ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Дефекты и трещины технологического происхождения из "Диагностика металлов " В табл. 5.1 приведены типичные дефекты технологического происхождения в основном металле и сварных соединениях, а также причины их появления. [c.210] Приведенный перечень дефектов и трещин, возникающих при изготовлении конструкций, далеко не полон. В реальной ситуации могут встречаться и другие дефекты различного происхождения. [c.210] Современные средства дефектоскопического контроля имеют предел чувствительности. Следовательно, в конструкции на законном основании могут быть трещины, но площадью или размером ниже порога чувствительности метода. Согласно ОСТ 26-2044-83 [132], для сварных соединений толщиной 20 мм предел чувствительности обнаружения дефекта составляет 3 мм . Максимальный размер (диаметр) точечного дефекта равен 1,95 мм. Следовательно НТД [132] по существу допускается наличие в металле трещин площадью до 3 мм . [c.211] Дефекты технологического происхождения чаще всего способствуют зарождению эксплуатационных трещин. На рис. 5.1 показан пример зарождения трещины от технологического зазора в сварном соединении дымогарной трубы и трубной доски котла КВ-8 (г. Ново-полоцк). [c.211] Одними из распространенных дефектов сплошности проката сталей являются расслоения (рис. 5.2). Они поражают преимущественно срединные слои проката сталей, полученных непрерывной разливкой. Как правило, расслоения привязаны к раскатанным и цепочечным неметаллическим включениям. Протяженные расслоения выявляются как на травленых, так и нетравленых шлифах. Особо опасны расслоения в тавровых и крестообразных сварных соединениях, нагружаемых в направлении, перпендикулярном плоскости прокатки. [c.211] В настоящее время, когда техническому диагностированию подвергаются сосуды и аппараты давления, резервуары, кожухи доменных печей и воздухонагревателей и другие ответственные конструкции, срок эксплуатации которых превысил 20 лет, следует ожидать дефектов технологического происхождения с размерами, существенно превышающими требования современной НТД. [c.211] К числу самых опасных трещиноподобных дефектов следует отнести непровары и несплавления. Выполнение односторонней сварки на подкладном кольце часто приводит к непроварам типа представленного на рис. 5.3. Показано строение стыкового соединения трубы из стали 15Х5М. Непровар инициировал развитие трещины в сварной шов. Не менее опасны несплавления (рис. 5.4) - по существу готовые трещины. [c.215] Горячие трещины образуются обычно в интервале температур между началом и концом кристаллизации, а иногда при температурах чуть ниже конца кристаллизации. В наплавленном металле растрескивание, как правило, происходит при его охлаждении от температур выше точки затвердевания. Растрескивание может произойти в зоне частичного плавления или во время повторных нагревов при сварке, когда ранее наплавленный объем металла - уже зона термического влияния. [c.216] Горячие трещины, как правило, являются межзеренными и междендритными (рис. 5.5). Образование горячих трещин тесно связано с более поздним затвердеванием жидкой фазы, обогащенной легкоплавкими элементами, в междендритном пространстве. Жидкая фаза, расположенная между дендритами и обогащенная легкоплавкими примесями, затвердевает при более низкой температуре, чем центральные зоны дендритов. [c.216] Холодные поперечные трещины - наиболее часто встречающиеся дефекты при сварке низколегированных высокопрочных сталей. Поперечные трещины развиваются в направлении, перпендикулярном изотермам (рис. 5.6). Как правило, эти трещины берут начало в зоне термического влияния на участках с максимальным зерном аустени-та. Возникшие в зоне термического влияния трещины могут распространяться в шов или основной металл. Поперечные трещины чаще всего образуются при сварке протяженных многослойных швов. [c.216] Появлению холодных трещин при охлаждении с 500 до 150 С в сварном соединении низколегированной высокопрочной стали способствуют растягивающие напряжения, критическая концентрация водорода и наличие структуры, склонной к замедленному разрушению. Вероятность развития холодных трещин в литом металле увеличивается, если податливость литого металла превышает податливость сварного соединения в интервале температур охлаждения 500-300 С [134]. С повышением содержания водорода в литом металле деформации локализуются в интервале 250-100°С в околошовной зоне. При этом наблюдается сокращение времени до образования трещины. Однако дальнейшее повышение содержания водорода до 2 и 4 см /100 г в высокопрочном (Оц 2 600 МПа) и низкопрочном литом металле соответственно вызывает локализацию деформации и развитие холодных трещин. [c.217] Образование слоистых трещин, как правило, наблюдается в жестких сварных узлах конструкций из высокопрочных сталей. При слоистых трещинах характерен ступенчатый рисунок трещины с более длинными террасами и короткими разрывами между ними, напоминающий древовидный излом (рис. 5.7, а). Под микроскопом при увеличении в 50-100 раз отчетливо выявляется связь горизонтальных террас и вертикальных разрывов с вытянутыми неметаллическими включениями (рис. 5.7) [135]. Вероятность возникновения слоистых трещин особенно возрастает при изготовлении угловых и тавровых соединений. [c.217] На ранних этапах развития слоистых трещин их появление практически всегда связано с цепочкой неметаллических включений (см. рис. 5.7, б). Их выявление чрезвычайно затруднено, поскольку требует качественной подготовки исследуемой нетравленой поверхности изделия. Как правило, УЗК столь малые трещины не выявляет. [c.217] К весьма опасным дефектам следует отнести и флокены - особые нарушения сплошности, имеющие вид серебристых по цвету пятен на поверхности излома или тонких волосных трещин на протравленном шлифе (темплете). Наличие в изделии флокенов резко снижает вязкость и пластичность стали. В ряде случаев именно повышенная плотность распределения флокенов является причиной аварий машин, деталей и конструкций. [c.218] Наиболее распространенной версией причин образования флокенов считается атомарно-протонная форма существования водорода в стали и наличие в ней внутренних напряжений [136]. Пораженность стали флокенами в значительной степени зависит от содержания серы. Последняя образует с марганцем сульфиды марганца, являющиеся коллекторами водорода. Критическая концентрация водорода, необходимая для образования флокенов, зависит от состава стали, ее структуры и других факторов и обычно составляет 0,5-2 см /100 г металла. [c.218] В литературе [136] имеются данные о существенной роли структурно-фазовых превращений переохлажденного аустенита и перераспределения водорода при у а переходе на возникновение флокенов в стали. Процесс фазового у а превращения при избыточном содержании водорода протекает скачкообразно по бейнитному или мартен-ситному механизму, что обусловливает резкое локальное увеличение концентрации водорода на границе а-и у- фаз и вызывает возникновение микротрещин. Последующий сток избыточного водорода в полости возникающих микротрещин приводит к их подрастанию до макроразмеров, т.е. к образованию флокенов. [c.218] Вернуться к основной статье