поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Статистика
Влияние дефектов на прочность сварных соединений
Влияние дефектов на прочность сварных соединений. Влияние
дефектов на механические свойства сварных соединений определяется
величиной и формой дефектов, частотой их повторения, материалом
конструкции, условиями эксплуатации и характером нагрузки. Поэтому
наличие дефектов в сварных соединениях еще не означает потерю их
работоспособности. Но дефекты могут существенно снижать
работоспособность конструкций и при определенных условиях привести к
их разрушению. Следовательно, для определения надежности сварных
конструкций и установления требований, предъявляемых к качеству
сварных соединений, необходимо располагать сведениями о влиянии
наиболее вероятных дефектов на прочность соединений. Наибольшую
опасность для конструкций представляют внутренние дефекты, так как
их надо обнаружить, не разрушая сварного соединения.
В конструкциях, работающих при статических и динамических нагрузках,
одни и те же дефекты неодинаково влияют на сварные соединения. При
статической нагрузке основное влияние на прочность конструкций,
работающих при температурах до -60°С, оказывает относительная
величина дефекта при условии, что материал сварного соединения имеет
большой запас пластичности. При более низких температурах прочность
характеризуется интенсивностью напряжений в зоне дефекта. При
динамических нагрузках прочность сварных соединений определяется их
сопротивлением усталостным напряжениям. Подрезы, поры, шлаковые
включения и непровары снижают долговечность конструкций, являясь
причинами образования концентрации напряжений. Трещины любой
величины, как правило, не допускаются в сварных соединениях, так как
способствуют концентрации внутренних напряжений, легко
распространяясь при этом в глубь металла.
Степень влияния подрезов на усталостную прочность зависит от глубины
подреза, величины остаточной напряженности и вида сварного
соединения. Так, у трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных
газов не допускаются подрезы в местах перехода сварного шва к
основному металлу глубиной более 0,1 толщины стенки трубы, по не
более 1 мм. На одном стыке допускается подрез общей протяженностью
не более 30% длины шва. Сварные стыки трубопроводов, работающих при
условном давлении от 10 до 100 МПа (от 100 до 1000кгс/см2) и
температуре от -50 до +5ю°с, бракуют при наличии подрезов в местах
перехода от шва к основному металлу длиной более 20% протяженности
шва при наружном диаметре до 159 мм и длиной более 100 мм при
наружном диаметре свыше 159 мм. Кроме того, сварные стыки
трубопроводов бракуют при подрезах глубиной более 5% при толщине
стенки до 10 мм и глубиной более 1 мм при толщине стенки более 10
мм. Суммарное влияние подреза и увеличения растягивающих остаточных
напряжений может привести к снижению предела выносливости вдвое.
Поры являются причинами усталостных разрушений в угловых, стыковых и
в поперечных швах (по отношению к действующей нагрузке) с высокими
растягивающими остаточными напряжениями. Поэтому в сварных швах
трубопроводов высокого давления не допускаются одиночная пора,
сплошная цепочка или сетка пор (независимо от длины и площади)
размером более 5% толщины стенки трубы при ее толщине до 20 мм и
свыше 1 мм при большей толщине и наличии двух и более пор на 100 мм
сварного шва- В нахлесточных соединениях поры практически не влияют
на их выносливость. Отрицательное влияние на прочность сварки
соединений оказывают также шлаковые включения.
Непровар оказывает большое влияние на ударную прочность металла
сварных швов. По данным Института электросварки им. Е. О. Патона,
непровар в 10% толщины сварного соединения может наполовину снизить
усталостную прочность, а непровар в 40-50% снижает пределы
выносливости стали в 2,5 раза-
Эксплуатации сварных конструкций показывает, что сварочные
напряжения и деформации в основном не снижают несущей способности
конструкций. Но в некоторых случаях изменение размеров и формы
сварной конструкции снижает ее работоспособность, портит внешний вид
и даже может привести к разрушению. Так, искривление продольной оси
элементов конструкций, работающих на сжатие, местное выпучивание,
грибовидность полок колонн и балок могут привести к потере
устойчивости и разрушению всей конструкции.
Существует общая закономерность снижения прочности сварных
конструкций под действием ударной нагрузки при наличии подрезов,
пор, шлаковых включений и непроваров. Виды, количество и размеры
допускаемых внутренних дефектов зависят от назначения конструкции.
У трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных газов сварные швы
бракуют, если обнаружены трещины любых размеров и направлений,
свищи, сетки или цепочки пор, шлаковые или другие инородные
включения, непровар в корне шва, межваликовые несплавления. Кроме
того, бракуют сварные, швы, имеющие непровар при одностороннем шве
без подкладного кольца глубиной более 10% толщины стенки трубы (если
она не превышает 20 мм) и глубиной более 2 мм при толщине стенки
свыше 20 мм, а также бракуют швы, имеющие одиночные поры, включения
вольфрама размером свыше 10% толщины стенки (если толщина не
превышает 20 мм) и размером более 2 мм (если толщина стенки свыше 20
мм) в количестве более трех на каждые 100 мм шва.
В сварных соединениях стальных конструкций промышленных и
гражданских зданий и сооружений допускаются непровары по сечению
швов в соединениях, доступных сварке с двух сторон глубиной до 5%
толщины металла, но не более 2 мм при длине непровара не более 50 мм
и общей длине участков непровара не более 200 мм на 1 м шва. Кроме
того, возможны непровары в соединениях, доступных сварке с одной
стороны (без подкладок), глубиной до 15% толщины металла, если она
не превышает 20 мм. Допускается суммарная величина непровара,
шлаковых включений и пор, расположенных отдельно или цепочкой, не
превышающая в рассматриваемом сечении при двухсторонней сварке 10%
толщины свариваемого металла, но не более 2 мм, и при односторонней
сварке без подкладок 15%, но не свыше 3 мм.
