Нержавеющая сталь для сварных конструкций

Обновлено: 09.05.2024

Высокая востребованность нержавеющих сталей объясняется их особыми свойствами, которых лишены стандартные углеродистые сплавы. Огромное разнообразие видов коррозионностойкой стали позволяет подобрать металл для успешного выполнения самых разных технологических задач.

Общие характеристики коррозионностойкой стали

К коррозионностойким сталям относят металлические сплавы, обладающие высокой стойкостью к коррозийным процессам в разных атмосферных и климатических условиях, воде, агрессивных газовых и химических средах. Антикоррозийные свойства обеспечиваются обогащением углеродистой стали специальными элементами, важнейший из них – это хром. Его минимальное содержание в структуре сплавов составляет 10,5%.

В данный момент существует около 250 марок нержавейки. Самые используемые легирующие элементы – это никель, кобальт, титан, молибден, ниобий. Углерод, в обязательном порядке входящий в состав, придает готовым изделиям нужную прочность и твердость. Изменение пропорций химических элементов дает металл с различными свойствами, предназначенный для определенных сфер использования.

Характеристики нержавеющих сталей и области их применения

Все виды нержавеющих составов можно условно разделить на несколько групп. Каждая объединяет материалы с определенными химическими свойствами и внутренней структурой.

Один из самых распространенных и востребованных видов. Высокое содержание никеля и хрома (до 33%) обеспечивает исключительную стойкость к коррозии и непревзойденную прочность изделиям. Важное преимущество – технологичность. Материал хорошо сваривается, более вязок и пластичен, чем ферритный, не магнитен.
К маркам аустенитного класса относятся: 04Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н9, 08Х18Н10, AISI 304, AISI 316 и др.
Сфера их использования широка. Аустенитные типы сплавов используются в качестве конструкционного материала, из которого изготавливаются изделия методом холодной штамповки и сварки. Это могут быть различные емкости, обшивка, трубопроводы, оборудование для переработки и хранения продуктов питания, фармакологическое, медицинское, лабораторное оборудование, детали для машиностроительной, автомобилестроительной, самолетостроительной отрасли, технологические агрегаты для химической отрасли.

Марки: 15Х28, 08Х18Т и др.
В данной группе металлов повышенное содержание хрома (до 20%). Он обеспечивает устойчивость изделий к чрезвычайно агрессивным химическим средам, высокие магнитные свойства. Антикоррозийная стойкость ниже, чем у металлов аустенитной группы, поэтому ферритные виды используются в тех сферах, где требования по данному параметру не так значительны.
Основные потребители хромистых ферритных сталей – производственные предприятия химической отрасли, тяжелого машиностроения, энергетической сферы. Их используют для производства оборудования и деталей, работающих в кислотных и щелочных растворах, бытовом приборостроении, пищевой промышленности.

Марки: 20Х13, 40Х13, 30Х13 и др.
Благодаря высокому содержанию углерода, это наиболее прочные сплавы среди нержавеющей стали. Металлические изделия этой группы чрезвычайно износостойки, хорошо эксплуатируются в условиях высоких температур, но больше подвержены коррозийным процессам. Данный вид металла может быть подвержен термической закалке, именно к этому типу относится коррозионностойкая жаропрочная сталь, успешно противостоящая окислению и пригодная для использования при высоких температурах. Металлопродукция сохраняет свои первоначальные свойства даже при постоянном термическом воздействии, материал характеризуется минимальным содержанием вредных примесей.

Примеры марок: 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т и др.
Комбинированные марки могут обладать аустенитно-мартенситной или аустенитно-ферритной структурой и органично сочетают положительные свойства сплавов данных типов.

Основные марки нержавеющих сталей

Для лучшего понимания состава и основных свойств нержавеющих сплавов важно знать принцип их маркировки. Принцип расшифровки марки следующий:

первый числовой показатель обозначает количество углерода в сотых долях процентов;
обозначения Х – хром, М – молибден, Н – никель показывают содержание данных элементов, исчисляемых в процентах.

Наиболее популярные марки:

ГОСТ 20Х13 (AISI 420, DIN 1.4021) – нержавейка с мартенситной структурой, не поддается свариванию, не склонна к отпускной хрупкости, в процессе производства не образует внутренних дефектов. Используется для изготовления измерительного, режущего инструмента, пружин, рессор.

ГОСТ 12Х17 (AISI 430, DIN 1.4016) – ферритная нержавеющая жаропрочная марка, не содержит в составе никеля. Характеризуется хорошей антикоррозийной сопротивляемостью в средне-агрессивных химических средах и высоких температурах.

ГОСТ 12Х18Н9 (AISI 304, DIN 1.4301) – жаропрочный коррозионностойкий сплав, используемый в сварных конструкциях, контактирующих с агрессивными средами. Применяется для листовых деталей, сварной аппаратуры, теплообменников, аппаратов, работающих под давлением.

ГОСТ 08Х18H10 (AISI 304H, DIN 1.4948) – аустенитный тип жаропрочного коррозионноустойчивого сплава, применяемый для производства трубного проката, узлов и агрегатов для химической и машиностроительной сферы, теплообменников, промышленных емкостей.

ГОСТ 03Х18H11 (AISI 304L, DIN 1.4306) – хромоникелевая марка используется для производства оборудования, емкостей и трубопроводов для химической промышленности, в производстве азотной кислоты и других агрессивных веществ.

ГОСТ 08Х18H10Т (AISI 321, DIN 1.4541) – нержавеющий жаростойкий и жаропрочный сплав, немагнитный, устойчивый к окислению и обладающий хорошей свариваемостью без предварительного нагрева. Используется в качестве пищевой и технической нержавейки для производства листового и трубного проката, сварной аппаратуры, изготовления емкостей, цистерн, резервуаров и оборудования в химической и нефтегазовой промышленности.

ГОСТ 03Х17H14М2, 03Х17H14М3, (AISI 316, 316S, 316L) – незакаливаемая аустенитная марка, области применения – сварные детали, оборудование для целлюлозно-бумажной и химической промышленности, корпусы котлов, емкости и установки для угольной промышленности.

ГОСТ 08Х17H13М2Т (AISI 316Ti, DIN 1.4571) – конструкционный жаростойкий жаропрочный нержавеющий сплав применяется для крепежных деталей и сварных конструкций в разных отраслях промышленности.

ГОСТ 20Х23H18 (AISI 310S, DIN 1.4845) – жаропрочная и жароустойчивая аустенитная стальная нержавейка, применяемая для изготовления поковок, хомутов, камер сгорания, крепежных деталей и элементов котлов, б/ш труб, муфтелей.

При выборе нержавеющей стали следует учитывать условия эксплуатации металла, предполагаемую нагрузку, необходимые дополнительные свойства изделия. Если вы сомневаетесь, как правильно выбрать нержавеющую сталь, лучше обратиться к специалистам. Оставляйте заявку на сайте, и наши менеджеры дадут рекомендации по подбору оптимальных марок нержавеющих сплавов для заданных условий эксплуатации.

Коррозионностойкая сталь

Коррозионностойкая сталь (она же нержавейка) прочно вошла в нашу жизнь и применяется в различных сферах: от химической и авиационной промышленности до изготовления товаров повседневного спроса. Все дело в том, что этот вид стали показывает гораздо лучшие характеристики, чем обычная, а разнообразие марок позволяет подобрать материал, наиболее точно отвечающий запросам.

История этого материала насчитывает более века, а количество марок превышает две сотни, поэтому важно понимать их особенности, выбирая нержавейку в качестве материала для своих нужд. В нашей статье мы расскажем, какими характеристиками обладает коррозионностойкая сталь, на какие типы ее делят, а также поговорим о нюансах западной и отечественной маркировки.

Характеристики коррозионностойкой стали

Коррозионностойкая сталь, изобретение металлурга Гарри Бреарли, была запатентована в 1913 году в Англии. Благодаря данному материалу сталелитейная и другие отрасли промышленности вышли на совершенно новый уровень.

Обычные стальные сплавы получили уникальные свойства, смогли сопротивляться образованию ржавчины за счет добавления в их состав хрома. Для коррозионностойких сталей и сплавов содержание данного элемента должно быть не меньше 10,5%. Таким образом достигаются следующие характеристики:

очень высокая устойчивость к появлению коррозии;
отличная прочность;
хорошая свариваемость;
простота обработки при помощи холодной деформации;
большой срок эксплуатации, в течение которого материал сохраняет изначальные качества;
привлекательный вид изделий.

Обязательными компонентами коррозионностойких сталей являются хром и железо. За счет того, что данные добавки дополняют друг друга, материал приобретает уникальные характеристики. Хром соединяется с кислородом и формирует на поверхности сплава оксидную пленку – именно она препятствует формированию ржавчины.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Однако описанные свойства нержавеющей стали можно еще улучшить при помощи легирующих добавок, таких как никель, титан, молибден, ниобий, кобальт, пр. Благодаря легированию на производствах создают множество видов стальных нержавеющих сплавов, которые имеют различные характеристики и назначения.

Углерод, содержащийся в коррозионностойкой стали, обеспечивает металлу высокую твердость и прочность. Кроме того, данный элемент входит во все стальные сплавы, так как от него зависят многие значимые свойства.

Нержавеющая сталь имеет ряд уникальных качеств, поэтому ее активно применяют в сферах, предполагающих, что изделие или оборудование должно постоянно функционировать при высокой влажности и воздействии агрессивных сред. Из коррозионностойких сталей делают предметы для использования в промышленности и даже в быту – именно этот металл является материалом столовых приборов, ножей, элементов коммуникаций, ограждающих конструкций, деталей оборудования, пр.

4 вида коррозионностойкой стали

Классификация нержавеющих сплавов установлена ГОСТами, где сталь описана в соответствии с производственными процессами и сферами ее использования.

Среди сплавов выделяют группы на основании их структуры, разных легирующих добавок и доли углерода в составе. От содержания элементов зависит область применения конкретного сплава.

Коррозионностойкие стали делят на такие основные группы:

Ферриты

В ферритную группу входят хромистые стали, на которые ставится маркировка в виде буквы F. Речь идет о сплавах, характеризующихся значительной долей хрома, содержание которого доходит до 30%, при небольшом количестве углерода – до 0,15%. Такие металлы имеют ферромагнитные свойства, иными словами, отличаются намагниченностью за пределами магнитного поля при низкой критической температуре.

Чтобы добиться необходимых свойств металла, на производствах подбирают оптимальное соотношение углерода и хрома.

Среди главных достоинств таких коррозионностойких сталей выделяют высокую прочность и пластичность.

Не менее важны их следующие свойства:

хорошо поддаются холодной деформации;
имеют высокую сопротивляемость образованию ржавчины;
обеспечивают возможность термообработки при помощи отжига.

Мартенситы

В данную группу входит сталь со структурой, формируемой при помощи закалки заготовки или слитка металла и его дальнейшего отпуска. Стоит пояснить, что закалка предполагает нагрев до температуры, превышающей критический уровень, а под отпуском понимают быстрое охлаждение.

Благодаря подобному воздействию перестраивается кристаллическая решетка коррозионностойкой стали, последняя приобретает большую твердость. Однако параллельно может возрасти хрупкость.

В итоге получаются сплавы с такими качествами:

высокая твердость;
увеличенная прочность;
упругость;
стойкость к ржавчине;
жаропрочность.

За счет увеличения доли углерода удается повысить твердость металла и устойчивость к износу.

Аустениты

Этот класс коррозионностойких сталей выделяется на общем фоне химическим строением – здесь атомы углерода включаются в молекулярную решетку железа. Немаловажно, что такой металл считается высоколегированным, имея до 33% хрома и никеля. Благодаря немагнитности сплавы используются в целом ряде производственных процессов.

Металлы этой группы обладают следующими качествами:

пластичность в холодном и горячем состоянии;
прочность;
возможность проведения сварочных работ на высоте;
сопротивление агрессивным средам, в том числе азотной кислоте;
чистота в экологическом плане;
стойкость к электромагнитным излучениям.

Чтобы добиться стабильного аустенита, гранецентрированной кристаллической решетки железа, в сталь в качестве легирующего элемента добавляют никель. Его доля в сплаве должна достигать 9%. Титан и ниобий обеспечивают устойчивость металла к межкристаллитной коррозии – содержащие их сплавы принято называть стабилизированными.

Комбинированные сплавы

В таких металлах сочетаются структура и свойства аустенитно-мартенситной либо аустенитно-ферритной группы.

Аустенитно-ферритные сплавы отличаются небольшой долей никеля и значительным содержанием хрома, которое превышает 20%. Роль легирующих компонентов играют ниобий, титан, медь. За счет термической обработки обеспечивается равное соотношение феррита и аустенита. На производствах подобные материалы ценят за пластичность, устойчивость к межкристаллической коррозии, способность справляться с ударными нагрузками и прочность, которая выше, чем у аустенитов.

Аустенитно-мартенситная группа имеет 12–18% хрома и 3,7–7,5% никеля, также в составе нередко бывают присадки алюминия. Чтобы добиться высокой прочности такой коррозионностойкой стали, осуществляют ее закалку при более чем +975 °C и отпуск при +450–500 °C. Эти сплавы характеризуются повышенным пределом текучести. Стоит пояснить, что данное свойство говорит о напряжении, при котором деформация возрастает без роста нагрузки. Такие коррозионностойкие стали хорошо поддаются сварке и имеют отличные механические свойства.

Маркировка и применение коррозионностойкой стали

Сегодня существует более 50 марок коррозионностойких хромоникелевых сталей. Их используют как материал для трубного и плоского проката, арматуры, швеллеров, балок, уголков, профилей. Кроме того, нержавеющая сталь активно применяется в сфере авто-, авиастроения, энергетической промышленности.

Из аустенитов производят изделия методом сварки и холодной штамповки, такие как:

строительные резервуары;
трубы;
установки для нефтяных вышек, очистительных систем;
турбины и иные механизмы, которые должны функционировать в воде;
силовые агрегаты для энергетической сферы;
детали самолетов, автомобилей;
оборудование для работы с пищевыми продуктами;
фармакологическая и медицинская техника;
сварные металлоконструкции;
метизы.

В соответствии с ГОСТом, подобные сплавы маркируются:

12Х18Н10Т. Включает в себя никель, титан, является материалом для оборудования для химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
12Х18Н10Т. Используется при производстве трубопроводов.
12Х15Г9НД. Имеет в составе никель, марганец и медь, применяется для изготовления емкостей и трубопроводов для растворов с умеренной агрессивностью.

Мартенситы используются при производстве изделий для работы в агрессивных средах в условиях низкой или средней интенсивности. Упругость позволяет делать из такой коррозионностойкой стали пружины, фланцы, валы. Помимо этого, металл является материалом для режущих поверхностей в пищевой и химической промышленности.

Марки мартенситных сталей:

20Х13, 30Х13. Применяется при изготовлении бытовой техники.
14Х17Н2. Содержит в своем составе никель, может использоваться для производства компрессоров и иного оборудования, которое планируется эксплуатировать при низкой температуре и в агрессивных средах.

Ферриты встречаются в таких сферах:

химическая и нефтехимическая отрасль;
энергетика;
тяжелое машино- и станкостроение;
приборостроение;
медицинское оборудование;
производство бытовой техники;
пищевая отрасль.

Речь идет о следующих типах коррозионностойких сталей:

08Х13. Подходит для изготовления кухонных приборов.
12Х13. Используется для создания емкостей, предназначенных для хранения и транспортировки спиртосодержащих жидкостей.
12Х17. Это коррозионностойкая и жаропрочная сталь, в резервуарах из которой при высоких температурах обрабатывают продукты питания.

Зарубежные марки коррозионностойких сталей

Стали марок AISI 201 и AISI 202 относятся к аустенитной группе сплавов.

Стоит пояснить, что аббревиатура расшифровывается как American Iron and Steel Institute или «Американский институт стали и сплавов». Названные металлы содержат хром, никель, марганец, медь, азот, за счет чего достигается высокая прочность изделий. Также материал хорошо поддается деформации и легко меняет форму.

Сбалансированный состав этих коррозионностойких сталей позволяет им выделяться на общем фоне высоким сопротивлением к появлению ржавчины.

AISI 201 и AISI 202 используют для производства домашних бытовых приборов, трубопроводов, строительных конструкций.

Разница между данными марками состоит в содержании дополнительных компонентов. В AISI 201 больше углерода, серы, марганца и меди, что обеспечивает высокую прочность, пластичность. Тогда как AISI 202 содержит больше никеля. Нужно отметить, что AISI 201 является улучшенным вариантом AISI 202, но обе марки сохраняют свои физические особенности даже при использовании изделий из них в умеренно агрессивной среде.

Существуют российские аналоги этих коррозионностойких сталей:

AISI 201 можно заменить на 12Х15Г9НД;
AISI 202 близок к 12Х17Г9АН4.

Марки стали серии 300 по химическому составу входят в аустенитную либо дуплексную группу сплавов. Тип нержавейки зависит от доли основных добавок, таких как углерод, никель, хром, титан. Немаловажно, что эта серия считается универсальной и популярна на рынке, так как обладает высокой прочностью, устойчивостью к износу и ржавчине.

Нюансы сварки коррозионностойких сталей

Коррозионностойкая сталь обладает такими качествами, как жаростойкость до +650 °C и жаропрочность в пределах +480…+500 °C. Подобные сплавы отличаются низкой теплопроводностью, из-за чего изготовленные из них конструкции нередко подвержены поводке и короблению. Тогда как окисление хрома приводит к формированию тугоплавкого шлака, который мешает сварке.

Для сваривания хромистых нержавеющих сталей выбирают мягкие тепловые режимы, что предполагает малую плотность тока, постоянный ток обратной полярности, то есть плюс крепится на электрод. Также важно обеспечить малую скорость охлаждения, иными словами, в процессе работы важно избегать сквозняков.

Коррозионностойкую сталь варят электродами с фтористокальциевыми покрытиями.

Мартенситы и сплавы, относящиеся к мартенситно-ферритному классу, предполагают закалку в зоне сварки в обычных условиях. Нужно понимать, что здесь высока вероятность появления трещин, особенно когда речь идет о толстостенных и жестких конструкциях.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Классификация и применение нержавеющих сталей

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностройкие, жаростойкие и жаропрочные:

В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделяют на группы:

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллической коррозии, коррозии под напряжением и др.;
Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550° С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии;
Жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной стойкостью.

В зависимости от структуры стали подразделяют на классы:

Мартенситный – стали с основной структурой мартенсита;
Мартенситно - ферритные – стали, содержащие в структуре кроме мартенсита, не менее 10% феррита;
Ферритный – стали, имеющие структуру феррита;
Аустенитно-мартенситные – стали, имеющие структуру аустенита и мартенсита, количество которых можно изменять в широких пределах;
Аустенитно-ферритный – стали, имеющие структуру аустенита и феррита (феррит более 10%);
Аустенитные – стали, имеющие структуру аустенита.

Подразделение сталей на классы по структурным признакам является условным и произведено в зависимости от основной структуры, полученной при охлаждении сталей на воздухе после высокотемпературного нагрева. Поэтому структурные отклонения причиной забракования стали служить не могут.

В зависимости от химического состава сплавы подразделяются на классы по основному составляющему элементу:

Сплавы на железоникелевой основе;
Сплавы на никелевой основе.

Классификация и маркировка сталей

Обозначение марки легированной стали состоит из букв, указывающих, какие компоненты входят в ее состав, и компоненты входят в ее состав, и цифр, характеризующих их среднее содержание.

М - молибден
А - азот
Д - медь
Н - никель
Ю - алюминий
Б - ниобий
Т - титан
Р - бор
Е- селен
X - хром
Ф - ванадий
У - углерод
В - вольфрам
П – фосфор
Г – марганец
К - кобальт
Ц – цирконий
С - кремний

Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали (в десятых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей). Затем буквой указан легирующий элемент. Цифрами, следующими за буквой, - его среднее содержание в целых единицах. При содержании легтрующего элемента менее 1,5% цифры за соответствующей буквой не ставятся. Буква А в конце обозначения марки указывает на то, что сталь является высококачественной. Буквой Ш - особо высоко качественной.

Назначение наиболее потребляемых нержавеющих сталей

Марка стали

Примечание

Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах

Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др.

Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами

Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа

Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже -20° С

Аналогично стали 08Х17Т, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температуре от -20 до 400 ° С (15Х28 для спаев со стеклом)

Заменитель сталей 12Х18Н9, 17Х18Н9 для сварных конструкций

Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю – для уксусных и солевых сред

Для деталей, работающих в сернокислых средах

Для высокопрочных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах

Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196° С

Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12Х18Н9, 12Х18Н10Т) для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте

Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте

Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде

Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах

Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80°С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55%-я уксусная и фосфорная кислоты)

Нержавеющая сталь для сварных конструкций

ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ
(типовой)

СВАРКА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Данный проект производства работ на сварку нержавеющей стали разработан в соответствии с типовой структурой и содержанием проекта производства работ рекомендуемыми в МДС 12-81.2007. В документе приводятся сведения о нержавеющей стали, сварочных материалах и сварочном оборудовании, а также основные положения об организации и технологии работ, правила и приёмы выполнения технологических операций, требования к качеству сварочных работ, указания по технике безопасности работ.

Настоящий проект производства работ может являться основой для составления индивидуальных ППР сварных конструкций, разрабатываемых с учетом требований проектной документации на строительство и местных условий производства работ.

Документ предназначен для проектных и строительных организаций, а также может быть использован отдельными бригадами, специализирующимися на выполнении работ по сварке нержавеющей стали, и быть полезен при лицензировании сварочных работ.

Документ разработан сотрудниками ''Центрального научно-исследовательского и проектно-экспериментального института организации, механизации и технической помощи строительству'' (ЦНИИОМТП) (отв. исполнитель Корытов Ю.А.).

Введение

В новом строительстве, при модернизации и ремонте зданий и сооружений всё шире применяется сварка нержавеющей стали. Это обусловлено назначением и особенностями зданий и сооружений, совершенствованием технологии сварки, относительным удешевлением нержавеющей стали и сварочных материалов, широким выпуском сварочного оборудования.

Стальные конструкции подвержены коррозии - ржавеют и разрушаются под воздействием окружающей среды. В зависимости от характера окружающей среды коррозия может быть атмосферной, подводной и почвенной, а также вызванной блуждающими токами. Санитарно-техническое оборудование (трубы, радиаторы, арматура) жилых, общественных и промышленных зданий ржавеет под воздействием горячей и холодной воды. Дымовые трубы котельных разрушаются от дымогарных газов. Пролётные строения мостов, фермы, конструкции парников и теплиц подвержены атмосферной коррозии (кислотные дожди, находящиеся в атмосфере углекислый и сернистый газы и образующие с влагой воздуха электролит). Конструкции, находящиеся в речной (детали гидротурбин, плотин, шлюзов и т.п.) и морской воде (платформы, причалы и т.п.) подвержены подводной коррозии. Почвенная коррозия протекает при взаимодействии конструкций с почвой (подземные трубы, каркасы подземных сооружений, резервуары, баки и т.п.).

Вызывающие коррозию конструкций блуждающие токи возникают при близком расположении подземных кабелей, токонесущих рельсовых путей. В результате коррозии безвозвратно теряется до 12% производства чёрных металлов. Одним из направлений защиты конструкций от коррозии является применение нержавеющей стали.

Сварка нержавеющей стали - процесс в целом более сложный (неустойчивый), чем обычной углеродистой или низколегированной стали, применяемой в строительстве. Нержавеющая сталь хуже поддаётся сварке, при этом чаще возникают дефекты сварочного шва и основного металла. Требуется применение особых сварочных материалов, режимов и приёмов сварки.

Сварка нержавеющей стали производится в основном тремя способами, которые и приведены в настоящем проекте: ручная сварка плавящимся покрытым электродом, ручная сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде аргона и полуавтоматическая аргонная сварка. Сварка с применением флюса и лазерная применяются в строительстве реже и здесь не рассматриваются.

Состав и содержание проекта производства работ выдержаны в соответствии с рекомендациями, приведенными в МДС 12-81.2007.

Проект производства работ содержит нормы и правила, которые обеспечивают качество сварочных работ на уровне современных требований. Вместе с тем положения проекта составлены так, что позволяют выбирать способ сварки, корректировать режимы и приёмы сварки с учётом конкретных конструкций и местных условий.

1. Область применения

Проект производства работ распространяется на сварку нержавеющей стали в конструкциях при новом строительстве, модернизации и ремонте жилых, общественных, производственных зданий, а также сооружений различного назначения (сельскохозяйственных, приусадебных, дачных, садово-огородных).

Проект производства работ может быть использован также при лицензировании организаций, выполняющих сварочные работы.

2. Нержавеющая сталь и её свариваемость

Нержавеющая сталь - это сталь с содержанием главного легирующего элемента - хрома более 12%, который и обуславливает её коррозионную стойкость. По химическому составу нержавеющая сталь чаще применяется хромистая, хромоникелевая и хромомарганцовистая. По структуре нержавеющая сталь подразделяется на мартенситную, ферритную и аустенитную.

Ниже приведены наиболее применяемые марки нержавеющей стали с важнейшей технологической характеристикой - свариваемостью стали. Мартенситная сталь марки 2Х13 сваривается удовлетворительно, после сварки необходим отпуск при 740-780 °С с охлаждением на воздухе. Стали марок 3Х13 и 4Х13 свариваются плохо, при сварке необходимо применять меры по предотвращению трещин: нагрев перед сваркой до 200-300°, а сразу после сварки - отпуск по тому же режиму, что и для стали 2Х13. Сталь 1Х17Н2 хорошо сваривается всеми видами сварки, для сварки применяют проволоку из сплава ЭН400 с обмазкой НЖ1.

Ферритная сталь ОХ17Т хорошо сваривается с применением электродов из аустенитной стали Х18Н9Т электродуговой и полуавтоматической аргонодуговой сваркой. Сталь Х25Т хорошо сваривается электродуговым способом с применением электродов из стали Х25Н13 с обмазкой Э3Б и Х25Н5Б с обмазкой Э40. При сварке каждый последующий шов выполняют после охлаждения предыдущего до 70-150° и обивки шлака для предотвращения трещин в основном металле в зоне термического влияния.

Стальные изделия из нержавеющей стали - заготовки для сварных конструкций получают главным образом прокаткой (полосовая сталь и различные профили), волочением (трубы малого диаметра, проволока) и прессованием (фасонные профили).

Наиболее применяемая прокатная сталь - листовая, равнобокие и неравнобокие уголки и швеллер. Прокатная листовая сталь применяется чаще толщиной от 0,5 до 4 мм, трубы - диаметром 40-50 мм. Фасонные профили применяют в виде разнообразных скобяных изделий, деталей - заготовок, необходимых для комплектации оконных блоков, санитарно-технических кабин, сварки баков, резервуаров и т.п.

3. Общие положения

3.1 Сварка нержавеющей стали выполняется по проекту (рабочему чертежу), в котором указаны марка нержавеющей стали, расположение сварных швов, марка электрода (электродной проволоки), требования к защитному газу.

Способ сварки (ручная плавящимся электродом, ручная сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом, полуавтоматическая аргонная) определяется назначением и характером металлоконструкции, маркой стали и указывается в проекте, при этом организация, выполняющая сварку, может применить способ, более совершенный.

3.2 Сварочные материалы (нержавеющая сталь, электроды, проволока, защитный газ) должны соответствовать проекту (рабочему чертежу) и иметь сертификаты. В случае отсутствия сертификата пригодность сварочных материалов следует определить в строительной лаборатории на соответствие их качества требованиям проекта, стандартов и технических условий.

3.3 Сварка на открытом воздухе производится при условии применения укрытия рабочего места от атмосферных осадков и ветра.

Сварка малогабаритных конструкций производится в помещениях, исключающих сквозняки.

Сварка выполняется при положительной температуре окружающего воздуха.

3.4 Положение свариваемой конструкции должно обеспечить расположение сварочного шва в нижнем положении, удобные и безопасные условия для работы сварщика. Вертикальный и потолочный швы выполняются, если конструкция не может быть установлена в нужное положение, если это предусмотрено строительным процессом. Для установки крупногабаритных конструкций применяют кантователи, манипуляторы, позиционеры и другие приспособления.

3.5 Для уменьшения в конструкциях сварочных остаточных напряжений выполняют (по возможности) в первую очередь стыковые, затем угловые и тавровые соединения.

Ручную сварку вертикальных швов выполняют электродами диаметром до 4 мм, потолочных - до 3 мм. Полуавтоматическую сварку в среде аргона выполняют сварочной проволокой диаметром не более 1,6 мм, вертикальных и потолочных швов - проволокой диаметром 0,6-1,2 мм.

3.6 Режим термической обработки стали до (предварительный нагрев) и после (отпуск) сварки зависит от марки стали (химического состава и структуры), указывается в сертификате на сталь. Для наиболее применяемых марок стали режим термической обработки приведён в разделе 2.

3.7 При многослойной сварке каждый предыдущий слой очищают от шлака и брызг металла. Перед наложением шва с обратной стороны для стыковых соединений при ручной сварке или при двусторонней ручной или полуавтоматической сварке корень шва удалить и зачистить.

3.8 Процесс сварки должен быть непрерывным. В случае перерыва сварка возобновляется только после зачистки конца шва длиной не менее 50 мм и кратера. Кратер должен быть полностью перекрыт швом.

3.9 При ремонте конструкций с трещиной предварительно выполняют Y-образную (при толщине металла до 12 мм) или Х-образную разделку кромок трещины под сварку и сверление в концах трещины отверстий-ловителей. В случае обнаружения трещины в сварном шве сварной шов удаляют по длине, превышающей окончания трещины на 60-100 мм, и заваривают вновь.

3.10 Для выполнения отдельных швов закреплённая деталь должна освобождаться от закрепления после полного остывания швов. Не следует осуществлять сварку деталей в закрепленном состоянии, если это не предусмотрено проектом.

Читайте также: