смазки и различных загрязнений.

Затем на заготовки наносятся разметки для точности выполнения швов: обводится контур, намечаются размеры, детали маркируются.

В некоторых случаях необходимо использовать устройства для холодной или горячей гибки металла, кромкострогальное и фрезерное оборудование, которое исправляет неровности металла. А при толщине больше 5 мм выполняется скос кромки под углом 70-90º с задействованием зубил (пневматических или ручных).

Разделка кромки становится необходимым этапом при толщине проката больше 3 мм. Если технология не предполагает разделку кромки, то рекомендуется применять послойную сварку и увеличивать сварочный ток.

Одним из возможных этапов подготовки кромок является притупление кромки металлозаготовок, что позволяет сделать плотный стык и плавный переход, а также помогает избежать деформацию шва.

Важным этапом становится сборка деталей под сварку: крепление заготовок прихватками (короткими швами), которые наносятся на обратной стороне выполняемого соединения теми же режимами сварки, которыми будут впоследствии свариваться. Расстояние между прихватками, их сечение и глубину рассчитывают исходя из толщины металла и длины шва. Дополнительно детали могут быть соединены планочными гребенками, которые по мере сварочных работ удаляются, а также уголками, струбцинами, клиньями и другими заклепочными способами. Все это необходимо для исключения зазоров и перекосов.

Сварочные расходные материалы и оборудование

Большое влияние на технологическую и эксплуатационную прочность шва и его пластичность оказывает правильно подобранные расходные материалы, к которым относятся:

• сварочная проволока
• плавящиеся и неплавкие электроды со слоем обмазки
• жидкие флюсы (щелочи, кислоты) для предварительной подготовки кромок
• флюсовые порошки, служащие источником защитных газов
• присадочные прутки
• защитные газы (аргон, гелий), препятствующие попаданию кислорода и пароводяных смесей в сварочную зону
• сварочные газы как источник тепла

Для минимизации влияния сварки на свойства металла рекомендуются расходные материалы с низким содержанием углерода.

Все имеющееся на Заводе оборудование соответствует требованиям промышленной безопасности РФ, европейским и американским стандартам.

Мы сотрудничаем с известными брендами ESAB и Linkoln electric:

присадочные проволоки, в том числе металлопорошковые, прутки, флюс и электроды аппараты для ручной и аргонодуговой сварки, в том числе инверторные аппараты для сварки в защитном газе мультипроцессорные аппараты устройства подачи сварочной проволоки многорежимные сварочные аппараты сварочные колонны для сварки кольцевых и продольных швов сосудов

Режимы и процессы сварка нержавеющих листов

Сложность сварки нержавеющей стали заключается в образовании на поверхности карбидов и межкристаллитной коррозии, которые делают получившееся соединение более хрупким. Поэтому так важно выбрать правильный режим сварки и расходные материалы.

К основным режимам можно отнести:

• дуговую сварку с применением плавящихся электродов в инертном газе для сварки проката толщиной 0,8-3 мм
• дуговую сварку со струйным переносом металла при толщине проката менее 0,8 мм
• ручную дуговую сварку на металле толщиной больше 1,5 мм
• импульсивную сварку в инертном газе с плавящимся электродом для сварки листов толщиной 0,8 мм
• сварку под флюсом на металле толщиной более 10 мм

При сварке высоколегированных сталей необходимо не допускать перегрева металла и избегать образования горячих и холодных трещин, для чего шов должен иметь схожие свойства с самим изделием. Этого можно также добиться путем предварительного нагрева или охлаждения металла.

Ниже приводим основные правила выполнения сварных соединений:

• из-за большой теплопроводности требуется уменьшение тока на 15-30%, чтобы не допустить прожога
• из-за высокой степени сопротивления расходные материалы нагреваются и изнашиваются быстрее; чтобы это избежать, берутся хромоникелевые электроды
• необходимо учитывать коэффициент линейного расширения для нормальной усадки шва
• работы должны осуществляться не на сквозняке, а в помещении или на открытом пространстве с предоставлением укрытия рабочего места
• при многослойной сварке каждый предыдущий слой зачищается от шлака, перед началом сварки следующего проводится визуальный контроль;
• рекомендуется уменьшать глубину проплавления последующего шва и не оставлять его незаконченным
• легирование поверхности шва за счет использования расходных материалов исходя из состава основного металла
• металлопрокат толщиной до 8-10 мм рекомендуется сваривать на максимально возможной скорости
• металлопрокат толщиной более 10 мм сваривается при минимальной длине дуги

Послесварочная обработка швов

После окончания сварки на шве образуется оксидный слой, который снижает стойкость к коррозии. Для уравнивания коррозионностойких свойств соединения и основного металла необходимо провести послесварочную обработку механическими, химическими и термическими способами.

При механической обработке (сатинировании) проводится очистка сварного соединения от образовавшихся окалин при помощи шлифовальных лент, кругов или абразивно-струйной обработки.

Эффективными методами являются щелочное травление и пассивация (химические способы). В первом случае все изделие может быть погружено в раствор (если позволяют размеры) или на сварное соединение наносится паста — смесь азотной и фтористоводородной кислоты. При пассивации поверхность обрабатывается специальным составом, в результате чего образуется защитная пленка, оксиданты которой удаляют свободный металл.

Термическая обработка заключается в постепенном искусственном охлаждении шва или его нагреве, так как некоторые марки (например, аустенитная хромоникелевая) при высоких температурах могут терять свои свойства. Метод и температурный режим подбираются исходя из свойств металла и целей выполнения таких работ. Так, например, в зависимости от температуры послесварочного нагрева (от +550ºС до 1100ºС) возможно убрать различную степень напряжения металла.

Галерея изготовленных резервуаров и емкостей из нержавеющей стали

** Список нормативно-технической документации на проведение сварочных работ:

• ГОСТ 5632-2014 «Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки»
• Р НОСТРОЙ 2.10.12-2014 «Сварочные работы. Технологические инструкции по сварке и технологические карты сварки. Разработка и подготовка к аттестации»
• ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»
• ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная. Технические условия»
• ГОСТ 10052-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Типы»
• ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы. Конструктивные элементы и размеры»
• ГОСТ 23949-80 «Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Технические условия»
• ГОСТ 16037-80 «Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»
• ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Нержавеющая сталь – это материал, применяемый сегодня столь широко, что практически невозможно найти такую сферу деятельности человека, где бы не использовались те или иные изделия из него. Причина такого спроса на нержавейку кроется во многих достоинствах этого материала, главным из которых называют его способность противостоять любым влияниям окружающей среды.

Нержавейка относится к группе сложнолегированных сталей. Одним из элементов сплава является хром – именно он «отвечает» за способность стали противостоять коррозийным процессам. От количества хрома в сплаве напрямую зависит устойчивость стали к ржавчине. Кроме того, нержавеющая сталь еще и проста в обработке – ей можно придавать любые формы и подвергать ее сварке. Экологическая чистота этого вида стали также очень важна. Во время эксплуатации изделий из нее в любых условиях она не испаряет никаких вредных веществ, что и является одной из причин того, что ёмкости из нержавейки используются практически повсеместно – от крупных промышленных предприятий химической или пищевой отрасли до бытового применения. Например, в ёмкостях из этого материала многие хранят дома питьевую воду или крупы.

Достоинства ёмкостей из нержавейки.

Практика показывает, что нержавейка легко переносит абсолютно любые условия эксплуатации. Недаром из этого материала изготавливают ёмкости для самых разных отраслей промышленности. Кроме того, именно нержавейка используется при производстве баков водонагревателей или барабанов стиральных машин – элементов, которые постоянно подвергаются воздействию воды, разогреваемой до значительной температуры, а барабан стиральной машины еще и постоянно «сталкивается» с моющими средствами. Понятно, что используемые в таких условиях ёмкости из нержавейки должны демонстрировать соответствие определенным требованиям, что они с успехом и делают.

• Ёмкости противостоят всем коррозийным процессам, в результате чего им не страшно разрушающее действие ржавчины.
• Они действительно прочны и могут похвастаться долгим сроком службы.
• Эти изделия легко выдерживают и высокие (до 100°С), и низкие (до -30°С) температуры. Причем отличительной характеристикой нержавейки является то, что если вода, хранящаяся в ней, замерзнет, превратившись в лед, то сама емкость не треснет, оставаясь полностью герметичной.
• Не боятся ёмкости из нержавеющей стали и ультрафиолета, так что их вполне можно оставлять на солнечном месте, что, кстати, многие и делают, наполняя баки из нержавейки водой для полива огорода.
• Еще одним достоинством баков из нержавейки является их не слишком большой вес, что позволяет говорить об удобстве их перевозки и хранения. Они не требуют сложного ухода и легко моются.
• Нельзя не отметить и полную безопасность ёмкостей из нержавейки. Они не могут вызвать аллергической реакции и не насыщают продукты, которые в них хранятся, никакими вредными веществами. Недаром нержавейка – один из самых популярных материалов для производства моек и ванн. А простота обработки и возможность придать листу нержавейки любую форму позволяют говорить и о прекрасном внешнем виде этих изделий.

Особенности производства ёмкостей из нержавейки.

Современные ёмкости из нержавеющей стали уже получили звание изделий, способных служить «вечно». Причина столь высокой оценки кроется в прочности самой нержавейки и в некоторых особенностях производства ёмкостей из нее.

Как правило, для придания листам нержавейки вида бака или любой другой ёмкости их подвергают сварке. Выбор вида сварки зависит от толщины стального листа – если этот параметр, например, превышает 1,5 мм, то в большинстве случаев используется ручная дуговая сварка. Боле тонкие листы стали сваривают при помощи точечной сварки или современной плазменной сварки.

Процесс изготовления ёмкостей из нержавейки в обязательном порядке включает в себя этап специальной обработки сварного шва. Сначала шов подвергается высокотемпературному шоку – его разогревают до 1000°С, а потом шлифуют и с помощью особых средств повышают стойкость шва к коррозии, доводя ее до параметра, демонстрируемого самой ёмкостью.

Нюансы выбора ёмкости из нержавейки.

Производители сегодня предлагают ёмкости из нержавеющей стали разных форм и размеров, поэтому выбрать наиболее подходящую ёмкость бывает непросто. В бытовых целях чаще всего применяются баки округлой формы, а для хранения воды, например, для полива огорода, используют прямоугольные ёмкости большого объема. При выборе обязательно обратите внимание на толщину стенок – от этого параметра зависит и срок службы изделия, и удобство его эксплуатации.