Электроды ТМЛ-3У — технические характеристики

Электроды марки ТМЛ-3У — это специализированные сварочные электроды с толстым основным (фтористокальциевым) покрытием, предназначенные для сварки ответственных конструкций из теплоустойчивых перлитных и молибденсодержащих сталей (типа 15ХМ, 20ХМЛ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и др.), работающих при температурах до 565–585 °С. Относятся к типу Э-09Х1МФ по ГОСТ 9467-75 и ТУ 1272-001-50133500-2005. В этой статье мастер сварщик подробно разберет их характеристики, классификацию, маркировку, применение, преимущества, недостатки, а также ключевых поставщиков и производителей.

Назначение и область применения

ТМЛ-3У — это специализированные электроды, созданные для сварки конструкций и оборудования, которые эксплуатируются в условиях высоких температур и давления. Их применение охватывает широкий спектр отраслей, где критически важна надежность шва при длительном воздействии экстремальных условий.

В энергетике эти электроды незаменимы при монтаже и ремонте котлов ТЭЦ и АЭС, паропроводов, коллекторов, трубопроводных систем пароперегревателей и камер паровых котлов высокого и сверхкритического давления. Они обеспечивают прочные и долговечные соединения в системах, где температура и давление достигают предельных значений.

В нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности ТМЛ-3У применяются для сварки трубопроводов технологических линий, реакторов и теплообменников из хромомолибденовых сталей, где обычные электроды не выдерживают агрессивной среды и высоких термонагрузок.

В металлургии электроды используются для сборки и ремонта элементов печей, газоходов и других конструкций, работающих при температурах от 500 до 585 °С. Они обеспечивают надежность шва даже в условиях длительного воздействия высоких температур и химически активных газов.

В машиностроении ТМЛ-3У подходят для сварки литых и кованых деталей турбин, арматуры, корпусов насосов высокого давления и других ответственных элементов, где от прочности соединения зависит безопасность оборудования.

На трубопроводном транспорте эти электроды применяют при монтаже магистральных паропроводов и нефтепроводов из теплоустойчивых марок стали, обеспечивая долгий срок службы и минимизацию риска аварий.

В ремонтном производстве ТМЛ-3У используются для восстановления деталей котлостроения и энергетического оборудования, позволяя продлить срок службы дорогостоящих компонентов без снижения эксплуатационной надежности.

Важно отметить, что эти электроды не предназначены для сварки обычных углеродистых сталей или нержавеющих сталей — в таких случаях их применение экономически нецелесообразно и технологически избыточно. Их ключевое назначение — работа с конструкциями, где критичны высокая температура и давление, а требования к шву значительно выше стандартных.

Состав и конструктивные особенности

Состав и конструктивные особенности электродов ТМЛ-3У формируют их уникальные эксплуатационные характеристики, позволяя получать швы, устойчивые к высоким температурам, давлению и агрессивным средам.

Сердечник электрода выполнен из проволоки Св-08ХМ или Св-10ХМ (аналог зарубежной марки 08ХМ), легированной хромом (около 1,0 %) и молибденом (0,9–1,1 %). Такое сочетание легирующих элементов повышает прочность наплавленного металла, устойчивость к термическому удару и к ползучести при длительной эксплуатации при высоких температурах.

Покрытие электрода основное, фтористокальциевое, с коэффициентом массы покрытия примерно 38–42 %. Оно формирует защитную среду, стабилизирует дугу и минимизирует образование пор и трещин в шве.

Основные компоненты покрытия выполняют специфические функции: мрамор (CaCO₃) служит источником защитного газа и формирует шлак, плавиковый шпат (CaF₂) действует как раскислитель и модификатор шлака, снижая содержание водорода в металле, что уменьшает риск образования холодных трещин. Ферросплавы (Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Mo) корректируют химический состав шва, обеспечивая нужные механические свойства, а кварцевый песок и рутил в малых дозах стабилизируют структуру шлака. Связующее покрытие — силикаты натрия и калия (жидкое стекло), которое обеспечивает равномерное нанесение и удержание покрытия на сердечнике.

Ключевыми особенностями покрытия ТМЛ-3У являются крайне низкое содержание диффузионно-подвижного водорода (≤ 3–5 мл на 100 г наплавленного металла), что минимизирует риск образования водородных трещин, а также высокая основность шлака (B ≈ 2,5–3,0), которая обеспечивает стабильность шлаковой корки и высокую стойкость к горячим трещинам. Шлак легко отделяется после остывания и имеет стекловидную структуру, что упрощает обработку шва и обеспечивает качественную геометрию наплавленного металла.

Все эти конструктивные особенности делают электроды ТМЛ-3У оптимальным решением для сварки теплоустойчивых сталей и конструкций, эксплуатируемых в экстремальных температурных и давленческих условиях.

Технические характеристики

Электроды Э-09Х1МФ по ГОСТ 9467-75 представляют собой специализированный сварочный материал, разработанный для работы с теплоустойчивыми сталями, эксплуатируемыми при высоких температурах и давлениях. Они выпускаются диаметрами 2,5, 3,0, 4,0 и 5,0 мм, реже — 3,25 мм, а длина колеблется от 350 мм для тонких электродов до 450 мм для более толстых. Такая вариативность позволяет оператору подбирать оптимальный размер под конкретную задачу, обеспечивая стабильность дуги и удобство при сварке в любых условиях.

Электроды рассчитаны на работу во всех пространственных положениях, включая потолочное и вертикальное «сверху-вниз», что делает их универсальными для монтажа и ремонта сложного оборудования. Рекомендуемый род тока — постоянный обратной полярности — обеспечивает равномерное проплавление шва, минимальные разбрызгивания металла и высокое качество сварного соединения.

Механические характеристики наплавленного металла соответствуют строгим промышленным требованиям: временное сопротивление разрыву составляет не менее 540 МПа, а предел текучести достигает 420 МПа, что гарантирует прочность соединений даже при высоких нагрузках. Ударная вязкость при комнатной температуре (+20 °C) составляет 80 Дж/см², а при +570 °C — 34 Дж/см², что полностью соответствует нормам ПНАЭ Г-7-009-89 для оборудования атомной и тепловой энергетики. Длительная прочность шва при температуре 565 °C сохраняется на уровне 100 МПа в течение 100 тысяч часов, а максимально допустимая температура эксплуатации шва достигает 585 °C, что позволяет использовать электроды для сварки котлов, паропроводов, теплообменников, реакторов и других критически важных элементов оборудования.

Наплавленный металл отличается высокой устойчивостью к водородному охрупчиванию и межкристаллитной коррозии, что особенно важно для агрессивных рабочих сред, характерных для энергетики, металлургии, нефтехимической и машиностроительной отраслей. Благодаря сочетанию механической прочности, устойчивости к высоким температурам и химической стойкости, электроды Э-09Х1МФ являются незаменимым инструментом при монтаже, ремонте и восстановлении оборудования, работающего в экстремальных условиях, где безопасность и долговечность швов критически важны.

Параметры сварки

Режимы сварки для электродов Э-09Х1МФ продуманы с учётом работы с теплоустойчивыми сталями и рассчитаны на обеспечение максимальной прочности и долговечности швов в условиях высоких температур и давлений. Диаметр электрода напрямую определяет рекомендуемый сварочный ток: для тонких электродов 2,5 мм ток в нижнем положении составляет 60–90 А, в вертикальном или потолочном — 50–80 А. Электроды 3,0 мм требуют 90–130 А и 80–110 А соответственно, 4,0 мм — 140–200 А и 130–180 А, а 5,0 мм — 180–260 А и 170–220 А. Эти параметры обеспечивают стабильное проплавление, минимальные дефекты и оптимальный шлак при работе в любых пространственных положениях.

Перед началом сварки электроды обязательно прокаливают при 380–420 °C в течение 1,5–2 часов, оптимально — 400 °C × 2 ч. Это снижает содержание влаги в покрытии и минимизирует водородное охрупчивание, критически важное для оборудования, эксплуатируемого при высоких температурах. Полярность должна быть исключительно обратной (плюс на электроде); использование прямой полярности недопустимо, так как резко возрастает риск пор, трещин и непроваров.

Скорость сварки варьируется от 10 до 18 метров в час в зависимости от толщины кромки, положения шва и типа соединения. Подготовка кромок требует V- или X-образной разделки с углом 60–70° и притуплением 1–2 мм, при этом поверхность должна быть очищена от ржавчины, масла и влаги.

Техника ведения дуги предусматривает короткую или среднюю длину дуги, угол наклона электрода к поверхности 70–80°, без поперечных колебаний при однослойной сварке корня шва. Подогрев металла перед сваркой обязателен: 250–350 °C в зависимости от марки стали и толщины изделия, а межпроходная температура не должна опускаться ниже 250 °C.

После завершения сварки следует обязательная термообработка высокого отпуска при температуре 720–760 °C с выдержкой 2–8 часов в зависимости от толщины металла. Такая обработка снимает внутренние напряжения, повышает вязкость и прочность шва, а также обеспечивает его долговечность в экстремальных условиях эксплуатации, например, в котлах ТЭЦ, паропроводах, турбинных агрегатах и реакторах.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая жаростойкость и жаропрочность шва до +585 °C.
• Отличная стойкость к образованию горячих и холодных трещин.
• Низкое содержание водорода, что минимизирует риск водородного растрескивания.
• Стабильная дуга даже на предварительно подогретом металле.
• Лёгкая отделяемость шлака, упрощающая последующую обработку шва.
• Допуск к сварке во всех пространственных положениях, включая потолочное и вертикальное «сверху-вниз».

Недостатки:

• Высокая стоимость, в 3–5 раз выше стандартных электродов типа УОНИ-13/55.
• Обязательная прокалка перед сваркой и строгий контроль влажности.
• Требуют сварщиков высокой квалификации для качественного выполнения работ.
• Необходим предварительный подогрев металла и последующая термообработка высокого отпуска.
• Чувствительны к загрязнению кромок, что требует тщательной подготовки поверхности.
• Невозможно использовать на переменном токе, только постоянный обратной полярности.

Аналоги

Для удобства сравнения электроды Э-09Х1МФ можно сопоставить с аналогами, представленными на рынке, с учётом основных отличий:

• ЦЛ-45 (ЛЭЗ, Судиславль) — чуть выше прочность шва, но хуже пластичность.
• ТМЛ-1У (СпецЭлектрод, МЭЗ) — меньшее содержание молибдена, максимально допустимая температура эксплуатации до +540 °C.
• ТМЛ-5 (Лосиноостровский ЭЗ) — предназначен для более толстых сечений, хуже работает в потолочных и вертикальных положениях.
• НИАТ-1 (Белоруссия, БЭМЗ) — аналог по составу, немного дешевле оригинала.
• Fox CM 2 Kb (Böhler, Австрия) — импортный премиум-аналог, стоимость в 2–3 раза выше.
• Phoenix Chromo 2 KS (Германия) — очень стабильная дуга, высокая цена.
• OK 76.28 (ESAB, Швеция) — отличная технологичность, дорогой вариант.

Советы по хранению и эксплуатации

Электроды ТМЛ-3У предназначены для сварки жаропрочных и теплоустойчивых сталей, работающих при высоких температурах и давлениях. Чтобы сохранить их свойства и обеспечить качественный, безопасный шов, необходимо строго соблюдать условия хранения, подготовки и техники сварки.

Хранение:

• Электроды следует хранить исключительно в сухих отапливаемых помещениях с относительной влажностью не выше 50 % и температурой не ниже 18 °C.
• Использовать заводскую упаковку или герметичные пеналы для предотвращения впитывания влаги.
• Размещать на стеллажах, не допуская контакта с полом и источниками влаги.
• Срок годности составляет до 3 лет при соблюдении условий хранения. После вскрытия пачки электроды желательно использовать в течение 8–12 часов или переложить их в термопенал для поддержания рабочей температуры и сухости.

Подготовка перед сваркой:

• Обязательная прокалка электродов при температуре 400 ± 20 °C в течение 2 часов. Максимально допустимо не более трех прокалок для одного электрода.
• Во время работы электроды следует хранить в термопенале при 120–150 °C, чтобы исключить контакт с влагой и сохранить стабильность покрытия.
• Проверять целостность покрытия и отсутствие видимых дефектов перед использованием.

Техника и безопасность:

• Использовать только постоянный ток обратной полярности; прямая полярность недопустима, так как повышает риск пор и трещин.
• Поддерживать приточно-вытяжную вентиляцию в рабочей зоне, особенно при сварке электродами с фтористыми соединениями.
• Рекомендовано использовать респиратор ШБ-1 «Лепесток» или более современную систему защиты органов дыхания.
• Следить за тем, чтобы температура прокалки не превышала 450 °C, иначе разрушается фтористокальциевое покрытие.

Практические рекомендации:

• Перед началом сварки убедитесь в чистоте кромок: удалите ржавчину, масло, пыль и влагу.
• Электроды следует использовать с правильной техникой — короткая или средняя дуга, угол наклона 70–80°, без поперечных колебаний при однослойной сварке корня.
• Поддерживайте предварительный подогрев металла 250–350 °C и межпроходную температуру не ниже 250 °C.
• После завершения сварки рекомендуется термообработка шва: высокий отпуск 720–760 °C с выдержкой 2–8 часов, в зависимости от толщины металла, чтобы снять внутренние напряжения и обеспечить жаропрочность.

Соблюдение этих правил хранения и эксплуатации гарантирует стабильную дугу, минимизацию водородного растрескивания и образование качественного шва, способного выдерживать высокие температуры и нагрузки на протяжении длительного времени.

Поставщики и производители

Электроды ТМЛ-3У остаются востребованными для сварки жаропрочных и теплоустойчивых сталей, поэтому важно знать надежные источники их приобретения. На российском рынке представлены как заводские производители, так и крупные дилеры, обеспечивающие стабильные поставки.

Основные заводы-производители:

• ООО «СпецЭлектрод» (Москва) — крупнейший и наиболее стабильный производитель ТМЛ-3У, гарантирует качество и соблюдение всех технологических стандартов.
• АО «МЭЗ» (Московский электродный завод) — выпускает электроды под марками ТМЛ-3У и ТМЛ-1У, ориентирован на промышленное применение в энергетике и металлургии.
• ООО «Лосиноостровский электродный завод» (Москва) — поставляет электроды ТМЛ-3У и ТМЛ-5, особенно востребованы для сварки толстостенных конструкций.
• Судиславский завод сварочных материалов (Костромская область) — выпускает марку ЦЛ-45, иногда поставляет ТМЛ-3У, подходит для специфических высокотемпературных применений.
• ООО «ЭСАБ» (Санкт-Петербург) — производит российский аналог OK 76.28, иногда поставляет оригинальные импортные электроды премиум-класса.

Крупные дилеры и дистрибьюторы:

• «Сварочные материалы» — филиалы в Москве, Санкт-Петербурге и Екатеринбурге, обеспечивает поставки для промышленных и ремонтных предприятий.
• «ТехноСварка» — представительства в Новосибирске и Краснодаре, удобен для сибирских и южных регионов России.
• «Электрод-Сервис» — Челябинск, поставки на металлургические и машиностроительные предприятия.
• «РосСварка» — Казань, Ростов-на-Дону, обеспечивает широкий ассортимент электродов для промышленного сектора.

Выбор надежного производителя и дилера критичен для обеспечения стабильного качества сварки и минимизации рисков брака при работе с жаропрочными сталями.

Заключение

Электроды ТМЛ-3У — это «рабочая лошадка» российской энергетики и нефтехимии при сварке теплоустойчивых хромомолибденовых сталей. Несмотря на высокую цену и жёсткие требования к технологии, они остаются практически безальтернативными для ответственных конструкций, работающих при температурах 500–585 °С. При правильной подготовке, квалифицированном сварщике и соблюдении режимов прокалки и термообработки они обеспечивают швы с ресурсом в десятки лет эксплуатации в самых тяжёлых условиях.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Лучшие сварочные электроды 2025 года в России: обзор, характеристики, плюсы и минусы