Влияние дефектов на надежность эксплуатации сварных конструкций

Виды сварочных дефектов-см в вопросе №2.

Дефекты сварных соединений, если не принимать мер по их предупреждению и устранению, не только ухудшают качество и товарный вид сварных конструкций. В ряде случаев они могут стать причиной признания дорогостоящих сварных конструкций негодными. Особенно опасны дефекты, которые при недостаточно тщательном контроле качества становятся причиной разрушения сварных соединений в процессе эксплуатации, приводящих к тяжелым техногенным катастрофам и гибели людей.

Опасность присутствия в эксплуатируемых сварных конструкциях сварочных дефектов характеризуется следующими факторами:

1 – уменьшением площади сечения шва, противостоящего действующим на сварное изделие нагрузкам;

2 – образованием в металле, окружающем дефекты, концентраторов напряжений, увеличивающих напряжения от внешних нагрузок до значений, превышающих предел текучести и даже предел прочности металла шва;

3 – потерей герметичности сварных соединений сосудов, резервуаров и трубопроводов, что особенно опасно при их заполнении взрывоопасными и легковоспламеняющимися веществами и продуктами с отравляющими свойствами.

По результатам отечественных и зарубежных исследований установлено, что дефекты в виде пор и включений при их небольших размерах и относительно небольшой суммарной площади в сечении шва практически мало влияют на статическую прочность неразъемных соединений. Однако это относится только к пластичным металлическим материалам и малонагруженным соединениям.

Если швы имеют концентраторы в виде резкого изменения их размеров и формы, либо имеет место несовпадение (смещение) кромок, то поры и включения с суммарной площадью более 5% сечения шва, особенно при наличии остаточных напряжений, могут существенно повысить опасность усталостных разрушений конструкций при знакопеременных и вибрационных нагрузках.

Особенно опасны при таких нагрузках дефекты в виде подрезов, трещин, несплавлений и непроваров. Последние виды дефектов, а также сквозные поры и свищи часто становятся причиной разрушения сварных изделий при эксплуатации, нарушения герметичности сварных сосудов, аппаратов и трубопроводов, работающих под давлением. Поскольку опасность образования дефектов зависит от их вида и размеров, в нормативных документах, регламентирующих правила изготовления сварных конструкций, сварочные дефекты условно делят на две группы:

1 – дефекты, которые в сварных соединениях не допускаются при любом их размере. К ним всегда относят трещины. И холодные, и горячие. При изготовлении сварных изделий особо ответственных и дорогостоящих в эту группу включают также подрезы, непровары и несплавления.

2 – виды дефектов, которые в сварных соединениях допускаются, если они не превышают установленные нормативными документами максимальные размеры, зависящие:

- от категории сварных соединений;

- толщины металла сварного соединения;

- длины данного сварного соединения, подлежащего контролю.

В этих же нормативных документах для изделий и сооружений ответственного назначения указываются рекомендуемые методы обнаружения дефектов и методы испытания готовой продукции. Дополнительные требования к качеству продукции (но не менее жесткие, чем в НД) могут быть указаны в конструкторской документации.