Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами




НазваниеМетодика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами
Дата публикации05.07.2013
Размер50.9 Kb.
ТипРеферат
lit-yaz.ru > Право > Реферат
Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами
О.В. Панченко, асп., А.М. Левченко, канд.тех.наук, В.А. Кархин, д-р тех. наук

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Описана усовершенствованная методика определения содержания диффузионного водорода при дуговой сварке покрытыми электродами. За основу взята вакуумная методика (ГОСТ 23338-91). Новая установка обладает лучшей чувствительностью измерения и повышенной прочностью. Описана расчетная методика, позволяющая в несколько раз сократить время определения содержания водорода в наплавленном металле.
Ключевые слова: содержание водорода, сварка, наплавленный металл, вакуумная методика.
Введение

Одним из основных факторов образования холодных трещин является диффузионный водород. Его количество в металле шва и зоне термического влияния зависит от качества сварочных материалов и способа сварки. Так при автоматической сварке под флюсом содержание водорода может достигать 5 см3 /100 г наплавленного металла, а при ручной дуговой сварке покрытыми электродами более 30 см3 /100 г.

Согласно стандарту ISO 2560 по содержанию водорода в наплавленном металле электроды делят на три группы:

I содержание водорода в наплавленном металле до 5 см3 /100 г. Этим электродам присваивают индекс 5Н.

II группа, содержание водорода в наплавленном металле от 5 до 10 см3 /100 г, электродам присваивается индекс 10Н.

III группа, водорода в наплавленном металле от 10 до 15 см3 /100 г, таким электродам присваивается индекс 15Н.
^ Методы определения диффузионного водорода в наплавленном металле.

Надзорные органы разных стран пользуются различными методами определения водорода, например, в странах европейского союза используется ртутный метод ISO 3690, в России основными являются методы ГОСТ 23338-91: вакуумный и хроматографический. Также в России используются так называемые «спиртовая и глицериновая пробы». Недостатком спиртовой и глицериновой методик является то, что они дают заниженные значения содержания водорода, так как водород растворим в спирте и глицерине. Ртутная методика заниженных значений не дает, но несет в себе потенциальную опасность для человеческого здоровья. Недостатком хроматографического способа является сложность создания и эксплуатации установки для определения водорода. Создание и эксплуатация установки для вакуумной методики значительно проще, к тому же относительная погрешность определения водорода вакуумным методом составляет ±5%, а хроматографическим ±7% [3].

Сравнивая вакуумный метод ГОСТ 23338-91, ртутный ISO 3690 и глицериновый можно с уверенностью говорить о хорошей сопоставимости результатов полученных с помощью ртутного и вакуумного методов, что изображено на рисунке 1 [4].

Рис. 1. Сравнение результатов вакуумного и ртутного методов определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле.
Также преимуществом вакуумного метода является получение экспериментальных значений с наименьшим отклонением. Так среднеарифметическое отклонение результатов определения содержания водорода для вакуумного метода ±8%, а ртутного ±16% [5].
^ Усовершенствование вакуумной методики.

На данный момент создан аналог стеклянной установки для определения водорода по вакуумной методике ГОСТ 23338-91. На созданный прибор получен патент № 82036. Принципиально устройство выглядит, как изображено на рисунке 2. Работает устройство так: в рабочую камеру помещается образец. Вакуумный насос создает разряжение в установке до 10-2 мм.рт.ст., что регистрируется при помощи вакуумметра. Затем перекрывается вакуумный кран рабочей части установки и начинаются измерения. После этого открывается кран, соединяющий установку с атмосферой.

Созданное устройство обладает более высокой прочностью и надежностью, а также обладает лучшей чувствительностью в связи с применением камеры меньшего объема по сравнению со стеклянной камерой установки ГОСТ 23338-91.

Рис. 2. Принципиальная схема установки для определения диффузионного водорода в металле.
Для сравнения на новой и старой установке были проведены опыты по определению содержания водорода в наплавленном металле, использовались электроды УОНИ 13/55 диаметр стержня 4 мм. Электроды были взяты из одной упаковки и прокалены в одном и том же режиме. Методика испытаний в точности повторяла вакуумную методику ГОСТ 23338-91 как для старой, так и для новой установок. В результате содержание водорода в наплавленном металле, полученное при помощи старой стеклянной установки, составило 7.2 см3/100 г, а полученное при помощи новой 7.9 см3/100 г. Такая разница может быть связана с профессиональными навыками сварщика, недостатками методики или с качеством сварочных материалов. Так, например, производилось сравнение разбросов вакуумной и ртутной методикой [5]. Для сравнения использовались электроды УОНИ 13/45, с диаметром стержня 4 мм. Режимы прокалки и наплавки для всех электродов были одинаковы. Разброс содержания водорода в наплавленном металле для вакуумного метода был от 5.25 до 6.35 см3/100 г, а для ртутного от 4.65 до 5.74 см3/100 г [5].

Также группой ученых была создана расчетная методика ускоренного определения диффузионного водорода [4]. Она позволяет по данным измерения выделившегося водорода за первые 24 часа спрогнозировать его выделение на момент окончания пяти суток. Пользуясь результатами выделения водорода за первые сутки, решается прямая и обратная задачи диффузии водорода, находится распределение концентрации водорода в образце и количество выделившегося водорода в любой момент времени после начала диффузии. Суть метода заключается в варьировании неизвестных коэффициентов диффузии и концентрации водорода. При этом для прогнозирования выбираются те значения, которые наилучшим образом соответствуют измерениям выделения водорода за первые сутки. На рисунке 3 приведен пример использования этой методики. Такая методика может быть использована при сварке и наплавке различными способами.

Рис. 3. Экспериментальная и расчетная кинетика выделения водорода

Δt = 24 часа 28 минут.
Пример

В соответствии с вакуумной методикой ГОСТ 23338-91 было проведено измерение содержания диффузионного водорода в наплавленном металле. Наплавка осуществлялась электродом УОНИ 13/55 диаметр стержня 4 мм, Iсв = 150 А, Uсв = 24 В. Прокалка электрода осуществлялась в соответствии с режимом указанным на упаковке. В течение эксперимента фиксировалась динамика выделения водорода. По результатам измерения выделения водорода за 24 часа 28 минут в соответствии с методикой ускоренного определения был построен прогноз на следующие четверо суток. В результате эксперимента количество выделившегося водорода составило 1.023 л, а прогноз методики 0.946 л, разница составила 7.5%. Поскольку вакуумная методика имеет относительную погрешность ±5%, то результат можно считать удовлетворительным.
Выводы

Описана усовершенствованная методика, вакуумная установка которой обладает большей чувствительностью измерений и прочностью. Также новая методика позволяет в несколько раз ускорить процесс определения диффузионного водорода.
Литература


  1. ISO 2560: 2002, Covered electrodes for manual arc welding of mild steel and low alloy steel-Code of symbols for identification.

  2. ISO 3690: 2000, Welding and allied processes. Determination of hydrogen content in ferritic steel arc weld metal.

  3. ГОСТ 23338-91. Сварка металлов. Методы определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва. -13с.

  4. Karkhin V.A., Levchenko A.M.:Welding in the world. Computer-Aided Determination of Diffusible Hydrogen in Deposited Weld Metal. Vol. 52, 2008. - 5p.

  5. Левченко А.М.: Исследование влияния основных технологических факторов на содержание диффузионного водорода при ручной дуговой сварке. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Л., ЛПИ, 1976. -162,187с.

  6. Левченко А.М.: Контроль качества покрытых электродов для дуговой сварки (определение водорода). Л.: ЛДНТП, 1986

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика определения платы за загрязнение окружающей среды в Кыргызской...
Методика определения платы за загрязнение окружающей среды в Кыргызской Республике (далее Методика) разработана в соответствии с...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика Л. А. Йовайши
Методика Л. А. Йовайши предназначена для определения склонностей личности к различным сферам профессиональной деятельности

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconОпределение постоянной ридберга для атомного водорода
Цель работы: получение численного значения постоянной Ридберга для атомного водорода из экспериментальных данных и его сравнение...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconОкс 13. 220. 01 Изменение №1 к своду правил сп 11. 13130. 2009 «Места...
Изменение №1 к своду правил сп 11. 13130. 2009 «Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения»

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconПриглашаем Вас посетить крупнейшую в России и в странах снг, а так...
России и в странах снг, а так же одну из самых представительных в мире, международную специализированную выставку по сварке, резке,...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика «Карта интересов»
Методика используется в целях профориентации и при приеме на работу. Может применяться для обследования как подростков, так и взрослых....

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами icon13 авария 22 декабря 1977 г. В уэстуэго
Приведены описания случаев аварий, связанных с воздушными шарами, хотя при этом взрывов паровых облаков не происходило. Включение...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика определения стоимости работ по экологическому сопровождению...
Етодика определения стоимости работ по экологическому сопровождению проектно-инвестиционной деятельности в городе Москве мрр 43....

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика определения цветового фона лирического стихотворения (норма на 1000 букв) э-е
Полученное количество букв необходимо разделить на количество знаков (из пункта №2)

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика как теория обучения иностранным языкам. Предмет методики....
Методика как термин имеет 2 значения. 1) Методика – сов приемов и их последовательность (т е техника обучения). 2) Методика как наука....



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
lit-yaz.ru
главная страница