Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами




НазваниеМетодика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами
Дата публикации16.04.2013
Размер50.9 Kb.
ТипРеферат
vbibl.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 iconТехника и технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами
Техника сварки швов в различных пространственных положениях (стыковой шов со скосом кромок, угловой шов)

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика по определению величины затрат на проведение восстановительного...
Настоящая методика составлена в целях регламентации действий эксперта-техника при проведении независимой технической экспертизы транспортного...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика определения стоимости разработки проектов планировки и проектов...
Методика определения стоимости разработки проектов планировки и проектов межевания территории \ далее Методика ппт и пм\ разработана...

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 iconПоходная аптечка
Перекись водорода (3%-ный раствор) для промывания ран, ссадин, остановки носового кровотечения (тампонируют ватой, смоченной раствором...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика определения стоимости строительной продукции на территории...
Российской Федерации, а также при формировании цен на строительную продукцию и расчетах за выполненные работы

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика определения содержания противокристаллизационных жидкостей...
Настоящая методика по условиям проведения испытания полностью соответствует гост 29064-91 "Топлива для газотурбинных и поршневых...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика экспрессного качественного определения водорастворимых кислот...
Настоящая методика разработана на основе индикаторно-адсорбционного метода качественного определения содержания водорастворимых кислот...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconПерекись водорода панацея
Исследователи из Медицинского центра при Уни­верситете Бейлор (сша) предположили, что раковую опухоль можно насытить кислородом при...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconИзо-Бутанол (изо-бутиловый спирт, 2-метилпропанол-1)
Вещество может образовать взрывоопасные перекиси при контакте с сильными окислителями, такими как азотная кислота, перекись водорода....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница