ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разрушения конструкций из "Сварные конструкции" Разрушения конструкций крайне многоообразны и далеко не всегда своим источником имеют нарушение прочности сварных соединений. [c.7] Значительная группа конструкций потерпела аварию вследствие отс гуплений при изготовлении относительно проекта. Например, разрушения имели место вследствие неучета состояния оснований под опоры констру1сций. Это приводило к неравномерной осадке фундаментов, вызывавшей перегрузку отдельных частей сооружений, иногда менявшую статическую схему сооружения. [c.7] Много разрушений конструкций произошло в результате нарушения правил монтажа использование элементов с недопустимыми дефектами, строповка за элементы конструкции вне узлов, несвоевременная постановка связей. Лавинообразные разрушения большой протяженности имели место в газопроводах. [c.7] В 30-х годах ряд сварных мостов с решетчатыми фермами был сооружен в Бельгии через канал Альберта. В некоторых из них появились трещины, а один продет 74,5 м внезапно обрушился при отсутствии на нем полезной нагрузки. В качестве причин разрушения были признаны применение хрупкой томасовской стали, значительные по величине остаточные напряжения. После этого подобных катастроф в мостостроении не было, но трещины образовьшались нередко. [c.7] Разрушения имели место в крупных сварных судах типа Либерти , построенньгх в большом количестве в США во время войны в начале 40-х годов. Эти разрушения были вызваны главным образом наличием резко выраженных концентраторов напряжений, а также недостаточной стойкостью материала против хрупкого разрушения. Во многих судах появлялись трещины, несколько судов переломилось. В результате учета этих недостатков крупные разрушения сварных судов прекратились. [c.7] Разрушения сварных соединений при низких температурах почти при полном отсутствии внешних нагружений явления редкие, но все же имеющие место в эксплуатации. Как правило, они наступают при понижении температуры и наличии ветра, способствующего охлаждению конструкции с одной стороны. Были единичные примеры подобных разрушений на Севере сварных кранов, известно самопроизвольное разрушение сварных сферических сосудов в условиях мороза. [c.7] К факторам, вызьшающим разрушения в несварных конструкциях, использование сварки добавляет факторы,связанные как с конструктивным оформлением сварных соединений, так и с технологией их изготовления. [c.7] на стадии проектирования выбранный тип соединения предопределяет появление конструктивных концентраторов напряжений, а назначение метода и приемов сварки — появление характерных технологических дефектов, вероятность обнаружения и исправления которых в процессе изготовления будет определяться уровнем культуры производства. Естественно, эти концентраторы напряжений, как конструктивного, так и технологического характера, в условиях эксплуатации сварной конструкции становятся потенциальными источниками разрушений. [c.8] Из вьпыесказанного следует, что обеспечение надежности машин и конструкций, понимая под этим вероятность безотказной работы в эксплуатации до наступления предельного состояния разрушения, является особенно острой проблемой при наличии сварных соединений. [c.8] Решение этой весьма сложной задачи Применительно к сварной конструкции конкретного типа требует как освоения опыта проектирования, изготовления и эксплуатации данного вида конструкций, так и учета достижений науки в области теплофизики, металлургии, металловедения, прочности, теории упругости и пластичности, механики разрушения, автоматики и электроники. [c.8] Источники разрушений, связанные с применением в конструкциях сварных соединений, достаточно разнообразны. [c.8] Прежде всего это технологические несплошности (дефекты), которые могут возникать в процессе производства сварных конструкций. [c.8] Наличие несплошностей, а также конструктивньи концентраторов напряжений, связанных с резкими переходами от основного металла к металлу шва или от одного элемента к другому, может способствовать снижению надежности сварного соединения. Их отрицательное влияние иногда проявляется даже в случае статического приложения нагрузок при неблагоприятном сочетании с собственными напряжениями при действии низких температур или агрессивных сред. Наиболее сильное влияние наличия несплошностей имеет место при работе конструкции под усталостной нагрузкой. В этом случгю даже небольшой дефект или концентратор может стать источником зарождения трещины. [c.8] Ни один из существующих способов сварки не обеспечивает гарантированного бездефектного сварного соединения без последующего исправления. Это объясняется тем, что на качество сварных соединений оказывают влияние многие факторы не только металлургического, но и технологического, а также организационного характера, задача регулирования и поддержания которых в необходимых пределах полностью не решена. [c.8] Ограниченность такого подхода заключается в отсутствии непосредственных связей между данными нормативно-технологических документов и процессами разрушения в случае наличия тех или иных дефектов. Поэтому надежность приходится обеспечивать косвенно, путем регламентации уровня качества технологического процесса, а не уровня работоспособности сварной конструкции в эксплуатации. [c.9] Соблюдение требований нормативно-технологических документов необходимо как средство поддержания дисциплины производства, ограничивающее допуск к эксплуатации изделий по уровню дефектности. Однако этот уровень дефектности условен. Если обнаруженный при приемочном контроле или в процессе эксплуатации дефект несколько выходит за пределы норм, то нередко возникает сомнение, насколько обоснована браковка изделия, когда исправление дефекта оказьшается трудно осуществимо или невозможно. Решение о допуске к эксплуатации без исправления дефекта может бьпь принято, только если выполнен контрольный расчет, показывающий, что в процессе эксплуатации изделия зарождение трещины от дефекта и последующий рост этой трещины еще не приведут к наступлению предельного состояния разрушения в пределах заданного ресурса. До настоящего времени такие подходы в расчетах еще не получили достаточно систематизированного изложения даже применительно к однородному металлу, не говоря об учете возможной неоднородности механических свойств сварных соединений. Изложению подобных вопросов применительно к оценке работоспособности сварных соединений и конструкций, посвящен ряд последующих глав настоящей монопрафии. [c.9] Различают требования технологические, регламентирующие уровень качества технологического процесса на стадии изготовления-конструкции, и требования эксплуатационные, которые имеют целью обеспечение работоспособности конструкции. [c.10] В определенной мере технологический характер имеет требование равнопрочности сварного соединения основному металлу. Оно включает в себя не только требование не уступать основному металлу по прочности. Б широком смысле этого понятия речь идет о полной равноценности сварного соединения и основного металла. Требование равнопрочности может служить своеобразной целью юш эталоном качества технологического процесса, даже если в этом нет особой необходимости, являться стимулом к разработке новых методов сварки, сварочных материалов, технологий и сварочного оборудования. Под влшшием этого требования проводятся различные мероприятия, направленные на устранение недостатков, свойственных сварочному процессу, например применение термической обработки для снижения остаточных напряжений или устранения механической неоднородности. [c.10] Для некоторых металлов с особыми свойствами, главным образом для высокопрочных,требование равнопрочности обеспечить не удается. [c.10] Ко многим сварным конструкциям предьявляются требованга в отношении термической обработки после сварки. Они в той или иной мере связаны с повышением прочности, пластичности и вязкости металла, точности изготовления, обрабатываемости, предотвращения образования дефектов и т.д. Применение термической обработки для сварных конструкций, ее режимы и эффекты, достигаемые ею, составляют крупную проблему, рассмотрение которой далеко выходит за пределы настоящей монографии. Перечислим лишь основные случаи применения термической обработки в плане достижения конкретных результатов. [c.10] Вернуться к основной статье