ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эксплуатационное деформационное старение из "Диагностика металлов " Естественно ожидать, что эксплуатация в условиях, вызывающих по крайней мере в локальных зонах пластическую деформацию, в состоянии вызвать охрупчивание материала по типу деформационного старения, которое в отличие от наклепа и последующего деформационного старения, возникающего на стадии изготовления конструкции, назовем эксплуатационным деформационным старением. [c.151] Чаще всего формирование зон локальной пластической деформации наблюдается в тонкостенных резервуарах и аппаратах разного назначения. При существующей технологии их изготовления неизбежны отклонения от правильной геометрической формы, вызванные неточностью сборки, усадкой сварных швов и рядом других факторов. Местами предпочтительного возникновения зон пластической деформации являются протяженные сварные швы, образующие угловатости (уводы кромок). В зависимости от технологии изготовления сварных листовых конструкций эти угловатости направлены внутрь или наружу резервуара. Развитие пластических деформаций наблюдается также в зонах смещения кромок и на контурах хлопунов. Все отклонения от идеальной формы конструкции строго регламентируются. [c.151] Эксперименты [95] показали, что в процессе исходного нагружения происходит необратимое изменение размеров увода кромок в зоне сварных соединений крупногабаритных сварных цилиндрических моделей сосудов, изготовленных по промышленной технологии из сталей аустенитного класса. Испытания проводили при отнулевом цикле нагружения внутренним давлением. Увод кромок измеряли специальным приспособлением с индикатором часового типа. Деформацию наружной поверхности сосудов определяли тензорезисторами с базой 1 мм. [c.152] Опасность разрушения из-за развития эксплуатационного деформационного охрупчивания возрастает для сварных конструкций, эксплуатируемых в районах с низкими климатическими температурами. [c.153] Циклическое нагружение приводит к заметному изменению уровня механических свойств стали 16Г2АФ (рис. 4.20, а). Интенсивность роста Oq 2 при увеличении числа циклов N больше при нагружении с = 590 МПа, чем при нагружении с = 450 МПа. Временное сопротивление возрастает практически одинаково при обеих амплитудах нагружения и достигает стадии насыщения при N/N = N =10% Np - число циклов, при котором происходит окончательное разрушение образца). Наиболее заметное снижение характеристик пластичности (S, W) также наблюдается при N =10%. [c.154] Сопротивление хрупкому разрушению стали 16Г2АФ зависит от длительности предшествующего циклического нагружения (рис. 4.17). После нагружения при = 450 МПа до N =1% критическая температура хрупкости Tjg понижается на 25% по сравнению с исходным состоянием, что обусловлено генерированием подвижных дислокаций. Атомы углерода и азота не успели закрепиться и тем самым проявить эффект деформационного старения. Дальнейшее циклическое нагружение приводит к существенному повышению Уже при N =10% она на 10°С выше, чем у стали в исходном состоянии. В интервале числа циклов нагружения N =10-ь 70% наблюдается некоторое повышение для обеих амплитуд нагружения. В целом циклическая деформация стали в этом интервале вызывает охрупчивание почти в такой же степени, как естественное и искуственное старение при 250°С пластически деформированной на 10% стали (рис. 4.17). [c.154] Существенно больший эффект снижения сопротивления хрупкому разрушению под влиянием усталости наблюдается в низкоуглеродистой стали. Повышение (по критерию K U = 0,2 МДж/м ) при N =70% составило для спокойной стали 30-40 С по данным [97] и 60°С по данным [98], а для кипящей стали ЗО С. [c.154] В связи с ролью наклепа и последующего старения с охрупчиванием материала тесно связан вопрос об обоснованности использования гидравлических и пневматических испытаний для технического освидетельствования сосудов и трубопроводов, работающих под давлением. Установленные Госгортехнадзором России правила эксплуатации сосудов и трубопроводов давления, котлов, грузоподъемных кранов и т.д. предписывают обязательное проведение по сути перегрузочных испытаний на прочность конструкций и плотность разъемных соединений элементов пробной нагрузкой (давлением). Гидравлическое испытание сосудов проводится пробным давлением Р р, которое значительно (не менее чем на 25%) выше расчетного давления в сосуде. Регламентируемая температура гидроиспытаний составляет 5 -ь 40 С. [c.155] При проведении гидроиспытаний конструкций, имеющих конструктивные концентраторы напряжений и дефекты, возможно формирование зон пластической деформации. Как следствие этого происходит повышение склонности стали к хрупкому разрушению. Это особенно опасно для конструкций, эксплуатируемых в диапазоне низких климатических температур. В целом следует сделать вывод, что для материалов с ограниченным запасом вязкости гидроиспытания в состоянии вызвать опасные последствия - повышение риска хрупкого разрушения при эксплуатации в диапазоне низких климатических температур. [c.155] Вернуться к основной статье