Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами
|
Скачать 50.9 Kb.
|
|
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
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 |
Окс 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 проведения психолингвистического эксперимента при анализе... Оторые могут быть получены другими методами при исследовании реализации суггестивного потенциала малоформатных афористических текстов,... |
|
Методика "Карта интересов" служит для определения профессио- нальной... Опроснику профессиональной готовности для уточнения профессиональной направленности клиента |
|
Лабораторная работа №7 по дисциплине «Физика-1» Целью работы является изучение спектра излучения атомов водорода и экспериментальное определение постоянной Ридберга |
|
Трубы стальные термины и определения гост 28548-90 (ст сэв 6584-89) Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий основных видов стальных труб |
|
Рабочая программа модуля «Теория обучения. Теория и методика воспитания» Целью освоения дисциплины «Теория и методика воспитания» модуля «Теория обучения. Теория и методика воспитания» является подготовка... |
|
Защита древесины термины и определения Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к защите древесины |
 |
Методика преподавания иностранных языков в школе(доц. Алексеева Л.... Методика не является самостоятельной наукой, а опирается на данные языкознания, будучи прикладной лингвистикой (Щерба. Работы Ахматовой,... |
|
Методика оценки кредито- и платежеспособности заемщика ОАО «аижк» (версия 0) Приложение №2 Коды доходов, учитываемых при оценке платежеспособности заемщика 39 |
|
Vi городская конференция учащихся по научно-техническому творчеству Секция «Программирование» Методы распознавания образов широко используют при оптическом и акустическом распознавании (в том числе текста и речи), медицинской... |