ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние дефектов на работоспособность конструкций и способы их исправления из "Сварка Резка Контроль Справочник Том2 " В современных же агрегатах значительная часть деталей подвергается длительным статическим нагрузкам при повышенных температурах или повторным нагрузкам (в том числе и знакопеременным) при нормальных и повышенных температурах или же работает в условиях воздействия на них агрессивных сред, резких тепловых ударов или радиоактивного излучения. Для изготовления таких деталей требуются высокопрочные, жаропрочные, кислотоупорные металлические и неметаллические материалы стали, сплавы, пластические массы, обладающие повышенными специальными свойствами (пределом прочности, длительной прочностью, пределом ползучести, пределом выносливости, сопротивлением термической усталости, коррозионной стойкостью и Т.Д.). [c.245] Стали и сплавы, удовлетворяющие этим требованиям, как правило, отличаются сложным составом и характеризуются более низкими технологическими свойствами, что весьма затрудняет изготовление из них изделий, а в ряде случаев приводит к необходимости создания новых технологических процессов для придания им необходимых формы и свойств. [c.245] Требование сочетать указанные выше свойства с малой массой изделия обусловило применение составных конструкций, например из металлических и неметаллических материалов, соединенных склейкой и пайкой. [c.245] Методы расчета деталей, работающих в тяжелых условиях нагружения, на прочность значительно сложнее, особенно это относится к расчетам деталей авиационной и ракетной техники, поскольку в этих случаях конструктор, стремясь в максимальной степени облегчить изделие, исходит из минимального запаса прочности. Например, для основных деталей авиационных двигателей (коленчатый вал, шатун, лопатки и диск турбины и компрессора) минимальный запас прочности 1,3...1,5, в то время как в общем машиностроении и строительной практике он доходит до 10... 15. [c.245] К дефектам более грубого порядка относят субмикроскопические трещины, по размерам не превышающие предела разрешения оптического микроскопа ( 0,2 мкм). Такие трещины, согласно гипотезе Гриффитса, могут образовываться по границам блоков кристалла в процессе его роста, а также появляться в результате приложения напряжений. [c.245] В реальном металле - поликристалличе-ском теле - встречаются еще более грубые дефекты, например микроскопические трещины размерами 0,2 мкм. Такие трещины возникают на поверхности стальных деталей в процессе их механической обработки или эксплуатации. [c.245] Несмотря на незначительную (порядка нескольких микрометров) глубину, эти трещины резко снижают прочность детали (особенно при работе в условиях сложного напряженного состояния или воздействия поверхностноактивных сред), ускоряя ее разрушение. Удаление поврежденного поверхностного слоя механически (зачисткой тонкой шкуркой, пескоструйной обработкой) или электролитическим растворением существенно повышает прочность детали. [c.245] Наиболее детально влияние дефектов на работоспособность конструкций изучено для изделий, выполненных сваркой. В большинстве случаев степень влияния того или иного дефекта на работоспособность конструкций устанавливают экспериментально испытаниями образцов с дефектами. [c.246] При сдаче констрзтщии в эксплуатацию прежде всего оценивают допустимость наличия наружных дефектов. Значения их допустимости, как правило, указаны в технических условиях на изготовление конструкции и зависят от условий ее эксплуатации. [c.246] Установлено, что выпуклость шва не снижает статической прочности, однако очень влияет на вибрационную прочность. Чем больше выпуклость шва и, следовательно, меньше угол перехода от основного металла к наплавленному, тем сильнее оно снижает предел выносливости. Таким образом, чрезмерная выпуклость шва может свести к нулю все преимущества, полученные от оптимизации технологического процесса по улучшению качества сварных соединений, работающих при вибрационных, динамических и повторно-статических нагрузках. [c.246] Значительным (по влиянию на работоспособность) наружным дефектом является подрез. Он недопустим в конструкциях, работающих на выносливость. Небольшой протяженности подрезы, ослабляющие сечение шва не более чем на 5 %, в конструкциях, работающих под действием статических нагрузок, можно считать позволительными. [c.246] Наплывы, резко изменяя очертания швов, образуют концентраторы напряжений и, тем самым, снижают выносливость конструкции. Наплывы, имеющие большую протяженность, следует считать недопустимыми дефектами, так как они вызывают концентрацию напряжений и нередко сопровождаются непроварами. Небольшие местные наплывы, вызванные случайными отклонениями сварочных режимов от заданных, разрешаются. [c.246] Кратеры, как и прожоги, во всех случаях являются недопустимыми дефектами и подлежат исправлению. [c.246] Такие дефекты, как трещины, оксидные пленки, несплавления, недопустимы. [c.247] С зачетом всех перечисленных конструктивно-эксплуатационных факторов для альтернативной оценки опасности влияния сварочных дефектов их целесообразно разделить на две группы объемные и плоскостные. Объемные дефекты не оказывают существенного влияния на работоспособность соединений. Эти дефекты (поры, шлаки, флокены) можно нормировать по размерам или площади ослабления ими сечения изделия. Плоскостные трещиноподобные дефекты (трещины, оксидные пленки, несплавления, раскаты) по НТД, как правило, считаются недопустимыми. [c.247] Заглубленные наружные и внутренние дефекты (дефектные участки) в соединениях из алюминия, титана и их сплавов следует удалять только механическим способом вышлифовкой абразивным инструментом или резанием, а также вырубкой с последующей зашлифовкой. В ряде случаев в конструкциях из стали допускается удалять дефектные участки воздушно-дуговой или плазменной строжкой с последующей обработкой поверхности выборки абразивными инструментами. При этом поверхности изделий из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей должны быть зачищены (зашлифованы) до полного удаления следов резки. [c.247] Исправление дефектов с заваркой выборок в сварных соединениях, подлежащих обязательной термической обработке и вьшолненных из легированных и хромистых сталей, нужно проводить после высокого (450... 650 °С) отпуска сварного соединения (промежуточного, окончательного или предварительного), за исключением отдельных случаев, оговоренных технологическими инструкциями. [c.247] При удалении дефектных мест целесообразно соблюдать определенные условия. Длина удаляемого участка должна быть равна длине дефектного места плюс 10...20 мм с каждой стороны, а ширина разделки выборки должна быть такой, чтобы ширина шва после заварки не превышала двойной ширины до заварки. Форма и размеры подготовленных под заварку выборок должны обеспечивать возможность надежного провара в любом месте. Поверхность каждой выборки должна иметь плавные очертания без резких выступов, острых углублений и заусенцев. При заварке дефектного участка необходимо перекрыть прилегающие участки основного металла. [c.248] После заварки участок надо зачистить до полного удаления раковин и рыхлости в кратере, выполнить на нем плавные переходы к основному металлу. [c.248] В сварных швах со сквозными трещинами перед заваркой требуется засверлить их концы, чтобы предотвратить распространение трещин. Дефектный участок в этом случае проваривают на полную глубину. [c.248] Вернуться к основной статье