CC BY
51- существующие в организации цели по охране труда необходимо подкрепить соответствующими разделами в Положении СУОТ;
- подкрепить соответствующими разделами в Положении о СУОТ существующие в организации процедуры мониторинга исполнения и оценки результативности в области охраны труда;
- привести процедуры проведения проверок в Положении, а в отчетах по проверкам сделать выводы об эффективности СУОТ в организации;
- разработать раздел «Исходный анализ» в Положении, согласно ГОСТ 12.0.230.2-2015 «Система стандартов безопасности труда. Системы управления охраной труда. Оценка соответствия. Требования», так как он служит основой для создания СУОТ и определить возможности по непрерывному совершенствованию системы управления охраной труда [10];
- выполнять процедуры непрерывного совершенствования соответствующих элементов охраны труда и СУОТ организации в целом, учитывая новую информацию в области охраны труда и изменения в НПА и в программах по охране труда.
Таким образом, выполненный анализ СУОТ в МУП «БГЭС», дал возможность выявить основные недостатки системы и предложить мероприятия по совершенствованию СУОТ в исследуемой организации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Федосов А.В., Вадулина Н.В., Шарафутди-нова Г.М., Абдрахманов Н.Х., Расулов С.Р. Охрана труда. Монография. - Уфа: Изд-во УГНТУ, В 2-х частях / Уфа, 2017. Том Часть 1 - 239 с., Часть 2 -183 с.
2. Федосов А.В., Фаизова З.В., Батршина Д.Р., Рассказов М.Ю. Совершенствование управления безопасностью труда организации на основе концепции профессионального риска на примере ПАО «Газпром»// Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - № 5, 2017. - С. 53 - 59.
3. Fedosov A.V., Abdrakhmanov N. Kh., Vadul-ina N. V., Ryamova S.M., Gaysin E. Sh. A New Approach for a Special Assessment of the Working Conditions at the Production Factors' Impact Through Forecasting the Occupational Risks Man in India, 2017, Volume : No.97 Issue No. : 20, pp. 495-511.
4. Федосов А.В., Закирова З.А., Абдрахимова И.Р. Перспективы применения риск-ориентированного подхода в области промышленной безопасности // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн./УГНТУ. 2018. №1. С.145-161. URL: http://ogbus.ru/issues/1 2018/ogbus 1 2018 p145-161 FedosovAV ru.pdf
5. Fedosov A.V., Kozlova A., Abdrakhmanov N. The place of measurement uncertainty in the analysis of industrial safety state. Norwegian Journal of development of the International Science, №15/2018, VOL.1, pp. 58 - 61
6. РОСТЕХНАДЗОР. Федеральная служба по экологическому, технологическому, и атомному надзору [Электронный ресурс]. - URL: http://www.gosnadzor.ru/ (дата обращения:)
7. О компании ООО «Башкирэнерго» [Электронный ресурс]. - URL: https://www.bashkirenergo.ru/ (дата обращения: 04.06.2018)
8. Муниципальное унитарное предприятие "Белорецкие городские электрические сети" [Электронный ресурс]. - URL: http://belges.ru/ (дата обращения: 04.06.2018).
9. Положение о системе управления охраной труда (СУОТ) МУП «Белорецкие городские электрические сети», 2017.- 1-24с.
10. ГОСТ 12.0.230.2-2015. Система стандартов безопасности труда. Системы управления охраной труда. Оценка соответствия. Требования. - Введ. 2016-06-09.-М.: Стандартинформ, 2016. - 26 с. -(Национальный стандарт Российской Федерации).
11. Об утверждении порядка обучения по охране труда и проверки знаний требований охраны труда работников организаций. Утвержден совместным постановлением Минтруда РФ и Минобразования от 13 января 2003 г. № 1/29.
REMOVAL OF RESIDUAL STRESSES OF WELDED PIPES
Jumagazieva S.
candidate of technical Sciences, associate Professor, Yessenov University, Aktau
СНЯТИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ СВАРНЫХ ТРУБ
Джумагазиева Ш.К.
кандидат технических наук, доцент, КГУТИ имени Ш. Есенова, Актау
Abstract
The presence of residual stresses and strains leads to a decrease in the performance of welded pipelines, as in their work the residual stresses are added to the stresses from external loads. To improve the performance of welded pipelines, it is necessary to apply heat treatment using a tempering mode, which will reduce the amount of welding deformations and stresses.
Аннотация
Наличие остаточных напряжений и деформаций приводит к снижению работоспособности сварных трубопроводов, так как при их работе остаточные напряжения складываются с напряжениями от внешних нагрузок. Для повышения работоспособности сварных трубопроводов необходимо применить термическую обработку с применением режима отпуска, которые снизят величину сварочных деформаций и напряжений.
Keywords: steel pipe, residual stresses, deformations, heat treatment
Ключевые слова: стальная труба, остаточные напряжения, деформации, термическая обработка
При сварке труб в зоне сварного шва от воздействия концентрированного источника тепла происходит неравномерный нагрев металла. Такой нагрев вызывает образование временных и остаточных сварочных напряжений, и деформаций.
Остаточные сварочные напряжения возникают в результате затруднений расширения и сжатия металла при его нагреве и охлаждении. Стальная труба может изменить форму и размеры, т.е. деформироваться. Наличие остаточных напряжений и деформаций приводит к снижению работоспособности сварных трубопроводов, так как при их работе остаточные напряжения складываются с напряжениями от внешних нагрузок. Высокий уровень напряжений является одной из основных причин образования трещин в сварном соединении. Для повышения работоспособности сварных трубопроводов необходимо применить термическую обработку с применением режима отпуска, которые снизят величину сварочных деформаций и напряжений [1].
При нагреве сварного шва в нем возникают напряжения сжатия, уравновешенные растягивающими напряжениями в основном металле. После полного остывания в шве будут растягивающие, а в основном металле - сжимающие напряжения. Если сварной шов не связан со свариваемыми витками, то свободные температурные деформации приведут к его удлинению.
На самом же деле шов жестко связан со свариваемыми витками, и свобода его к изменению размеров при нагреве и охлаждении ограничена. Действительные деформации в шве при нагреве будут меньше, чем должны быть при свободном напряжении, т.е. металл шва расширяется в стесненных условиях, и в нем возникают сжимающие напряжения. Но расширяющийся в высокотемпературной зоне металл растягивает более холодные участки, в которых возникают растягивающие напряжения.
Вибрационная прочность сварных труб также снижается под действием остаточных растягивающих напряжений. Практически деформации и остаточные напряжения при наличии концентраторов в условиях пониженных температур могут оказывать резко отрицательное влияние на сопротивление сталей началу хрупкого разрушения.
Сжимающие остаточные напряжения понижают местную устойчивость тонкостенных элементов сварных труб. Местная устойчивость тонкостенных элементов трубы определяется величиной действующих в них напряжений сжатия или сдвига. Нередко местная потеря устойчивости таких элементов наступает от остаточных напряжений еще
до приложения рабочих нагрузок. Потеря местной устойчивости может явиться непосредственной причиной потери общей устойчивости.
Перемещение свариваемых труб в процессе сварки создают деформации в зоне кристаллизации металла сварочной ванны и могут привести к образованию горячих (кристаллизационных) трещин.
Во время сварки, в ряде случаев, возникают перемещения в зоне формирования сварного соединения. Это может привести к смещению свариваемых кромок и изменению зазора в стыке, в результате чего возникает непровар [1].
Высоким требованиям лишь в редких случаях могут отвечать материалы в состоянии поставки. Основная часть ответственных конструкционных элементов нуждается в упрочнении или стабилизации эксплуатационных свойств, не изменяющихся с течением времени, поэтому одним из способов повышения механических и физико-химических свойств металлических материалов является термическая обработка.
Термообработку проводят с целью изменения структуры и соответственно свойств металла. Термическая обработка применяется для целенаправленного изменения структуры материала, а именно, фазового состава и перераспределения компонентов, размеров и формы кристаллических зерен, вида дефектов, их количества и распределения, что позволяет, в конечном счете, достаточно легко получать требуемые свойства материалов.
Важно помнить, что свойства металла зависят не только от их структуры, но и от их химического состава, который формируется в ходе проведения металлургических и литейных процессов. При термической обработке химический состав остается неизменным. Задачами термической обработки являются ликвидация внутренних напряжений в металле после сварки, а также после деформации при производстве стальных электросварных спирально -шовных труб. Отпуск проводится для приведения закаленного сплава в более устойчивое структурное состояние, снятия внутренних напряжений, повышения вязкости и пластичности.
Качество термической обработки определяют следующие основные критерии:
- обеспечение требуемых свойств материала;
- сведение к минимуму побочных явлений -нежелательного изменения геометрических параметров изделий (формы, размеров, состояния поверхности) или нарушения сплошности материала;
- обеспечение высоких технико-экономических показателей термического передела.
Таким образом температура отпуска существенно влияет на структуру и свойства стали [2].
Рассмотрим влияние отпуска на основании анализа теоретических исследований 3-х режимов термической обработки: низкий отпуск при температуре до 250оС, средний при температуре до 400оС и высокий отпуск при температуре от 500 до 650ОС [3].
Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температуры ниже 7270, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которого сталь получает требуемые механические свойства. Отпуск полностью или частично устраняет напряжения. Чем выше температура, тем больше и снятие напряжений. Наиболее интенсивно напряжения снижаются в результате выдержке при температуре 650оС в течение часа. Скорость охлаждения после отпуска также оказывает большое влияние на величину остаточных напряжений. Чем, медленнее охлаждение, тем меньше остаточные напряжения [3].
При низком отпуске снижаются внутренние напряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость, без заметного снижения твердости. Однако такое изделие не выдерживает значительных динамических нагрузок. Средний отпуск обеспечивает высокий предел упругости, предел выносливости и релаксационную стойкость. Структура стали после среднего отпуска - троостит отпуска или троостомартенсит. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.
Структура низколегированных сталей, при низком и среднем отпуске изменяется мало, происходит лишь уменьшение плотности дислокаций по сравнению с исходной структурой. Поскольку фер-рито-перлитная структура этих сталей представляет собой смесь феррита и цементита, при отпуске в ней протекает лишь коагуляция карбидных фаз, что не приводит к заметному изменению механических свойств сталей феррито-перлитного класса. Процессы коагуляции карбидной фазы в определенной мере сказываются лишь при отпуске нормализованных сталей с карбидным упрочнением. При температурах отпуска 600-650°С наблюдается снижение прочностных характеристик стали. В структуре имеются участки игольчатого феррита, отдельные зоны с нижним бейнитом и даже отпущенным мартенситом.
Исследования влияния температуры отпуска на микроструктуру стали 17Г1С-У выявили, что отпуск при температурах 200-300°С мало влияет на микроструктуру этой стали. Повышение температуры отпуска до 450°С приводит к началу распада исходной структуры, о чем свидетельствует размытость контура фаз, потеря отчетливой игольчатой ориентации и т. д. В первую очередь распадаются зоны с повышенным содержанием углерода.
Интенсивный распад бейнита начинается при температуре 500°С; при 600°С и, особенно, при 650°С происходит заметная коагуляция карбидной фазы и рекристаллизация матрицы. Коагуляция — объединение мелких диспергированных частиц в большие по размеру агрегаты. С повышением температуры отпуска дислокационная структура изменяется главным образом из-за развития процессов полигонизации и рекристаллизации ферритной матрицы. В результате отпуска при 450° С в бей-нитных кристаллах появляются размытые ячейки с пониженной плотностью дислокаций в центре и повышенной у периферии. При повышении температуры отпуска ячейки становятся более четкими и увеличиваются в размерах. Появляются субзерна с узкими четкими границами, свободные или почти свободные от дислокаций. По мере роста субзерна могут приобрести большеугловые границы с поли-гонизованной матрицей, что может рассматриваться как начало рекристаллизации.
Структура и свойства низколегированных сталей, формирующиеся при отпуске полигонизацией как второй стадией возврата, перераспределением дислокаций, первоначально расположенных неравномерно, с образованием более или менее правильных стенок, делящих кристалл на фрагменты — субзерна. Рассматривая процессы отпуска горячекатаных или нормализованных сталей перлитного класса, следует отметить, что их механические свойства, зависят от температуры отпуска. Одно из возможных объяснений отмеченного эффекта состоит в следующем. Известно, что «островки» мартенсита в бейнитной структуре сильно обогащены углеродом и поэтому должны содержать большое количество остаточного аустенита. При отпуске превращение аустенита может происходить не только в промежуточной области, но и в области перлитного превращения [2].
Как было описано выше, что при низком и среднем отпуске структура низколегированных сталей не изменяется, а высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали, а также снимает напряжения тем полнее, чем выше температура отпуска.
В результате анализа влияния 3-х видов отпуска на структуру и свойства стальных электросварных спирально-шовных труб большого диаметра выбран режим термической обработки в виде высокого отпуска при температуре от 600 оС до 650ОС, так как при низком и среднем отпуске структура и свойства металла и сварного шва существенно не изменяются.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ф.А. Хромченко: «Сварка оборудования электростанций». Москва «Энергия» 1977 с. 61-96.
2. Ю.М. Лахтин: Металловедение и термическая обработка металлов. Москва «Металлургия», 1979 с. 46-67
3. P: AMTP/SP/QC-10- Процедура проведения термической обработки сварных соединений
