Курс «Основы выбора и применения материалов для трубопроводной арматуры»

Начиная с начальных этапов простых испытаний, когда данные просто фиксируются должно развиваться умение их анализировать. В частности, это выражается в том, чтобы уметь находить закономерности в том, что Вы получаете в результате проведенных испытаний. Для уточнения данных испытания должны сопровождаться тестами и экспериментами (отметим, что здесь есть определенное отличие от испытания, выполняемых по стандартным методикам).

Данные должны превращаться в информацию в процессе анализа. Чтобы добиться этого, нужно научиться «свертывать» данные в определенном целевом разрезе. Для этого Вы начинаете проводить сравнительные процедуры между полученными данными, сопоставляя их с теоретическими положениями. Поиск проводится в основном для поиска качественных, количественных закономерностей, используя анализ разницы в свойствах, разностные количественные оценки, включая степенные, например, правильно выбирая шкалы для визуализации найденных закономерностей.

Подробнее эти вопросы мы будем обсуждать в рамках курса.

1.4. Модуль 4. Инжиниринг сталей для литых корпусов криогенной арматуры

ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ МОДУЛЯ

Требования к корпусам криогенной арматуры. Расчеты свойств и уточнение требований к сталям.

Литые хромомарганцевые стали и основные области легирующего комплекса для повышения комплекса механических и литейных свойств. Выбор сталей для корпусов криогенной арматуры. Оптимизация сталей.

Документация на литейные хромомарганцевые стали. Паспорта сталей. Технологическая инструкция на шихту, выплавку, заливку, подготовку форм и стержней. Определение свариваемости сталей. Натурные испытания. Коррозионные натурные испытания.

Проблемы внедрения литых хромомарганцевых сталей. Оценка состояния производственной системы. Тестовая эксплуатация. Совмещение с имеющимися производственными системами. Поиск решений и доработка. Правильный вход. Оптимизация литейной эффективности внедрения Cr-Mn сталей. Фракционная выплавка и разливка Cr-Mn сталей.

Модуль 4 даст представление о практике инжиниринга и разработки литых сталей для криогенной арматуры, продемонстрирует последовательность действий для быстрого и эффективного внедрения сталей в промышленном производстве.

С ростом промышленных масштабов использования криогенной техники в энергетике, металлургии, ракетной технике и др. увеличивается объем выпуска криогенного оборудования. Одним из основных направлений повышения производительности труда является снижение трудоемкости изготовления изделий без уменьшения надежности криогенных систем.

Ответственным узлом криогенных установок, работающим в условиях гидравлических и термических ударов, является запорно-регулирующая арматура. В настоящее время для ее изготовления обычно используются аустенитные хромоникелевые деформированные стали типа 12Х18Н10Т. Использование традиционной технологии изготовления арматуры из деформированных сталей (в штампосварном и кованом варианте) связано со значительными затратами на операции ковки, механической обработки и сварки. Применение точного литья из этих сталей позволяет уменьшить трудоемкость изготовления деталей, но хладостойкость отливок остается ниже, чем у изделий после обработки давлением. Поэтому при температурах 77К и ниже приходится использовать корпуса арматуры из деформированных сталей. Практически нет разработанных литейных сталей, сочетающих высокую хладостойкость и технологичность.

Выбор и оптимизацию составов можно проводить на основе регрессионных зависимостей и данных по исследованию структуры и свойств сталей. Значения предела текучести более 250МПа могут быть получены при разных соотношениях хрома и марганца, при минимуме дополнительных упрочнителей. Относительное удлинение выше 15 % и ударную вязкость более 40 Дж\см² при криогенных температурах можно получить в области составов с 28 % марганца и содержании хрома от 8 до 13 %. При 8–13 % хрома и 28 % марганца расчетная жидкотекучесть превышает требуемые значения. Окончательно, с учетом необходимости обеспечения коррозионной стойкости оптимально использовать состав с 13 % хрома и 28 % марганца.