Перспективная область применения алитирования

Весьма перспективной областью применения алитирования с индукционным нагревом является диффузионное насыщение стальных труб различного назначения и, в частности, труб для работы в горячих сернистых средах в нефтеперерабатывающем производстве. Работами, проведенными во ВНИИ нефтяного машиностроения, убедительно показано, что как по прочностным характеристикам, так и по жаростойкости алитированная теплоустойчивая сталь Х5М может надежно работать в некоторых узлах нефтеперерабатывающего оборудования взамен стали 12Х18Н10Т. Наилучшим комплексом физико-механических свойств обладает сталь с алитированным слоем 0,15—0,3 мм. По технологии, разработанной ВНИИ нефтяного машиностроения, Трубным институтом и Руставским металлургическим заводом, трубы диаметром от 75 до 325 мм и длиной 9—12 м алитируют в порошкообразной среде (49% FeAl, 49% А1203, 2% NH4C1) при 1000° С с выдержкой на изотерме 3—5 ч.

Первые опыты по алитированию труб выявили большие недостатки этого способа. Засыпка труб и уплотнение смеси в муфелях производятся вручную (постукиванием), что не обеспечивает надлежащего и равномерного уплотнения по всей длине муфеля. На каждый муфель для засыпки трубы необходимо до 750 кг смеси и масса единовременной загрузки 2—3 муфелей составляет 2—3 т. Процесс алитирования производится в пламенной печи, в которой трудно получить одинаковую температуру по всей ее длине (на 13 м перепад 70 град), а следовательно, и равномерную глубину алитированного слоя. Кроме того, охлаждение после алитирования муфелей на воздухе вызывает сильное коробление труб.

Охлаждение с печью дает минимальное коробление. Однако из-за большой массы загрузки нагрев до 1000° С и охлаждение с печью удлиняют режим алитирования до 24—26 ч, что ухудшает механические свойства труб из стали Х5М. Стоит отметить, что качественные отопительные котлы и банные печи приобрести можно в компании Cезонкомфорт/ Для восстановления свойств необходима дополнительная термическая обработка, т. е. процесс алитирования труб еще больше усложняется и удорожается. Кроме того, в алитированном слое образуется наружная хрупкая зона с высокой твердостью (до 600 кгс/мм2), которая легко выкрашивается и при деформации является концентратором напряжений, способствуя распространению трещин в глубь алитированного слоя.

Применение индукционного нагрева и активных паст при алитировании таких труб поможет устранить большинство указанных недостатков. Нагрев ТВЧ позволяет резко (в 10—15 раз) сократить длительность процесса, избежать коробления труб, сохранить механические свойства сердцевины без дополнительной термической обработки. Кроме того, индукционный нагрев при алитировании, как было показано выше, позволяет снизить концентрацию алюминия в слое, устранить образование внешней хрупкой зоны, в несколько раз увеличить его деформационную способность и термостойкость. Это позволит применить процесс алитирования для тех изделий, для которых нельзя использовать традиционные методы насыщения. В нефтеперерабатывающем оборудовании такими изделиями являются теплообменные трубы, которые при монтаже подвергаются развальцовке с деформацией до 8%. Процесс алитирования стали с нагревом ТВЧ с применением специальных паст является весьма перспективным для локального диффузионного насыщения изделий простой геометрической формы.