Тема: Влияние дефектов на свойства сварных соединений из стали 12Х1МФ

Контроль качества присутствует на всех стадиях производства. Отклонение от расчетных норм может привести к аварии, поломке дорогостоящего оборудования и к человеческим жертвам. Процесс производства изделий из стали многостадийный и сложный, сопровождающийся непосредственным контролем за соблюдением технологии на всех этапах производства. Технология процесса формирования сварного соединения можно отнести к последнему этапу производства конструкции трубопровода, перед вводом его в эксплуатацию, так же сопровождается контролем: за соблюдением исправного состояния сварочного оборудования и материалов, поддержания температурного режима подогрева изделия перед сваркой (если таковая требуется), послесварочной термической обработки. Пренебрежение любого из этих этапов может привести к образованию дефекта в сварном соединении и как следствие выхода из строя всего узла.
В процессе эксплуатации на трубопровод пара и горячей воды воздействуют разнообразные нагрузки, такие как давление рабочей среды, температура масса трубопровода и среды и др. Исходя из взаимодействия всех этих факторов рассчитывается номинальная толщина трубопровода, данные расчеты ведут с небольшим припуском. При конструировании трубопроводов ее элементы сваривают путем создания неразъемных соединений нагрева под действием внешнего источника энергии. Данный процесс называется сваркой, а неразъемное соединение - сварным швом. Работоспособность и долговечность сварных швов напрямую зависит от уровня дефектности изделия.

Купить

Резюмируя результаты анализа особенностей повреждения сварных соединений, следует подчеркнуть комплексность и взаимосвязанность причин, вызывающих эти повреждения и снижающих тем самым эксплуатационную надежность сварных конструкций. Из результатов статистического анализа, проведенного ВТИ на массиве примерно 150 тыс. сварных соединений около 1500 паропроводов 92 ТЭС с наработкой до 300 тыс. ч, установлено влияние следующих факторов на повреждаемость сварных соединений:
1. температурные условия ползучести. Так, с увеличением температуры эксплуатации с 510 до 545-560 °C повреждаемость возрастает на порядок;
2. конструкционный фактор. В среднем 95% повреждений приходится на сварные соединения с повышенной концентрацией напряжений. К ним относятся штуцерные, тройниковые и стыковые сварные соединения разнотолщинных трубных элементов, объем которых в общем количестве сварных соединений паропровода является небольшим и составляет лишь 10-20%. Около 5% повреждений отмечается по стыковым сварным соединениям паропроводных труб одинаковой толщины и их повреждения, главным образом, связаны с экстремальными условиями эксплуатации;
3. технологический фактор, обусловленный неоднородностью структуры и свойств по зонам сварного соединения. Примерно 92-95% повреждений развиваются по разупрочненной прослойке металла ЗТВр.п и около 5-8% повреждений — по металлу шва. Технологический фактор как причина повреждений реализуется, как правило, в сочетании с действием эксплуатационного фактора в условиях повышенного нагружения, превышающего нормативные уровни нагрузок.
В заключение нужно отметить, что повреждения сварных соединений с образованием сквозных трещин (разуплотнение в виде «свища») в эксплуатирующихся паропроводах вызвано следующими причинами: 46% связано с дефектами сварки (со скрытыми дефектами, обусловленными структурной, химической и механической неоднородностью металла по зонам), 33% — вследствие исчерпания ресурса и 21% — действием
повышенных (непроектных) напряжений.

Купить