8. Термическая обработка
8.1. Необходимость и вид термической обработки сварных соединений и наплавленных изделий устанавливаются согласно требованиям настоящих ОП и указываются в чертежах.
8.2. Термическую обработку сварных соединений и наплавленных изделий следует выполнять по ПТД, разработанной в соответствии с требованиями и указаниями настоящих ОП и чертежей.
В ПТД на термическую обработку должны быть указаны:
•    наименование и обозначение сварных (наплавленных) изделий;
•    марки основных материалов сваренных или наплавленных изделий;
•    в характеристики наплавок (предварительная на кромках, наплавленное антикоррозионное покрытие с указанием его вида и др.);
•    наименьшая номинальная толщина сваренных (наплавленных) деталей (сборочных единиц), определяющая необходимость термической обработки сварных соединений или наплавленных деталей (в зависимости от марки основного металла);
•    условия пребывания сварных соединений и наплавленных изделий в интервале времени между окончанием сварки (наплавки) и началом термической обработки (допустимость охлаждения без «термического отдыха» или после его проведения, допустимые температура и продолжительность охлаждения, поддержание заданной температуры подогрева, немедленная посадка в нагретую печь и т.п.);
•    виды термической обработки с указанием последовательности выполнения отдельных ее этапов (в том числе предварительных, промежуточных и окончательных отпусков);
•    методы термической обработки с указанием применяемого термического оборудования;
•    режимы каждого этапа термической обработки (температура печи при ее загрузке, скорость нагрева, температура, а также их продолжительность в зависимости от диапазонов номинальных толщин сборочных единиц в зоне сварных соединений или наплавок, условия, среда или скорость охлаждения и т.п.);
•    методы и порядок контроля температурных режимов (в том числе количество, расположение и способы крепления термоэлектрических термометров);
•    допустимые количество и суммарная продолжительность промежуточных и окончательных отпусков сварных соединений и наплавленных изделий (деталей);
•    другие необходимые данные с указанием всех технологических и контрольных операций.
8.3. Сварные соединения в интервале времени между окончанием сварки и началом термической обработки в случаях, если не предусмотрен «термический отдых», должны находиться в условиях, предусмотренных табл. 13.
8.4. В случаях проведения «термического отдыха» сварные соединения могут быть охлаждены до температуры не ниже 5 °С. После проведения термического отдыха время до начала термической обработки не ограничивается.
8.5. Минимальная температура и продолжительность «термического отдыха» приведены в табл. 14.
Максимальная температура «термического отдыха» не должна превышать минимальную более чем на 100 °С.
При местном термическом отдыхе ширина зоны нагрева должна быть такой же, как при предварительном и сопутствующем подогреве согласно п. 6.2.13.
8.6. Для сварных соединений деталей из сталей различных марок минимальная температура «термического отдыха» принимается по стали, для которой установлено более высокое значение указанной температуры.
8.7. В случаях, не предусмотренных табл. 13, условия пребывания сварных соединений в интервале времени между окончанием сварки и началом термической обработки устанавливаются ПТД.
8.8. Интервал времени между окончанием предварительной наплавки кромок деталей из сталей марок 12Х2МФА, 15Х2МФА, 15Х2МФА-А, 18Х2МФА и началом термической обработки не должен превышать 20 сут, а в остальных случаях - времени, установленного ПТД.
Температура металла деталей с наплавленными кромками до начала термической обработки во всех случаях должна быть не ниже 5 °С.
8.9. Интервал времени между окончанием наплавки антикоррозионного покрытия на изделиях из сталей марок 12Х2МФА, 15Х2МФА, 15Х2МФА-А, 15Х3НМФА, 15Х3НМФА-А, 10ХН1М и началом термической обработки не должен превышать 30 сут, а в остальных случаях - времени, установленного ПТД. Температура металла наплавленных изделий в указанном интервале времени должна быть не ниже 5 °С.
8.10. В процессе изготовления (монтажа) сварных изделий применяются следующие виды термической обработки:
•    отпуск;
•    полная термическая обработка (нормализация или закалка с последующим отпуском);
•    аустенизация.
Таблица 13
Условия пребывания стыковых сварных соединений в интервале времени между окончанием сварки и началом термической обработки
Марки сталей сваренных соединений    Номинальная толщина стенки сваренных деталей, мм    Минимально допустимая температура металла в зоне сварного соединения, °С    Максимально допустимый интервал, ч
10ГН2МФА, 10ГН2МФЛ, 15ГНМФА    Свыше 50    70    Не регламентируется
20ХМ, 20ХМЛ, 20ХМА    Независимо от толщины    Не регламентируется    72
10Х2М    Свыше 30    100    Не регламентируется
12Х1МФ, 15Х1МФ    Свыше 6    Не регламентируется    72
05X12Н2М    Свыше 30    80    Не регламентируется
15Х2НМФА, 15Х2НМФА-А, 15Х3НМФА, 15Х3НМФА-А    Независимо от толщины    150    То же
12Х11В2МФ    Свыше 3    Не регламентируется    72
06X12Н3Д    Свыше 10    100    Не регламентируется
12А2МФА    Независимо от толщины    175    То же
15Х2МФА, 15Х2МФА-А    То же    200    "
18Х2МФА    "    300    "
Таблица 14
Режимы термического отдыха стыковых сварных соединений, выполненных дуговой или электронно-лучевой сваркой
Марки сталей сваренных деталей    Номинальная толщина стенки сваренных деталей, мм    Режим «термического отдыха»
        Минимальная температура, °С    Минимальная продолжительность, ч
10ГН2МФА, 10ГН2МФЛ    Свыше 50 до 110 (включительно)    150    8
15ГНМФА    Свыше 110    150    18
10Х2М, 05Х12Н2М    Свыше 30    100    8
12Х1МФ    Свыше 6    130    8
15Х1МФ    Свыше 6    150    10
06X12Н3Д, 15Х3НМФА, 15Х3НМФА-А    Независимо от толщины    150    12
08X13    Свыше 10    100    8
Отпуску подвергаются выполненные дуговой или электронно-лучевой сваркой сварные соединения деталей из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей.
Полной термической обработке подвергаются выполненные электрошлаковой сваркой сварные соединения деталей из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей.
Аустенизации подвергаются сварные соединения деталей из сталей аустенитного класса.
8.11. Отпуски подразделяются на промежуточные и окончательные.
Промежуточные отпуски проводятся после выполнения отдельных сварных соединений (усиливающих наплавок), если эти соединения (наплавки) в дальнейшем подлежат повторному отпуску (одному или нескольким).
Окончательные отпуски проводятся после выполнения всех предусмотренных сварочных (наплавочные) и термических операций на сварном или наплавленном изделии, а также после исправления дефектов сварных соединений (наплавки) с применением сварки (наплавки).
Кроме того, после выполнения предварительной наплавки кромок деталей, а также перед полной термической обработкой сварных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой, проводятся предварительные отпуски.
8.12. Номинальная температура промежуточных отпусков должна быть ниже номинальной температуры окончательного отпуска не менее чем на 15 °С.
8.13. Номинальная температура окончательных отпусков сварных соединений и наплавленных деталей во всех случаях не должна превышать номинальную температуру отпуска основного металла при его полной термической обработке по режимам, установленным стандартом или техническими условиями на полуфабрикаты из стали соответствующей марки.
8.14. Необходимость и температура отпусков выполненных дуговой или электронно-лучевой сваркой сварных соединений деталей из сталей перлитного класса или высокохромистых сталей в зависимости от марки стали и номинальной толщины сваренных деталей устанавливаются согласно табл. 15. При отсутствии соответствующих указаний в табл. 15 необходимость и температура отпусков устанавливаются ПТД.
В случаях, устанавливаемых ПТД, допускается проведение отпусков сварных соединений, для которых по номинальной толщине сваренных деталей необходимость отпусков указаниями табл. 15 не предусмотрена.
8.15. Проведение отпусков сварных соединений деталей из сталей различных марок или/и различной номинальной толщины обязательно в следующих случаях:
•    если согласно указаниям табл. 15 марка стали и номинальная толщина каждой из двух сваренных деталей определяют необходимость отпуска сварного соединения;
•    если согласно указаниям табл. 15 марка стали хотя бы одной из двух сваренных деталей определяет необходимость отпуска сварного соединения независимо от номинальной толщины деталей.
В остальных случаях необходимость отпусков указанных сварных соединений устанавливается ПТД.
8.16. Температура отпусков сварных соединений деталей из сталей различных марок, для которых указаниями табл. 15 предусмотрена различная температура отпусков, устанавливается ПТД. При этом номинальные температуры отпусков не должны выходить за пределы интервала между номинальными температурами, определяемыми согласно указаниям табл. 15 для отпусков сварных соединений деталей из сталей соответствующих марок, и не должны удовлетворять требованиям подразд. 8.12 и 8.13.
Таблица 15
Температура отпусков сварных соединений, выполненных дуговой или электронно-лучевой сваркой
Марки сталей сваренных деталей    Номинальная толщина сваренных деталей, мм    Температура отпусков, °С
        промежуточных    окончательных
        номинальная    предельные отклонения    номинальная    предельные отклонения
1    2    3    4    5    6
Ст3сп5, 10, 15, 15Л, 20, 20Л    До 36 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 36    610    ±20    630    ±20
20К, 22К, 25Л    До 36 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 36    620    ±20    640    +20
-10
06X12Н3Д    До 10 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 10    620    ±10    640    +10
-15
15ГС, 16ГС, 20ГСЛ, 09Г2С, 10ХСНД, 10ХН1М    До 30 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 30    630    ±15    650    ±15
10ГН2МФА, 10ГН2МФАЛ    До 10 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 10    620    ±10    650    ±10
15Х2НМФА, 15Х2НМФА-А, 15Х3НМФА, 15Х3НМФА-А    Независимо от толщины    620    ±10    650    ±10
07X16Н4Б    То же    -    -    650    ±10
16ГНМА, 15ГНМФА    До 25    -    -    -    -
    Свыше 25    640    ±15    660    ±15
12Х2МФА, 15Х2МФА, 15Х2МФА-А, 18Х2МФА    Независимо от толщины    655    ±10    670    ±10
05X12Н2М    То же    -    -    670    ±20
20ХМА, 20ХМ, 20ХМЛ    "    670    115    700    ±15
12МХ, 12ХМ, 15ХМ    До 10 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 10    690    ±20    710    ±20
10Х2М, 12Х2М1Л,
08X13, 12X13    До 6 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 6    690    ±20    710    ±20
12ХМФ, 20ХМФЛ    До 6 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 6    715    ±15    730    ±120
15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ    До 6 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 6    725    ±15    740    ±15
12Х11В2МФ    До 3 (включительно)    -    -    -    -
    Свыше 3    730    ±15    750    ±15
Примечания:
1. Для стыковых сварных соединений за номинальную толщину сваренных деталей следует принимать их номинальную толщину в зоне, непосредственно примыкающей к сварному шву.
2. При местной термической обработке (отпусках) сварных соединений деталей из сталей марок Ст3сп5, 10, 15, 15Л, 20, 20Л, 20К, 22К, 25Л, 15ГС, 16ГС, 20ГСА, 09Г2С, 10ХСНД, 10ХН1М, 10ГН2МФА, 10ГН2МФЛ, 16ГНМА, 15ГНМФА, 12МХ, 12Х, 15Х, 20ХМЛ, 12Х1МФ, 20ХМФЛ, 15Х1М1Ф и 15Х1М1ФЛ по согласованию с головной материаловедческой организацией допускается увеличение суммарных предельных отклонений от указанных в таблице номинальных температур отпусков до 40 °С.
3. По согласованию с головной материаловедческой организацией допускается не проводить высокий отпуск сварных соединений сталей марок 10ХСНД и 10ХН1М с номинальной толщиной стенки до 40 мм включительно.
4. В случаях, предусмотренных ПТД, для сварных соединений деталей из сталей марок Ст3сп5 и 20 допускается повышение верхнего предела температуры окончательного отпуска до 660 °С.
5. В случаях, предусмотренных ПТД, допускается проводить промежуточный отпуск сварных соединений деталей из сталей марок 12Х2МФА и 15Х2МФА при температуре 650 ± 10 °С.
8.17. Необходимость отпуска деталей после выполнения предварительной наплавки кромок определяется по табл. 15 как для сварных соединений этих деталей без наплавки кромок. При этом детали, кромки которых наплавлены аустенитными присадочными материалами, подвергаются предварительному отпуску по режиму окончательного отпуска, а детали, кромки которых наплавлены высокохромистыми присадочными материалами, - по режиму промежуточного отпуска.
8.18. Изделия с наплавленным антикоррозионным покрытием подвергаются отпуску в случаях, оговоренных ПТД. При этом температура отпусков устанавливается согласно табл. 15 как для сварных соединений деталей из сталей той же марки, что и наплавленные изделия.
Отпуски изделий с наплавленным антикоррозионным покрытием рекомендуется совмещать с отпусками сварных соединений.
8.19. Необходимость и температура отпусков сварных соединений деталей из двухслойных сталей, основной слой которых сварен перлитными присадочными материалами, определяются по табл. 15 без учета толщины плакирующего слоя.
8.20. Выполненные аустенитными присадочными материалами сварные соединения деталей из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей с деталями из сталей аустенитного класса, а также деталей из двухслойных сталей термической обработке не подлежат за исключением случаев, оговоренных чертежами и/или ПТД.
8.21. Для сварных соединений деталей из сталей аустенитного класса с деталями из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей (кроме сварных соединений Iн и IIн категорий), деталей из двухслойных сталей, а также для деталей (изделий) с наплавленными антикоррозионными покрытиями число окончательных отпусков не должно превышать пяти.
8.22. Выполненные дуговой или электронно-лучевой сваркой сварные соединения деталей из сталей аустенитного класса, предназначенные для работы при температуре до 360 °С (независимо от толщины сваренных деталей), а при номинальной толщине сваренных деталей до 10 мм включительно и также предназначенные для работы при температуре свыше 360 °С, термической обработке не подлежат за исключением случаев, оговоренных чертежами и/или ПТД.
8.23. Выполненные дуговой или электронно-лучевой сваркой сварные соединения деталей из сталей аустенитного класса номинальной толщиной свыше 10 мм, предназначенные для работы при температуре 450 °С (стали марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т), свыше 500 °С (стали марок 08Х18Н10, 09Х18Н9, 10Х18Н9, 12Х18Н9), свыше 560 °С (сталь марки 08Х16Н11М3), подлежат аустенизации при температуре 1000 ± (20 ¸ 30) °С за исключением случаев, устанавливаемых по согласованию с головной материаловедческой организацией и указываемых в чертежах и ПТД.
При невозможности проведения аустенизации указанных сварных соединений по согласованию с головной межведомственной материаловедческой организацией допускается применение следующей технологии:
•    выполнение предварительной наплавки кромок деталей покрытыми электродами марок А-1 (А-1Т) или А-2 (А-2Т) (толщина наплавки должна соответствовать требованиям п. 6.3.2);
•    проведение аустенизации деталей с наплавленными кромками при температуре 1000 ± (20 ¸ 30) °С;
•    механическая обработка наплавленных кромок;
•    выполнение сварного соединения сварочными материалами согласно табл. 7 без последующей термической обработки.
Указанная технология должна быть отражена в чертежах и включена в ПТД.
Необходимость, вид и режимы термической обработки сварных соединений Iн и IIн категорий других сталей, а также указанных выше сталей при более низких температурах устанавливаются по согласованию с головной межведомственной материаловедческой организацией и указываются в чертежах и ПТД.
8.24. После окончания выполняемой с подогревом электрошлаковой сварки деталей из сталей перлитного класса следует проводить предварительный отпуск сварного соединения без охлаждения металла шва и околошовной зоны основного металла ниже минимальной температуры подогрева при сварке (за исключением случаев, предусмотренных ПТД). При этом температура предварительного отпуска должна быть не ниже температуры окончательного отпуска, определяемой согласно табл. 15 в зависимости от марки свариваемой стали.
8.25. Все выполненные электрошлаковой сваркой соединения деталей из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей вне зависимости от проведения предварительного отпуска следует подвергать полной термической обработке по режимам, установленным для основного металла.
Допускается проведение полной термической обработки выполненных покрытыми электродами марки ЦЛ-59 сварных соединений деталей из сталей марок 10ГН2МФА и 10ГН2МФАЛ.
8.26. Все выполненные электрошлаковой сваркой соединения деталей из сталей аустенитного класса следует подвергать аустенизации по режимам, установленным для основного металла.
8.27. При полной термической обработке любых сварных соединений, а также при отпусках или аустенизации продольных, меридианальных, хордовых и круговых сварных соединений и всех наплавленных деталей сварные (наплавленные) изделия следует помещать в печь целиком.
При отпусках и аустенизации кольцевых сварных соединений труб и других цилиндрических деталей допускается местная термическая обработка, что должно быть оговорено в чертежах и/или ПТД.
8.28. При местной термической обработке сварных соединений общая зона контролируемого нагрева металла состоит из основной и дополнительных зон и должна включать сварной шов и примыкающие к его краям участки основного металла на расстояниях L, минимальные значения которых в зависимости от номинальных диаметров и толщин сваренных деталей приведены в табл. 16.
Таблица 16
Ширина зоны контролируемого нагрева основного металла L1, мм
Номинальные размеры сваренных деталей на участках, примыкающих к сварному шву    Минимальное расстояние, мм
Наружный диаметр, мм    Толщина, мм   
До 200 (включительно)    До 20 (включительно)    40
    Свыше 20    50
Свыше 200 до 300 (включительно)    До 25 (включительно)    60
    Свыше 25    70
Свыше 300 до 500 (включительно)    До 30 (включительно)    90
    Свыше 30    120
Свыше 500 до 1000 (включительно)    До 50 (включительно)    180
    Свыше 50 до 100 (включительно)    250
    Свыше 100    300
Примечание. При наружном диаметре сваренных деталей свыше 1000 мм значение L устанавливается ПТД.
Основная зона контролируемого нагрева включает сварной шов и примыкающие к его краям участки основного металла на расстояниях, равных номинальным толщинам сваренных деталей при толщине деталей до 50 мм (включительно), а при большей толщине деталей - на расстоянии 50 мм. В пределах основной зоны температура металла в процессе выдержки должна соответствовать заданной температуре отпуска (аустенизации) с учетом установленных допусков.
Дополнительная зона контролируемого нагрева включает участки основного металла общей зоны, не входящие в основную зону. В пределах дополнительной зоны допускается снижение температуры металла в процессе выдержки по сравнению с заданной температурой отпуска (аустенизации), но не более чем на 50 °С от минимально допустимой температуры (с учетом минусового допуска).
8.29. После сварки листов или других полуфабрикатов (в том числе с наплавленным антикоррозионным покрытием) для последующего изготовления фасонных деталей путем деформирования (вальцовки, штамповки, гибки и т.п.) сварные соединения, подлежащие термической обработке, должны быть подвергнуты таковой до начала процесса деформирования. При горячем деформировании в случаях, предусмотренных ПТД, указанную термическую обработку допускается не проводить.
8.30. При термической обработке контрольных сварных соединений все технологические нагревы до температуры 550 °С для углеродистых и кремнемарганцовистых сталей и до температуры 450 °С для остальных сталей (в том числе подогрев при сварке и термический отдых), выполняемые при изготовлении (монтаже) производственных сварных изделий до проведения термической обработки (отпуска, закалки или нормализации), а также все отпуски (включая предварительный), выполняемые до проведения нормализации или закалки, допускается не воспроизводить. Вне зависимости от проведения указанных технологических нагревов и выполняемых до нормализации или закалки отпусков результаты испытаний контрольного сварного соединения распространяются на однотипные производственные сварные соединения как подвергаемые, так и не подвергаемые этим нагревам и отпускам.
8.31. Температура печи при загрузке в нее сварного изделия для термической обработки должна отличаться от температуры металла, подлежащего термической обработке изделия, не более чем на 300 °С.

Новости