ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оценка чувствительности сварных соединений к воздействию агрессивных сред с учетом ТФХМВ из "Прочность сварных конструкций в агрессивных средах" Методика оценки влияния неоднородности свойств сварных соединений. Как было показано, стойкость сварных соединений против разрушений в агрессивных средах зависит от неоднородности, вызванной теплофизическим и химико-металлургическим воздействием сварки (ТФХМВ). [c.37] В зависимости от конкретных условий (металла, напряженного состояния и среды) фактором, определяющим чувствительность металла к разрушению, является какой-либо из видов неоднородности пли их сочетание. В связи с этим, наряду с общей оценкой стойкости сварных соединений, для выявления причин и механизма разрушений сварных соединений, а также для разработки мер по повышению стойкости соединений, целесообразно оценивать влияние каждого из видов неоднородности и их сочетаний на чувствительность металла к воздействию среды. [c.37] Методически исследование влияния неоднородности соединений на коррозию разделяется на этапы. [c.37] В общую серию образцов, имитирующих структурную и химическую неоднородность, входят образцы а) изготовленные из сварного соединения (основного металла, сварного шва, зоны термического влияния) и б) из основного металла, обработанного по термическому циклу характерных зон данного сварного соединения. Характерные зоны и их температурные границы определяются по результатам исследования термических циклов, микро- и макроструктурного и химического анализов. Макрохимическая неоднородность имитируется также с помощью применения образцов с разным химическим составом в соответствии с результатами химического анализа в различных зонах сварного соединения. [c.38] Пластическую деформацию имитируют растяжением образцов при нагрузке, обеспечивающей получение остаточной пластической деформации в образце, соответствующей распределению деформаций в сварном соединении для исследуемой зоны. Неоднородность напряжений сварных соединений имитируется при коррозионных испытаниях приложением к образцам нагрузок различной величины. [c.38] Влияние геометрической неоднородности оценивается при испытаниях образцов из основного металла с имитационными дефектами, например надрезами разной величины, и сварных соединений с заданными дефектами. Помимо испытания образцов, имитирующих тот или иной вид неоднородности, необходимы испытания образцов с сочетанием различных показателей неоднородностей, которые могут быть получены одновременным воздействием на образец из основного металла различных рассмотренных выше видов обработки. Например, деформированием образцов с одновременным нагревом по характерным термическим циклам (СН+ПД), при термодеформационной обработке серии образцов различного химического состава может быть оценено суммарное влияние структурной и химической неоднородностей в сочетании с пластической деформацией СН + ХН+ПД) и т. д. [c.38] Имитационные образцы должны иметь форму и размеры, удобные для обработки и коррозионных испытаний, в том числе в напряженном состоянии. Этим требованиям отвечают плоские, а также круглые образцы типа стандартных образцов на растяжение с ограниченным поперечным сечением 10—30 мм с длиной рабочей части - 30—50 мм, что обеспечивает равномерный нагрев и деформацию. [c.38] ИМАШ-5 и др.) [67]. На рис. 8 показано устройство, имеющее некоторые конструктивные отличия от известных установок с учетом требований, предъявляемых к образцам для коррозионных испытаний. [c.39] Определенная величина деформаций задается с помощью гидравлического механизма растяжения и определяется экстензомет-ром с индикаторными головками. Контактный метод определения деформаций позволяет относительно просто преобразовать входной сигнал (механическое перемещение активных тяг тензометра) в удобный для наблюдения и записи выходной сигнал (показания индикаторных головок). Величина усилия определяется по показаниям образцового манометра по тарировочному графику. Заданный термический цикл в образцах осуществляется электрокон-тактным методом пропусканием сварочного тока от сварочного трансформатора, что обеспечивает малую инерционность, большие скорости нагрева, легкость доступа к образцам и их быструю смену. В связи с неравномерностью нагрева по всей длине образца при коррозионных испытаниях учитывается участок равномерного нагрева. Скорости нагрева и охлаждения, продолжительность выдержки регулируются изменением мощности источника нагрева, степенью обдува и температурой защитного газа, охлаждением водой. [c.39] Классификация металлов по их коррозионной стойкости в отечественной практике производится по 10-балльной шкале (ГОСТ 13819—68). Метод определения коррозии по потерям массы наиболее прост, точен и надежен, поскольку он непосредственно указывает на количество металла, разрушенного коррозией. Этот метод особенно важен, если к продукту предъявляются требования по чистоте. Однако для оценки несущей способности материала конструкций гравитационный метод не подходит, так как Он не учитывает изменения свойств материала в процессе коррозии и трещинообразования. [c.40] Реальным условиям коррозии сварных соединений наилучшим образом соответствуют сварные образцы с малым соотношением F .oJfобр, т. е. ы з,с обычно / з,с// обр = Vs+Vio. Однако, если Рм Рз.с, то общие потери массы в основном металле могут завуалировать потери в зоне сварки и поэтому применение образцов с малым отношением з.с/- обр, в основном используемых в настоящее время, не позволяет полноценно судить о коррозионной стойкости сварного соединения. Казалось бы, целесообразно раздельно определять скорость коррозии образцов из основного металла и образцов из зоны сварки или шва и зоны термического влияния. Однако результаты таких испытаний позволяют прибли-л енно оценить скорости саморастворения каждой зоны сварного соединения, но при этом исключается коррозия этих зон по макроэлектрохимическому механизму. [c.41] При помощи механических испытаний можно оценить снижение несущей способности конструкции вследствие суммарного влияния сплошной коррозии и понижения прочностных свойств материала, вызванных местной коррозией и сорбционными процессами, что может быть использовано при расчете несущей способности конструкции. [c.42] Применяются испытания на растяжение и на изгиб материала, не подверженного коррозии и после коррозионных испытаний [43]. Испытания на изгиб применительно к сварным соединениям имеют некоторые преимущества возможность дифференцированно оценить свойства во всех зонах сварного соединения, большую чувствительность к изменению поверхностных свойств и к факторам, вызывающим охрупчивание материала, малые размеры образцов, удобные для механических и коррозионных испытаний. В связи с отмеченным разработаны методика и прибор для испытаний тонколистовых материалов на изгиб [54], позволяющие наряду с деформационной определять прочностную характеристику материала, четко фиксировать момент появления трещины и производить запись кривой усилие — деформация в процессе испытания листовых материалов. [c.42] При испытании на изгиб обычно используют нагружение сосредоточенной силой или парой сил (рис. 10). Нагружение сосредоточенной силой (/, а) позволяет дифференцированно изучить свойства сварного соединения в характерных зонах шве, зоне сплавления, зоне термического влияния, на границе между зоной термического влияния и основным металлом, основном металле, т. е. изучить распределение- механических свойств при изгибе по поперечному сечению сварного соединения и выявить слабую зону. Нагружение парой сил (//, б) позволяет сразу выявить свойства наиболее слабой зоны. При испытании на изгиб пластичных материалов возникают затруднения по определению величины разрушающих напряжений в связи с изменением в процессе испытаний расчетной схемы и величины изгибающего момента, момента сопротивления изгибу, зависящего от диаграммы растяжения а=1(е) материала, упрочнения поверхностных слоев тонких пластинок. Поэтому целесообразно оценивать прочностные свойства сварных соединений при изгибе не по величине напряжений, а по несущей способности изгибаемой пластины, т. е. по величине разрушающего усилия Р. [c.42] Аналогично определяются коэффициенты снижения стойкости по деформационной способности. [c.44] Изменение свойств в каждой зоне можно оценивать по отношению к свойствам соответствующей зоны в исходном состоянии или по отношению к свойствам основного металла в исходном состоянии и после воздействия коррозии. Последнее позволяет оценивать величину и интенсивность изменения свойств в каждой характерной зоне сварного соединения по отношению к основному металлу. [c.44] Для различного рода оболочковых и корпусных конструкций перспективно развитие методов их двухосных испытаний на растяжение и изгиб с учетом агрессивных сред а) кратковременных испытаний по определению конструктивной прочности металла, подвергнутого коррозионному воздействию и в исходном состоянии б) длительных испытаний при статической и повторно-статической нагрузке при наличии коррозионио-активной среды. [c.44] Структурная и химическая неоднородности, а также неоднородность упругопластического состояния, неизбежно присутствующие в сварном соединении, изменяют тепло- и электропроводность и т. э. д. с. различных зон сварного соединения. [c.45] Для определения т. э. д. с. в сварных соединениях используют два варианта определение макро-т. э. д. с. на контакте диаметром 0,1—0,5 мм и микро-т. э. д. с.— с помощью микрощупов. [c.45] Наряду с внутренними факторами (структура и химический состав материала, упругопластическое состояние, состояние поверхности), которые характеризуют свойства исследуемого металла, на величину т. э. д. с. и чувствительность метода влияют внешние факторы температура нагрева и материал наконечника, давление на наконечник, конструкция токоподвода и др. Наибольшее влияние на величину и распределение т. э. д. с. в сварных соединениях оказывает структурная и химическая неоднородность, в значительно меньшей степени неоднородность упругопластического состояния. Увеличение температуры нагрева наконечника существенно повышает чувствительность метода. Однако повышение температуры выше оптимальной ( 100°С) может вызвать искажение результатов в связи с окислением металла и термодиффузией примесей. [c.46] Вернуться к основной статье