Assessment of welding engineering properties of basic type electrode coatings of different electrode manufacturers for welding of pipe parts and assemblies of heat exchange surfaces of boiler units

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 2 2024 73 TECHNOLOGY [17]. Есть различия в деталях, но по отношению к описанным методам стандарты по большей части эквивалентны. Сварочные электроды классифицируются различными национальными и международными стандартами по группам в зависимости от содержания диффузионного водорода, который они могут ввести в металл сварного шва. Международный институт сварки (IIW) использует приращение линейной шкалы для измерения уровня водорода в единицах 5 (5–10–15 мл на 100 г), а также логарифмическую шкалу (4–8–16 мл на 100 г), используемую AWS, на основе корреляции более низкого критического напряжения и более низкой температуры предварительного нагрева с уровнями диффундирующего водорода, чтобы избежать водородного растрескивания. Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле зависит не только от состава (вида) покрытия, но и от температуры прокалки электродов [18]. Согласно российским нормативным документам [18] в группу с индексом Н5 входят электроды, обеспечивающие содержание водорода в наплавленном металле до 5 см3/100г, в Н10 – от 5 до 10 см3/100 г, в Н15 – от 10 до 15 см3/100 г, и самая критичная группа – свыше 15 см3/100 г. Все поставщики электродов должны придерживаться новой маркировки сварочных материалов с обязательным указанием показателя содержания водорода в наплавленном металле [18]. На изготовителя возлагается большая ответственность за внедрение соответствующих мер защиты от водородного растрескивания в процедурах сварки. Помимо предписания правильно обработанных сварочных расходных материалов основного типа с низким содержанием водорода, производители полагаются на предварительный нагрев, контроль температуры между проходами, строгий контроль подвода тепла и термообработку после сварки, чтобы снизить риск образования трещин во время сварки. Эти традиционные меры контроля над водородом являются дорогостоящими и отнимают много времени. В соответствии со стандартом ISO 3690 [15] для определения и измерения содержания водорода могут использоваться различные методы: 1) ртутный метод и два метода на основе газа-носителя; 2) газовая хроматография (ГХ); 3) горячая экстракция (ГЭ). Ртутный метод широко обсуждается критически [8, 14, 19–23], поскольку использование ртути связано с риском для здоровья, а также небезопасно с точки зрения защиты окружающей среды. Следовательно, его все больше и больше заменяют другими, более безопасными методами [8, 14]. Методом ГХ водород собирается из образца сварного шва в закрытой камере в течение определенного времени выдержки при повышенных температурах. По этой причине время сбора можно сократить до нескольких часов [14]. После этого камера продувается газом-носителем, и газовая смесь передается в блок ГХ. Обычно газовый хроматограф состоит из нагреваемой колонки для разделения отдельных газов. Разделение достигается разным временем удерживания газа-носителя и водорода за счет взаимодействия со стенкой колонки. Метод ГЭ (независимо от использования вакуума или газа-носителя) основан на термической активации атомов водорода в твердом образце и последующей термодесорбции. Последние дискуссии [13, 14, 19–23] по стандартизации определения водорода в сварных швах согласно ISO 3690 [16] показали, что обсуждение экспериментальных эффектов необходимо для используемого метода горячей экстракции газа-носителя (CGHE) с точки зрения устройства для сбора и извлечения водорода. В частности, важными факторами, влияющими на результаты экстракции и сбора водорода, являются температура образца, время экстракции и их взаимозависимости. Стоит отметить, что могут иметь влияние дополнительные граничные условия – например, размер и поверхность образца. У всех представленных методов есть плюсы и минусы. Помимо прочего это и вопрос имеющегося бюджета, количества образцов, которые необходимо проанализировать (и времени на один образец), а также того, какое оборудование используется для определения водорода в сварных швах. В России принят стандарт по определению водорода в сварных соединениях [24], который не всегда можно использовать на промышленных площадках для оперативного контроля сварочных материалов. С целью оперативного контроля в цеховых условиях используется метод «карандашной пробы» [25], преимущество которого состоит в использовании простого недорого оборудования, наглядности и возможности

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1