ПОСТАВЩИКИ МАШИН
И ОБОРУДОВАНИЯ

При создании новых коррозионно-стойких материалов важная роль принадлежит слоистым металлическим композициям, которые объединяют в себе полезные свойства составляющих и обладают новыми качествами отличными от исходных материалов. Такие материалы обладают комплексом ценных свойств: конструкционная прочность и коррозионная стойкость, коррозионная стойкость и жаропрочность и другие сочетания свойств. Применение слоистых металлических композиций позволяет не только повысить надёжность и долговечность большого класса деталей и оборудования, но и значительно экономить дорогостоящие цветные металлы. Основную часть слоистых композиций составляют биметаллы, то есть состоящие из двух металлов. Основная задача при создании технологии производства биметаллов обеспечить прочное соединение слоёв без изменения их исходных свойств. Наиболее полно эта задача решается при использовании метода сварки взрывом. При получении биметаллов сваркой взрывом слои металлов, из которых они состоят, сохраняют свойства, которыми они обладали до соединения в биметалле. В связи с этим биметаллы обладают новыми качествами отличными от исходных материалов. Многолетний опыт производства крупногабаритного биметалла сваркой взрывом и эксплуатации изделий из него (лопасти гидротурбин, трубные решётки, сосуды и т.п.) не выявил отрицательных моментов и убедительно показал перспективность и эффективность этого процесса, позволяющего снижать трудоёмкость и стоимость изделий и повышать срок их службы в условиях воздействия агрессивных сред, создавать материалы с принципиально новыми свойствами. Был проведен комплекс работ по исследованию структуры и свойств биметаллов, применительно к изготовлению оборудования для энергетического и химического машиностроения. Проведенные исследования показали, что биметалл полученный сваркой взрывом, не уступает, а по ряду показателей превосходит биметалл полученный другими известными методами 1. Сварка происходит в твёрдой фазе. В узкой зоне прилегающей к линии соединения наблюдается наклёп и фиксируется высокий уровень остаточных напряжений. Поэтому после сварки взрывом необходимо производить термическую обработку, режим которой назначается в зависимости от марки биметалла. В настоящее время накоплен большой экспериментальный и теоретический материал по вопросу формирования соединения при сварке взрывом и образования характерного волнообразного соединения. В зоне соударения при сварке взрывом развиваются высокие давления, идет интенсивная пластическая деформация, сопровождаемая значительным повышением температуры металлов в зоне соударения. Схватывание металлов рассматривается как частный случай топохимических реакций при сварке давлением, для которых характерна трёхстадийность процесса образования прочных связей между атомами соединяемых металлов: очистка и активация свариваемых поверхностей плазменным потоком и за счёт пластической деформации при образовании бугра деформации в локализованной зоне ограниченной изобарой высоких давлений; образование физического контакта в точке соударения; объёмное взаимодействие с формированием соединения и пластической деформацией за точкой контакта. Коррозионно-стойкий биметалл в основном используется в нефтехимическом и энергетическом машиностроении для изготовления ответственных сосудов, работающих при одновременном воздействии температуры, давления и агрессивной среды. Эти сосуды, как правило, подведомственны Ростехнадзору РФ. Биметаллы сваркой взрывом производятся в соответствии с ГОСТ 10885-85. Для учёта специфики процесса сварки взрывом, обеспечения возможности применения биметалла при изготовлении ответственных изделий, подведомственных Ростехнадзору РФ, были разработаны и согласованы в установленном порядке технические условия ТУ 27.32.09.010-2005 «Сталь листовая двухслойная коррозионно-стойкая, изготовленная методом сварки взрывом» и ТУ 27.81.09.009-2005 «Заготовки двухслойные сталь-титан, изготовленные методом сварки взрывом».. Требования к качеству биметалла в этих технических условиях соответствуют зарубежным техническим условиям, например, NC 501 General Specificacion(Франция), AD Merkblatt W8, Iuli 1987, спецификация 1264 от 4.85. В соответствии с указанными техническими условиями качество биметалла оценивается по деформации, сплошности сцепления слоёв методом ультразвуковой дефектоскопии, прочность соединения на отрыв, срез и изгиб. По требованию заказчика производится полное испытание биметалла после термической обработки в соответствии с ГОСТ 10885-85, ТУ 27.32.09.010-2005, ТУ 27.81.09.009-2005. В таблице 1 приведены результаты сертификационных испытаний биметалла на прочность соединения плакирующего слоя с основным. Прочность соединения слоёв после сварки взрывом выше прочности наиболее слабого металла пары (норма 147 МПа) и в зоне соединения фиксируется высокий уровень остаточных напряжений. В результате термообработки остаточные напряжения снимаются и прочность соединения по всей поверхности выравнивается. Основным показателем качества соединения является ультразвуковой контроль сплошности соединения. Сварка взрывом обеспечивает сплошность соединения по 0 и 1 классу. Соединение слоёв при сварке взрывом имеет характерную волнообразную форму, при этом не выявлено диффузии соединяемых элементов. После термообработки в зависимости от режима наблюдается обезуглероживание углеродистой стали на глубину 0,1 - 0,2 мм от линии соединения и науглероживание коррозионно-стойкой стали. В настоящее время производство биметалла сваркой взрывом сосредоточено в корпорации «Dynamic Materials Corporation» (США), которая владеет 2 заводами в США (объём производства 45 тысяч м2 в год), во Франции (16 тысяч м2 в год), в Швеции (7 тысяч м2). В Китае имеются 4 завода по производству биметалла сваркой взрывом.. Основная номенклатура двухслойные заготовки сталь-титан, сталь – коррозионно-стойкая сталь, сталь-медь, сталь-алюминий, сталь- никелевые сплавы и т.п. Потребители биметалла предприятия нефтехимического и энергетического машиностроения. До 50% биметалла производимого во Франции и Швеции идёт в Россию. Для обеспечения ведущих отраслей машиностроения (нефтехимического, атомного, энергетического и др.) была создана ООО «Битруб Интернэшнл» и ФКП «НИИ «Геодезия» при участии ИСМАН и ООО «Институт биметаллических сплавов» на территории испытательного полигона ФКП «НИИ «Геодезия» в г. Красноармейске, Московской области научно-производственная база по производству биметалла сваркой взрывом. Объём производства биметалла в 2012 году составил свыше 4000 м2. Созданная производственная база и технология позволяют производить сваркой взрывом высококачественный коррозионно-стойкий биметалл в виде крупногабаритных листов средним размером 1500х6000 мм для предприятий тяжёлого нефтехимического машиностроения. Развитие этих работ позволило разработать принципиально новую технологию сварки взрывом в среде защитных газов для производства биметалла сталь+титан [2]. В 2011 и 2012 гг. по этой технологии произведены и поставлены в ОАО «Турбоатом» (г. Харьков) ) двухслойные плиты марки 09Г2С+ВТ1-0 размерами 30(25+5)х3200х3600 мм для изготовления трубных решёток конденсатора 3 и 4-го энергоблока Ростовской АЭС. технология обеспечивает получение сплошности соединения по нулевому классу, то есть отсутствуют дефекты сплошности соединения площадь которых превышает 1 см2. Прочность соединения, определённая в различных зонах листа, на отрыв