Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами




НазваниеМетодика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами
Дата публикации30.05.2014
Размер50.9 Kb.
ТипРеферат
literature-edu.ru > Лекции > 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 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 iconМетодика проведения психолингвистического эксперимента при анализе...
Оторые могут быть получены другими методами при исследовании реализации суггестивного потенциала малоформатных афористических текстов,...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика "Карта интересов" служит для определения профессио- нальной...
Опроснику профессиональной готовности для уточнения профессиональной направленности клиента

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconЛабораторная работа №7 по дисциплине «Физика-1»
Целью работы является изучение спектра излучения атомов водорода и экспериментальное определение постоянной Ридберга

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconТрубы стальные термины и определения гост 28548-90 (ст сэв 6584-89)
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий основных видов стальных труб

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconРабочая программа модуля «Теория обучения. Теория и методика воспитания»
Целью освоения дисциплины «Теория и методика воспитания» модуля «Теория обучения. Теория и методика воспитания» является подготовка...

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconЗащита древесины термины и определения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к защите древесины

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика 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 определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconМетодика оценки кредито- и платежеспособности заемщика ОАО «аижк» (версия 0)
Приложение №2 Коды доходов, учитываемых при оценке платежеспособности заемщика 39

Методика определения диффузионного водорода при сварке покрытыми электродами iconVi 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...

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции