1.4 Заходи спрямовані на зниження металоємності конструкції

Знизити металоємність даної конструкції можливо наступними способами :

1. використання сучасних більш точних методик розрахунку на міцність конструкції (в тому числі з використанням обчислювальної техніки), що дозволить зменшити коефіцієнти запасу міцності і, як наслідок, металоємність;

2. використання біметалевих композицій : внутрішній шар виконується із жароміцної корозійностійкої сталі Х18Н9Т, а внутрішній – із конструкційної легованої сталі, наприклад 30ХГСА, яка має такі ж пластичні властивості, що і сталь Х18Н9Т, але вищу границю міцності (для товстолистового прокату 1080 МПа). Це дозволить зменшити товщину стінки та загальну металоємність конструкції;

3. заміна сталі Х18Н9Т сталю 31Х19Н9МВТ, яка має високу корозійну стійкість, жароміцність і жаростійкість, та високу границю міцності 700 МПа, а також низький коефіцієнт теплопровідності 15-25 Вт/(град·м);

4. раціоналізація складально-зварювальних операцій, що дозволить знизити витрату основних та допоміжних зварювальних матеріалів.

2. Технологічний розділ

2.1 Вибір способу зварювання та зварювального устаткування

2.1.1 Здатність до зварювання матеріалу зварної конструкції

В зварювальному виробництві існує наступна класифікація металів по здатності до зварювання:

- гарна здатність – матеріали зварюються без додаткових заходів, переважно низько вуглецеві сталі;

- задовільна здатність – матеріали зварюються з попереднім підігрівом, інколи з наступною термічною обробкою. До цього класу відносять середньо вуглецеві та низьколеговані сталі, нікель та деякі кольорові метали та їх сплави;

- матеріали, що погано зварюються – матеріали цього класу потребують попереднього, супутнього підігріву, необхідно забезпечувати повільне охолодження, а також наступну термічну обробку або використання спеціальних методів зварювання. До цього класу відносять високо вуглецеві , середньо- та високолеговані сталі, алюміній, титан та їхні сплави та інші;

- матеріали, що не зварюються або зварюються обмежено – ці матеріали зварюються лише спеціальними методами та способами зварювання (наприклад дифузійне зварювання у вакуумі) або не зварюються взагалі.

Здатність сталі до зварювання можливо оцінити за вуглецевим еквівалентом, який визначається за формулою [11]:

(2.1)

де Mn, Si, Ni, Cr, Mo, Cu, V, C – вміст хімічних елементів у сталі у % (обираємо з таблиці 1.1).

%.

Сталі з вуглецевим еквівалентом більше 0,45% погано зварюються, отже необхідні попередній підігрів, підігрів під час зварювання та після зварювальна термічна обробка. Визначимо температуру попереднього підігріву:

, (2.2)

Сº.

Температуру підігріву під час зварювання обирають з діапазону 250…400 Сº. Зважаючи на велику схильність до утворення тріщин та велику товщину виробу обираємо температуру 400 Сº.

Після зварювання необхідно зробити високотемпературний відпуск сталі при наступному режимі: температура 800 Сº, час витримки 30 хв. ,охолодження з піччю.