Электроды для теплоустойчивых сталей Э55: характеристики и применение
Электроды для теплоустойчивых сталей Э55 — покрытые плавящиеся электроды, обеспечивающие наплавленному металлу гарантированный предел длительной прочности при рабочей температуре до 585 C. Тип Э55 регламентирован ГОСТ 9467-75 и предназначен для сварки пароперегревательных труб, коллекторов, барабанов котлов и корпусных деталей энергооборудования из низколегированных молибден-ванадиевых и хромомолибденовых сталей. Наплавленный металл сохраняет жаропрочность за счёт карбидного упрочнения молибденом и ванадием, а легирование хромом повышает сопротивление окалинообразованию.
Марки и соответствие стандартам
Электроды типа Э55 выпускают по ГОСТ 9467-75 с индексами основного покрытия. Наиболее распространённые марки:
- ТМЛ-1У — сварка стали 12Х1МФ в монтажных и заводских условиях;
- ЦЛ-20 — стыковые соединения паропроводов 133–465 мм;
- ЦЛ-45 — корпусные детали арматуры высокого давления;
- ОЗС-11 — ответственные узлы котлоагрегатов;
- АНЖР-1 — сварка теплоустойчивых сталей перлитного класса.
Покрытие — основное (фтористо-кальциевое), сварка выполняется постоянным током обратной полярности. Перед применением электроды прокаливают при 350–400 C в течение 1–1,5 ч; повторный прокал допускается не более трёх раз.
Технические параметры наплавленного металла
| Показатель | Значение | Условие | Метод контроля | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|
| Предел длительной прочности | 55 | 565 C, 10 ч | ГОСТ 10145 | МПа |
| Предел текучести | 390 | 20 C | ГОСТ 1497 | МПа |
| Относительное удлинение | 16 | 20 C | ГОСТ 1497 | % |
| Ударная вязкость | 78 | 20 C | ГОСТ 9454 | Дж/см |
| Содержание хрома | 0,8–1,3 | наплавленный металл | спектральный анализ | % |
| Содержание молибдена | 0,5–0,9 | наплавленный металл | спектральный анализ | % |
Технология сварки и термообработка
Сварку ведут узкими валиками с перекрытием 30–40 % ширины шва, без поперечных колебаний. Ток — 130–180 А для электродов 3,0 мм и 170–220 А для 4,0 мм. Сварку соединений из стали 12Х1МФ выполняют с предварительным подогревом до 200–250 C и сопутствующим подогревом при толщине стенки свыше 20 мм. После сварки обязательна высокотемпературная термообработка: отпуск при 710–750 C с выдержкой 1 ч на 25 мм толщины, скорость нагрева не выше 150 C/ч.
Без термообработки в околошовной зоне формируется структура незавершённого отпуска с повышенной твёрдостью до 320 HV, что снижает сопротивление хрупкому разрушению при эксплуатационных температурах.
Области применения
- Пароперегреватели и промежуточные пароперегреватели котлов ТГМП-314, П-57;
- Главные паропроводы ТЭС и ТЭЦ 219–465 мм из стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф;
- Корпуса стопорных и регулирующих клапанов турбин К-300-240;
- Коллекторы и трубные системы теплообменников высокого давления;
- Ремонтная сварка литых деталей арматуры из стали 20ХМЛ.
Контроль качества соединений
Швы подвергают радиографическому контролю по ГОСТ 7512 и ультразвуковой дефектоскопии по ГОСТ 14782. Твёрдость металла шва после термообработки не должна превышать 240 HB. Для оценки жаропрочности выполняют испытания на длительную прочность образцов-свидетелей, сваренных одновременно с изделием.
Вопросы и ответы
Для каких сталей применяются электроды типа Э55?
Для низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса: 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМЛ, 12МХ. Сварка ведётся с предварительным и сопутствующим подогревом.
Какой ток используется при сварке электродами Э55?
Постоянный ток обратной полярности. Для электродов 3,0 мм — 130–180 А, для 4,0 мм — 170–220 А. Сварка на прямой полярности не допускается из-за нестабильного горения дуги.
Нужна ли термообработка после сварки?
Да, обязателен высокотемпературный отпуск при 710–750 C. Без него в околошовной зоне формируется структура с твёрдостью до 320 HV и сниженной длительной прочностью.
При какой температуре прокаливают электроды перед сваркой?
При 350–400 C с выдержкой 1–1,5 ч. Повторный прокал допускается не более трёх раз, после чего покрытие теряет защитные свойства.
