Giáo trình hàn hồ quang tay thép ống hợp kim phạm xuân hồng (chủ biên)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Chủ biên: Phạm Xuân Hồng Đồng tác giả: Phạm Huy Hoàng, Đỗ Tiến Hùng, Dương Thành Hưng, Nguyễn Thị Vân Anh GIÁO TRÌNH HÀN HỒ QUANG TAY THÉP ỐNG HỢP KIM (Lưu hành nội bộ) Hà Nội năm 2012 Tuyên bố quyền Tài liệu loại giáo trình nội dùng nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên học sinh, sinh viên nên nguồn thơng tin tham khảo Tài liệu phải trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội in ấn phát hành Việc sử dụng tài liệu với mục đích thương mại khác với mục đích bị nghiêm cấm bị coi vi phạm quyền Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn thông tin giúp cho nhà trường bảo vệ quyền Địa liên hệ: Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội 131 – Thái Thịnh – Đống Đa – Hà Nội Điện thoại: (84-4) 38532033 Fax: (84-4) 38533523 Website: www.hnivc.edu.vn LỜI GIỚI THIỆU 235 Trong năm qua, dạy nghề có bước tiến vượt bậc số lượng chất lượng, nhằm thực nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với phát triển khoa học công nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo nói chung ngành Hàn Việt Nam nói riêng có bước phát triển đáng kể Chương trình khung quốc gia nghề hàn xây dựng sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề kết cấu theo môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho sở dạy nghề trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo mơđun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun 27: Hàn hồ quang tay thép ống hợp kim mơ đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành Trong trình thực hiện, nhóm biên soạn tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ hàn ngồi nước, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặc dầu có nhiều cố gắng, khơng tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm Tham gia biên soạn giáo trình Phạm Xuân Hồng – Chủ biên Phạm Huy Hoàng Đỗ Tiến Hùng Dương Thành Hưng Nguyễn Thị Vân Anh MÔ ĐUN HÀN HỒ QUANG TAY THÉP ỐNG HỢP KIM 236 Mã số mô đun: MĐ 27 Thời gian mô đun: 180 giờ; (Lý thuyết: 40 giờ, Thực hành: 128 giờ; kiểm tra: 12 giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN:  Vị trí : Mơ đun bố trí sau học xong với mô đun MH 07 – MĐ16 mơn học, mơ đun chun mơn nghề  Tính chất mô đun: Là mô đun chuyên ngành tự chọn II MỤC TIÊU MƠ ĐUN: - Trình bày rõ đặc điểm, khó khăn hàn thép hợp kim - Nhận biết loại vật liệu hàn dùng hàn thép hợp kim - Chuẩn bị phôi hàn, biện pháp công nghệ trước hàn, hàn sau hàn, quy trình xử lý nhiệt hợp lý - Tính tốn quy trình xử lý nhiệt cho mối hàn - Hàn thép hợp kim đảm bảo độ sâu ngấu, kích thước vẻ, khơng bị nứt, khơng bị tơi khơng khí, rỗ khí lẫn xỉ - Giải thích đầy đủ quy định an tồn vệ sinh công nghiệp - Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình hàn - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên III NỘI DUNG MÔ ĐUN: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Số Tên mô đun TT Tổng số Thời gian Lý thuyết Thực hành Những kiến thức biến dạng xử lý nhiệt 30 30 Quy trình xử lý nhiệt 20 12 Kỹ thuật hàn thép hợp kim vị trí 5G (SMAW + SMAW) có xử lý nhiệt 122 116 Kiểm tra mô đun Cộng 180 Kiểm tra 40 128 12 Nội dung chi tiết: Bài 1: Những kiến thức biến dạng xử lý nhiệt Thời gian: 30 Mục tiêu: 237 - Giải thích biến dạng ứng suất sinh trình hàn - Hiểu ảnh hưởng nhiệt q trình hàn - Giải thích biện pháp nhiệt luyện (Cơ nhiệt luyện, hóa nhiệt luyện, nhiệt luyện) - Tác dụng xử lý nhiệt quy trình hàn ống thép hợp kim - Vận hành máy xử lý nhiệt - Hiểu biện pháp công nghệ trước, trong, sau hàn - Vận dụng thành thạo quy trình xử lý nhiệt vào thực tế cho loại vật liệu - Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Nội dung: Khái niệm ứng suất biến dạng Ứng suất biến dạng ngang Ứng suất biến dạng dọc Biện pháp công nghệ trước hàn Biện pháp công nghệ hàn Biện pháp công nghệ sau hàn Thiết bị công nghệ xử lý nhiệt Tiêu chuẩn ASME xử lý nhiệt cho loại vật liệu Bài 2: Quy trình xử lý nhiệt Thời gian: 20 Mục tiêu:  Hiểu ý nghĩa quy trình xử lý nhiệt  Thiết lập quy trình xử lý nhiệt  Tuân thủ quy định, quy phạm quy trình xử lý nhiệt  Rèn luyện tính tự giác, kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên Nội dung: Ý nghĩa quy trình xử lý nhiệt Các bước xử lý nhiệt mối hàn Tiêu chuẩn ASME xử lý nhiệt cho loại vật liệu Bài 3: Kỹ thuật hàn thép hơp kim vị trí 5G(SMAW+SMAW) có xử lý nhiệt Thời gian: 122 Mục tiêu: - Giải thích khó khăn hàn thép hợp kim - Nhận biết loại que hàn dùng để hàn thép hợp kim - Chọn thiết bị hàn, cách đấu dây hàn phù hợp với công việc hàn thép hợp kim - Chuẩn bị phôi hàn tất vết bẩn, lớp ơxy hóa, vát mép kích thước vẽ 238 - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày vật liệu kiểu liên kết hàn, vị trí hàn - Gá phơi hàn chắn, hàn đính kích thước - Thiết lập chế độ xử lý nhiệt cho vật liệu hàn - Thực hàn mối hàn thép hợp kim thiết bị hàn hồ quang tay đảm bảo độ sâu ngấu, biến dạng, không rỗ khí, lẫn xỉ, không nứt - Kiểm tra, sửa chữa sai hỏng hình dạng, kích thước khuyết tật mối hàn thép hợp kim không để xảy phế phẩm - Thực tốt cơng tác an tồn lao động vệ sinh phân xưởng Nội dung: Đặc điểm hàn thép hợp kim Vật liệu thiết bị dùng hàn thép hợp kim Chuẩn bị phôi hàn Gá phôi hàn Chọn chế độ hàn Chế độ xử lý nhiệt cho mối hàn Kỹ thuật hàn thép hợp kim phương pháp hàn hồ quang tay An toàn lao động vệ sinh phân xưởng IV ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MÔ ĐUN: Vật liệu: Bút viết, tập, phôi thép ống, que hàn, Dụng cụ trang thiết bị - Máy chiếu Projector - Máy vi tính - Máy hàn SMAW - Máy xử lý nhiệt dụng cụ hỗ trợ Học liệu - Slide - Tiêu chuẩn gia nhiệt, nhiệt luyện - Tài liệu tham khảo V PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ: Kiến thức: Bằng phương pháp kiểm tra trắc nghiệm thực hành, tự luận, sinh viên cần đạt yêu cầu sau:  Ý nghĩa quy trình xử lý nhiệt  Vận hành quy trình xử lý nhiệt  Hàn mối hàn 5G(SMAW+ SMAW) có xử lý nhiệt trước , sau hàn 239 Kỹ năng: Đánh giá kỹ sinh viên thông qua tập thực hành đạt yêu cầu sau: - Đọc - Viết - Thực hành làm mơ hình Thái độ: Đánh giá trình học tập đạt yêu cầu sau: - Chuẩn bị đầy dụng cụ học tập - Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun - Cẩn thận, tỉ mỉ, xác cơng việc VI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔ ĐUN: Phạm vi áp dụng chương trình: Mơ đun sử dụng để giảng dạy cho trình độ Cao đẳng nghề, Trung cấp nghề Hướng dẫn số điểm phương pháp giảng dạy môn học: - Khi giảng dạy cố gắng sử dụng học cụ trực quan, máy tính, máy chiếu để mơ tả cách tỉ mĩ, xác phương pháp đọc, viết làm mẫu giáo viên phải bám sát hỗ trợ sinh viên kỹ tự lập quy trình chuẩn Những trọng tâm chương trình cần ý: - Khi thực mơđun giáo viên phải sử dụng tài liệu xuất hàng năm để phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật sửa đổi theo hướng hội nhập tiêu chuẩn quốc tế - Tuỳ theo lưu lượng sinh viên, lực thiết bị đội ngũ giáo viên mà bố trí cho phù hợp người dạy theo nội dung khác Tài liệu tham khảo: [1] Hoàng Tùng- Sổ tay hàn-NXBKHKT-2006 [2] Trung tâm đào tạo chuyển giao công nghệ Việt – Đức, “Chương trình đào tạo Chuyên gia hàn quốc tế”, 2006 [3] Metal and How to weld them - the James F.Lincoln Arc Welding Foundation (USA) – 1990 [4] Welding science & Technology – Volume – American Welding Society (AWS) by 2006 [5] ASME Section IX, “Welding and Brazing Qualifications”, American Societyt mechanical Engineer”, 2007 [6] The Welding Institute (TWI), “Welding Inspection”, Training and Examination Services PHẦN I ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG LỜI GIỚI THIỆU : Trong giáo trình “ kỹ thuật hàn ” biên soạn có giới thiệu công nghệ hàn kim loại hợp kim 240 Để hiểu sâu chất nhiệt luyện mối hàn ta cần hiểu tính hàn kim loại hợp kim  Tính hàn kim loại tổng hợp tính chất phương pháp để hàn chúng bảo đảm cho ta sau thực “ Quy trình hàn ” ta chất lượng mối hàn theo yêu cầu mong muốn  Để đánh giá kim loại có tính hàn dễ hay khó người ta phân biệt chỗ : - Chúng có khả hàn phương pháp hay khơng ? - Có cần đến biện pháp công nghệ hàn phức tạp hay khơng ? Ví dụ gia nhiệt trước hàn , giữ nhiệt hàn , nhiệt luyện sau hàn … Vậy thép chia nhóm sau : Tính hàn tốt : thép hàn tất phương pháp hàn mà không cần tới biện pháp cơng nghệ đặc biệt Tính hàn hợp quy cách : Là thép sau hàn đạt mối hàn chất lượng cao hàn cần phải tuân theo quy trình hàn định Tính hàn có giới hạn : sau hàn chất lượng mối hàn đạt bình thường ( hàn Ví dụ gia nhiệt trước hàn , giữ nhiệt hàn , nhiệt luyện sau hàn … Tính hàn không tốt : Là thép sau hàn chất lượng mối hàn không đạt theo yêu cầu mong muốn ( sử dụng công nghệ hàn đặc biệt ) Ngày xuất phương pháp hàn đại, tiên tiến khẳng định rằng: khơng có kim loại khơng hàn ( Bằng phương pháp hay phương pháp khác ) * VẬY VẤN ĐỀ ĐẶT RA Ở ĐÂY CỦA CHUYÊN ĐỀ LÀ Tác dụng nhiệt luyện ? Qúa trình nhiệt luyện ? Các hình thức nhiệt luyện ? Gia nhiệt trước hàn (Tại phải gia nhiệt trước hàn ? ) Nhiệt luyện sau hàn (Tại phải nhiệt luyện sau hàn ? )  Thiết bị nhiệt luyện ?  Kỹ thuật nhiệt luyện ?  Nhóm vật liệu cần yêu cầu ?  Tính kinh tế ưu nhược điểm ? Với khả thời gian có hạn cho phép tơi trình bày vấn đề nêu lên chuyên đề chắn hạn chế nội dung Rất mong hội thảo góp ý để nâng cao trình độ cho thân hy vọng bổ sung vào giáo trình “ Kỹ thuật hàn ” để ngày đổi phong phú giáo trình giai đoạn đổi mặt đặc biệt hợp tác lĩnh vực đào tạo Nhà trường với nuớc ngồi khơng lĩnh vực đào tạo mà nơi đào tạo đội ngũ công nhân kỹ thuật có tầm cỡ tiêu chuẩn quốc tế Để hiểu rõ phải xử lý nhiệt vật liệu có tính hàn khơng tốt ( trước, trong, sau hàn ? ) Nếu khơng xử lý nhiệt điều xẩy ? chất lượng mối hàn , 241 chất lượng sản phẩm, điều kiện làm việc, tính kinh tế… Muốn ta tìm hiểu :Khái niệm ứng suất biến dạng hàn NHẮC LẠI - KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG : Trong giáo trình “kỹ thuật hàn biên soạn ” Chương XIII : ứng suất biến dạng hàn trình bày rõ : Ứng suất biến dạng hàn trạng thái ứng suất biến dạng trình hàn gây nên tồn kết cấu sau hàn , có ảnh hưởng định đến chất lượng khả làm việc kết cấu hàn MỘT SỐ CÁC LOẠI ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG HÀN GÂY NÊN : Ứng suất biến dạng dọc Ứng suất tác dụng song song với trục mối hàn gọi ứng suất dọc Nó xuất co dọc trục mối hàn  Chú ý : - Nếu độ cứng vững chi tiết lớn lực tác dụng ứng suất dư chi tiết khơng bị biến dạng hình vẽ Nhưng ứng suất dư tồn trong vật hàn chờ hội ( ngoại lực tác dụng phương chiều với ứng suất dư chi tiết bị phá huỷ giảm khả làm việc - Ngược lại : Nếu ứng suất dư có lực tác dụng lớn độ cứng vững chi tiết làm cho chi tiết bị biến dạng ( hình vẽ ) Ứng suất biến dạng ngang 242 Nếu ta cắt dọc trục mối hàn ( biểu đồ ứng suất hình C ) ta thấy: Phần mối hàn chịu kéo (giá trị dương ), hai đầu mối hàn chịu lực nén ( giá trị âm )  Aûnh hưởng hướng hàn ( mũi tên ) Khi hàn gân tăng cứng dầm I a Bị cong lên , b: Bị cong xuống , C: Ít cong  biến dạng góc : a: Liên kết giáp mối b Liên kết chữ ( T ) Các biến dạng góc cục độ co ngót kim loại khơng đồng điều theo tiết diện mối hàn Như độ co ngang lớp phía lớn phía làm quay sản phẩm gần trục mối hàn góc độ ( để khử biến dạng góc sang phanh vát mép hình chữ V ) Vậy ứng suất biến dạng hàn ?: Là q trính hàn nung nóng cucï thời gian ngắn nhiệt độ cao làm nóng chảy que hàn kim loại tạo thành ( lò luyện kim ) ta di chuyển nguồn nhiệt ( tức di chuyển que hàn theo hướng hàn ) khối kim loại nung nóng nguội dần trở nhiệt độ ban đầu kèm theo biến dạng nhiệt Do phân bố nhiệt độ khác ( không đồng ) vùng xung quanh mối hàn nên thay đổi ( thể tích co giãn ) vùng khác ảnh hưởng lẫn Điều dẫn đến nội lực ,ứng suất biến dạng hàn Có thể nói nguyên nhân sau gây xuất ứng suất biến dạng hàn : Do nung nóng khơng đồng kim loại vật hàn 243 THEO ASME GIA NHIỆT KHI HÀN Yêu Cầu Gia Nhiệt Theo ASME I : Power Boier – Bao nhiệt điện ASME IX P-Number P No P No P No Base Metal Group Nhóm kim loại Group Nos 1,2,3 Group 1,2,3 Group 1,2,3 Nos Nos P No 5A P No 5B P No 5C P No P No P No P No 9A P No 9B P No 101 Thickness and composition Chiều dầy thành phần cấu tạo Temp Min Preheat Nhiệt độ gia nhiệt * C > 0.30% * Chiều dầy t > 25mm(1’’) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo > 70 ksi(480MPA) * Chiều dầy t ≥ 5/8 in (16mm) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo 70 ksi(410MPA) * Chiều dầy t > 1/2 in (13mm) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo > 60 ksi(410MPA) * t ≥5/8 in (13mm) Cr ≥ 6% 1750F 800C 500F 1750F 100C 800C 500F 2500F 100C 800C 500F 4000F 100C 2040C * Các yêu cầu khác 3000F 4000F 1500C 2040C Không Không Không Không 2500F 3000F 1200C 1500C Group Nos 1,2,3 Group Nos 1,2 Group Nos 1,2 Group Nos.1 Group Nos.1 * Nhiệt độ lớp hàn Max = 2300C Yêu Cầu Gia Nhiệt Theo ASME B31.1 : Power Pipping – Ống nhiệt điện ASME IX P-Number Thickness and composition Chiều dầy thành phần cấu tạo Temp Min Preheat Nhiệt độ gia nhiệt 1750F 800C 500F 1750F 100C 800C 500F 2500F 100C 1200C P No 5A P No 5B * C > 0.30% * Chiều dầy t > 25mm(1’’) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo > 60 ksi(413.7MPA) * Chiều dầy t >1/2 in (13.0mm) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo > 60 ksi(413.7MPA) * Chiều dầy t > 1/2 in (13.0mm) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo > 60 ksi(413.7MPA) * t >1/2 in (13mm) Cr ≥ 6% 500F 4000F 100C 2000C P No * Các yêu cầu khác * Toàn 3000F 4000F 1500C 2000C P No P No P No Base Metal Group Nhóm kim loại 273 2500F 3000F 3000F P No 9A P No 9B P No 101 1200C 1500C 1500C Yêu cầu gia nhiệt theo ASME VIII Div.1 : Pressure Vessl – Bình bể áp lực ASME IX P-Number P No P No P No P No 5A P No 5B P No P No P No P No 9A P No 9B P No 10A P No 10B P No 10C P No 10D P No 10E P No 10F P No 11A P No 11A P No 11A P No 11A P No 11B P No 11B P No 11B P No 11B P No 11B P No 11B P No 11B Base Metal Group Nhóm kim loại Group Nos 1,2,3 Group 1,2,3 Group 1,2 Group Nos Nos Nos.1 Thickness and composition Chiều dầy thành phần cấu tạo * C > 0.30% * Chiều dầy t > 25mm(1’’) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo > 70 ksi(480MPA) * Chiều dầy t ≥ 5/8 in (16mm) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo 60 ksi(410MPA) * Chiều dầy t > 1/2 in (13mm) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo > 60 ksi(410MPA) * t >1/2 in (13mm) Cr ≥ 6% * Toàn vật liệu P No.5 Group Nos.1,2,3 * Toàn Group Nos 1,2 Group Nos.1,2 Group Nos.1 Group Nos.1 Group Nos.1 Group Nos.2 Group Nos.3 Group Nos.4 Group Nos.5 Group Nos.6 Group Nos.1 Group Nos.2 Group Nos.3 Group Nos.4 Group Nos.1 Group Nos.2 Group Nos.3 Group Nos.4 Group Nos.5 Group Nos.6 Group Nos.7 Temp Min Preheat Nhiệt độ gia nhiệt 1750F 800C 500F 1750F 100C 800C 500F 2500F 100C 1210C 500F 4000F 100C 2040C 3000F 1500C 4000F Khoâng Khoâng 2500F 3000F 1750F 2500F 1750F 3000F 3000F 3000F Khoâng 4000F 4000F 3000F 1750F 1750F 1750F 1750F 1750F 4000F 4000F 2040C Khoâng Khoâng 1210C 1500C 800C 1210C 800C 1500C 1500C 1500C Khoâng 2040C 2040C 1500C 800C 800C 800C 800C 800C 2040C 2040C Yêu cầu gia nhiệt theo ASME VIII Div.2 - Pressure Vessl – Bình bể áp lực ASME IX Base Metal Group Thickness and composition 274 Temp Min P-Number Nhóm kim loại Chiều dầy thành phần cấu tạo Group 1,2,3 * C > 0.30% * Chiều dầy t > 25mm(1’’) * Các yêu cầu khác * Mối hàn góc < ½ in (13mm) * Độ bền kéo > 70 ksi(480MPA) * Chiều dầy t ≥ 5/8 in (16mm) * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo 60 ksi(410MPA) * t >1/2 in (13mm) Nos P No P No P No 5A P No 5B Group 1,2,3 Group Nos Nos.1 Preheat Nhiệt độ gia nhieät 1750F 800C * Các yêu cầu khác * Độ bền kéo >60 ksi(410MPA) * t >1/2 in (13mm) Cr≥6% * Tất vật liệu P No.5 * Toàn 500F 100C 1750F 800C 500F 2500F 100C 1210C 3000F 4000F 1500C 2040C 3000F 1500C P No Group Nos.1,2,3 4000F P No Group Nos.1,2 Khoâng P No Group Nos.1,2 Khoâng P No 9A 3000F P No 9B 3000F P No * Nhiệt độ lớp 3000F 10A haøn 177-2320C P No 10F 2500F P No 11 Group Nos.1-6 1750F P No 21 Khoâng P No 22 Khoâng P No 23 Khoâng P No 14 Khoâng P No 31 Khoâng P No 35 Khoâng P No 24 Không Yêu cầu gia nhiệt theoASME B31 - Ống công nghệ Kim loại P-No Kim Nhóm kim loại loại hàn A-No Thép Cacbon Chiều dầy ống danh nghóa inch 71 MPA 490 Tất > 490 Nhiệt độ tối thiểu yêu cầu 2040C Khoâng Khoâng 1500C 1500C 1500C 1210C 800C Khoâng Khoâng Không Không Không Không Không 0 … … Nhiệt độ tối thiểu nên dùng 0 F C 50 10 175 80 … … 175 F C 80 2,11 4,5 6 7 8,9 9A 10 9B … 10 … 10A … 10E … Thép hợp kim thấp Cr 71 1/2 >13 Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất caû > 490 … … 50 10 … … 175 80 … … 175 80 Tất 300 150 … … Tất Tất 350 177 … … Tất Tất Tất … … 300 150 Tất Tất Tất Tất … … 50 10 Tất Tất Tất Tất … … 50 10 Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất … … 200 94 300 150 … … 300 150 175 80 50 10 50 10 … … 50 10 Bảng yêu cầu PWHT Material Vật liệu P-No 9B Group No P-No 10A Group No Minimum holding Temperature 0F (0C) Nhiệt độ giử nhiệt 11000F (5930C) 11000F (5930C) Holding Time (Thời gian giữ nhiệt theo t) Up to in (51mm) Over in to 5in Over in (127mm) t > 127mm t ≤ 51mm 51mm < t ≥ 127mm 1h/in 1h/in Giờ + 15 phút cho (1 /25mm) Tối (1 /25mm) in thiểu Chiều dầy lớn in 1h/in 1h/in + 15 phút cho (1 /25mm) Tối (1 /25mm) in thiểu Chiều dầy lớn 276 0 P-No 10B Group No 1100 F (593 C) P-No 10E Group No 12500F (6670C) P-No 10F Group No 11000F (5930C) P-No 10G Group No P-No 10H Group No P-No 101 Group No …………………… ……………… …………………… ……………… 13500F (7320C) P-No 10K Group No …………………… ……………… 1h/in (1 /25mm) Tối thiểu 1h/in (1 /25mm) Tối thiểu 1h/in (1 /25mm) Tối thiểu …………………… ……… …………………… ……… 1h/in (1 /25mm) Tối thiểu …………………… ……… 1h/in (1 /25mm) in 1h/in (1 /25mm) 1h/in (1 /25mm) 1h/in (1 /25mm) 1h/in (1 /25mm) 1h/in (1 /25mm) ………………… ………… ………………… ………… 1h/in (1 /25mm) …………………… ……… …………………… ……… 1h/in (1 /25mm) ………………… ………… …………………… ……… Yêu cầu gia nhiệt theo ASME B31 - Ống công nghệ Kim loại P-No Kim loại P-No.1 Kim loại hàn A-No P-No.3 2,11 Thép hợp kim 0.5% P-No.4 Thép hợp kim 0.5% < Cr2.25% P-No.5 4,5 Thép cacbon Thép hợp kim 2.25% < Cr < Chiều dầy ống danh nghĩa inch mm ¾ 19 >¾ >19 ¾ 19 >¾ >19 Tất Tất cả 3/2 13 >1/2 >13 Tất 1/2 Tất 13 277 Độ bền kéo nhỏ ksi 71 Tất 71 Tất >71 MPA 490 Tất < 490 Tất > 490 Nhiệt độ PWHT C Không 593-649 Không 593-718 593-718 Thời gian giử nhiệt 71 Tất 490 Tất Không 704-746 … … >71 > 490 704-746 Tất Tất 704-746 … … hr/in … … 1 hr/in … … 1 10% P-No.6 P-No.7 P-No.8 8,9 P-No 9A 10 Thép hợp kim Martensitic Thép hợp kim Ferritic Thép hợp kim Autenitic Thép hợp kim Niken P-No 9B P-No 10 … Thép hợp kim Cr - Cu Thép hợp kim Mn - V P-No 10A … P-No 10E P-No 10H … Thép 27Cr … Duplex Stainless >1/2 Tất Tất Tất >¾ ¾ >¾ ¾ Tất ¾ >3/4 Tất Tất Tất >13 Tất Tất Tất >19 19 >19 19 Tất 19 >19 Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất 704-746 732-788 1 2 Tất Tất Không … … Tất Tất Không … … Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Tất Không 593-635 Khơng 593-635 760-816 … ½ … ½ ½ … … 1 71 Tất >71 < 490 Tất >490 Không 593-704 593-704 … 1 … 1 Tất Tất Tất Tất 593-704 1/2 1/2 II YÊU CẦU NHIỆT LUYỆN (PWHT) Để đạt chất lượng mối hàn sau hàn xong mối hàn cần nhiệt luyện ta phải theo yêu cầu nhiệt luyện sau: Yêu Cầu Nhiệt Luyện Theo ASME B31.1 (Power piping : Ống nhiệt điện) P-No From Appendix Nhóm vật liệu theo phụ lục A P-No Group Nos 1,2,3 P-No Group Nos 1,2 P-No Group Nos 1,2 P-No 5A Group Nos Holding Temperature Range 0F (0C) Nhiệt độ giử nhiệt Holding Time( thời gian giử nhiệt theo t) Up to in (51mm) Over in (51mm) Đến 51mm Trên 50mm 1100 -12000F 600 - 6500C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 1100 -12000F 600 - 6500C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 1300 -13750F 700 - 7500C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 1300 -14000F 700 - 7600C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 278 P-No 5B Group Nos 1,2 P-No Group Nos 1,2,3 P-No Group Nos 1,2 P-No Group Nos 1,2,3,4 P-No 9A Group Nos P-No 9B Group Nos P-No 10H Group Nos P-No 101 Group Nos 1300 -14000F 700 - 7600C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 1400 -14750F 760 - 8000C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 1300 -14000F 700 - 7600C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) Không Không Không 1100 -12000F 600 - 6500C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 1100 -12000F 600 - 6500C 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum + 15 phút cho inch vượt in (51mm) …………………………… ………………………… …… …………………………… … 1350 -15000F 730 - 8150C + 15 phút cho inch vượt in (51mm) 1h/in(1 giờ/25 mm) 15 minute minimum Yêu cầu nhiệt luyện thoe ASME Section I – Power Boiler : Với bao nhiệt điện Yêu cầu PWHT Material Vật liệu P-No Group Nos 1,2,3 P-No Group Nos 1,2,3 P-No Group Nos 1,2 P-No 5A Minimum holding Temperature F (0C) Nhiệt độ giử nhiệt 11000F (6000C) 11000F (6000C) 11000F (6000C) 1270F Holding Time (Thời gian giữ nhiệt theo t) Up to inch Over inch to Over inch (51mm) inch (127mm) t 51mm 51mm < t 127mm t > 127mm 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum 1h/inch(1h/25mm) 279 + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch 1h/inch(1giờ/25m + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch + 15 phút cho inch chiều dầy lớn 52 inch + 15 phút cho Group Nos (6500C) P-No Group Nos 1,2 14000F (6000C) P-No Group Nos 1,2 13500F (6000C) P-No P-No 9A Group Nos Không 11000F (6000C) P-No 9B Group Nos 11000F (6000C) P-No 101 Group Nos 1270F (6500C) P-No 31 P-No 31 Không Không 15 minute minimum 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum Không 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum 1h/inch(1h/25mm) 15 minute minimum Không Không m) 1h/inch(1giờ/25m m) inch chiều dầy lớn inch + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch + 15 phút cho inch chiều dầy lớn 52 inch Không + 15 phút cho inch chiều dầy lớn 52 inch + 15 phút cho inch chiều dầy lớn 52 inch 1h/inch(1giờ/25mm ) Không Không Không Không 1h/inch(1giờ/25m m) + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch Không 1h/inch(1giờ/25m m) 1h/inch(1giờ/25m m) 3.Yêu cầu nhiệt luyện theo ASME Section VIII Div 1: Với bồn bể áp lực Material Minimum Holding Time (Thời gian giữ nhiệt theo t) Vật liệu holding Up to in (51mm) Over in to 5in Over in (127mm) Temperature F t ≤ 51mm 51mm < t t > 127mm (0C) ≤127mm Nhiệt độ giử nhiệt P-No 11000F (6000C) 1h/inch(1h/25mm) 1h/in Giờ + 15 phút cho Group Nos 15 minute (1h /25mm) inch 1,2,3 minimum Chiều dầy lớn inch 0 P-No 1100 F (600 C) 1h/inch(1h/25mm) 1h/in Giờ + 15 phút cho Group Nos 15 minute (1h /25mm) inch 1,2,3 minimum Chiều dầy lớn inch 0 P-No 1100 F (600 C) 1h/inch(1h/25mm) 1h/in Giờ + 15 phút cho Group Nos 15 minute (1h /25mm) inch 1,2 minimum Chiều dầy lớn inch 0 P-No 127 F (670 C) 1h/inch(1h/25mm) 1h/in Giờ + 15 phút cho 5A,5B,5C 15 minute (1h /25mm) inch Group No minimum Chiều dầy lớn inch P-No 5B 13000F (7100C) 1h/inch(1h/25mm) 1h/in Giờ + 15 phút cho Group No 15 minute (1h /25mm) inch minimum Chiều dầy lớn inch 280 Minimum Houlding Temperature 0F (0C) Nhiệt độ giử nhiệt 11000F(6000C) Material (Vật liệu) P-No 9A Group No.1 P-No 9B Group No.1 P-No 10A Group No.1 P-No 10B Group No.1 P-No 10C Group No.1 P-No 10F Group No.1 11000F(6000C) 11000F(6000C) 11000F(6000C) 11000F(6000C) 11000F(6000C) Bảng yêu cầu PWHT P – No.Fom Minimum Appendix Holding Nhóm Vật liệu Temperature F (0C) Nhiệt độ giử nhiệt P-No 5B 11000F Group Nos (6000C) Holding Time (Thời gian giữ nhiệt theo t) + 15 phút/1 inch chiều dầy > inch(25mm) + 15 phút/1 inch chiều dầy > inch(25mm) + 15 phút/1 inch chiều dầy > inch(25mm) + 15 phút/1 inch chiều dầy > inch(25mm) + 15 phút/1 inch chiều dầy > inch(25mm) + 15 phút/1 inch chiều dầy > inch(25mm) Holding Time (Thời gian giữ nhiệt theo t) Up to inch Over inch to Over inch (51mm) inch (127mm) t ≤ 51mm 51mm < t ≤ t > 127mm 127mm 11000F (6000C) 1h/inch(1h/25mm) tối thiểu 11000F (6000C) 1h/inch(1h/25mm) tối thiểu ………………… P-No 9A Group Nos …………… …… 1270F (6500C) + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch + 15 phút cho + 15 phút cho inch chiều dầy inch chiều dầy lớn inch lớn inch + 15 phút cho 2giờ + 15 phút cho inch chiều dầy inch chiều dầy lớn inch lớn 52 inch ………………… ………………… 1h/inch(1h/25mm) tối thiểu 1h/inch (1giờ/25mm) P-No Group Nos 1,2 14000F (6000C) P-No Group Nos 1,2 13500F (6000C) P-No Group Nos 1,2,3 P-No Group Nos 1,2,3 P-No 1h/inch(1h/25mm) tối thiểu 1h/inch(1h/25mm) (1 / 25mm) + 15 phút cho inch chiều dầy lớn inch 1h/inch(1h/25mm) 1h/inch(1giờ/25m + 15 phút cho 15 minute minimum m) inch chiều dầy lớn inch 1h/inch(1h/25mm) + 15 phút cho + 15 phút cho 15 minute minimum inch chiều dầy inch chiều dầy lớn inch lớn 52 inch QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN MỐI NỐI ỐNG GIÁP MỐI CÓ TRỤC NẰM NGANG VÀ CHIỀU DÀY BẰNG NHAU ( BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUNG ĐIỆN TRỞ ) 281 I CHUẨN BỊ: Bố trí lưỡng nhiệt xung quanh mối hàn cho có giải rộng gấp lần chiều dày thành ống , X: Chiều rộng Y: Chiều dài Một số trường hợp hợp gia nhiệt chồng lên ( T ) Trong trường hợp nên sử dụng 80% công suất gia nhiệt Một trường hợp gia nhiệt có khe hở ( ) :  số Khe hở ( a) ( quấn quanh chu vi mối hàn ống ) không vượt chiều dày thành ống  Hoặc không vượt inch ( 25 mm ) tuỳ theo thông số nhỏ II CÁC BƯỚC NHIỆT LUYỆN SAU KHI HÀN BƯỚC 1: 1.1 Tất điểm dầu mỡ, chất bẩn han gỉ …phải làm trước xử lý nhiệt 282 1.2 Xử lý nhiệt sau hàn thực sau sửa chữa khuyết tật mối hàn ( kiểm tra mối hàn phương pháp ( không phá huỷ ) Và trước thử thuỷ tĩnh BƯỚC 2: Tiến hành sử dụng thiết bị hàn cặp nhiệt để hàn dây cặp nhiệt tiếp xúc với bề mặt phôi hàn cách phóng điện Đèn báo nạp pin vào thiết bị (2) Đèn báo thiết bị sẵn sàng ( 3) Đèn báo nguồn Đèn báo pin (4 ) (5 ) Núm chọn chế độ làm việc ( tay /Tự động ) (6) Nút phóng điện ( hàn dây cặp nhiệt) (9) Nút khởi động (1) Kìm (7 ) Nam châm vĩnh cửu ( ) Dây điện cực (8 ) * Nguyên lý vận hành : - Ấn nút khởi động (1 ) thiết bị có đèn báo :  Đèn báo thiết bị sãn sàng làm việc ( )  Đèn báo nguồn pin (4 )  Đèn báo pin ( 5) Vặn núm chọn chế độ hàn dây cặp nhiệt ( tự động / tay ) Sau gắn đầu nam châm ( ) vào vật nhiệt luyện Cho đầu cực ( có nam châm ) thiết bị hàn dây cặp nhiệt với chi tiết 283 ( Đầu cực có nam châm ) ( Đầu cực có nam châm với chi tiết ) Dùng kìm số (7 ) cặp đầu dây cặp nhiệt cón lại cho tiếp xúc với vật nhiệt luyện ( để đầu dây cặp nhiệt dễ tiếp xúc phóng điện cần mài có ánh kim) Sau ấn nút số ( ) tạo nên phóng điện, kết đầu dây cặp nhiệt dính với chi tiết Đầu dây cịn lại thao tác tương tự Ghi : Dây hàn cặp nhiệt bề mặt phôi nhỏ ( 0.18 mm ) Vùng ảnh hưởng nhiệt hàn dây cặp nhiệt ( 0.28 mm ) khơng làm tổn thương đến bề mặt phơi gễ tháo dỡ cách nhẹ nhàng Khoảng cách dây hàn cặp nhiệt với chân mối hàn: 10 – 15 mm Khoảng cách hai đầu dây tiếp xúc với chi tiết 10 mm BƯỚC 3: Chọn lưỡng nhiệt ( gốm FCP – Alumina ) Trong thực tế để đảm bào an toàn : thiết bị gia nhiệt có lượng tiêu han điện áp thấp : 30V, 40 V, 60 V, 80 Vôn Nguồn điện áp vào thiết bị ( máy gia nhiệt ) 220 -240 Vôn Ghi : 284 - Sợi gia nhiệt kết cấu gồm dây Crônm Niken luồn qua hạt gốm cách điện kết hợp với khả truyền nhiệt lớn - Nhiệt độ làm việc sợi gia nhiệt tiêu chuẩn : 1050 OC - Để nhiệt luyện thép không gỉ cần sử dụng dây kéo nguội Ka than để có nhiệt độ vận hành cực đại : 1250 OC - Mỗi ống chịu dòng điện : 120 A – 1.3 V Bố trí lưỡng nhiệt xung quanh mối hàn cho có giải rộng gấp lần chiều dày thành ống gia nhiệt X: Chiều rộng , Y: Chiều dài Ghi : Cũng có lúc ( X) chiều dài hay ( Y ) chiều rộng ta đặt vào mối hàn Ghi : Các trường hợp xây quấn lưỡng nhiệt : a Trường hợp hợp gia nhiệt chồng lên ( T ) : Trong trường hợp nên sử dụng 80% công suất gia nhiệt (2.7 KW) b Trường hợp lưỡng nhiệt có khe hở ( ) :  Khe hở ( a) ( quấn quanh chu vi mối hàn ống ) không vượt chiều dày thành ống 285  Hoặc không vượt 1in ( 25 mm ) tuỳ theo thông số nhỏ Bọc bảo Nối đầu BƯỚC 4: ôn cách nhiệt – phân phối gia nhiệt BƯỚC 5: vào : Lập trình chế độ nhiệt luyện Căn - Nhóm vật liệu - Chiều dày chi tiết - Theo tiêu chuẩn  Nhiệt độ ban đầu  Thời gian nung  Thời gian Ủ  Thời gian làm nguội 286 287 ... 10E … Thép hợp kim thấp Cr