Сварные соединения присутствуют во всех элементах конструкций начиная от простейших и заканчивая сложными. Процесс сварки не совершенен и поэтому в сварных соединениях наблюдаются дефекты, с которыми дальнейшая эксплуатация конструкций не возможна.
Современные ответственные сварные конструкции длительного срока эксплуатации (магистральные трубопроводы, мосты, крупные нефте - и газохранилища, корпуса энергетических атомных реакторов, хранилища химических активных и радиоактивных материалов и пр.) - дорогостоящие сооружения, к которым предъявляются высокие требования безопасности эксплуатации, обеспечиваемые соответствующими мероприятиями,предусмотренными при проектировании и особенно в процессе эксплуатации. Среди эксплуатационных мероприятий следует выделить мероприятие, связанное с оценкой остаточного ресурса безопасной эксплуатации конкретной конструкции.
В общем случае такая оценка производится на основе результатов мониторинга реальной нагруженности конструкции, диагностики состояния материала и наличия дефектов, а также соответствующих расчетных схем оценки критических состояний в «горячих точках» конструкций. Как показывает статистика, 70 - 80 % отказов в сварных конструкциях связано со сварными соединениями, хотя объем зоны сварных соединений в современных конструкциях не превышает 1,0 - 1,5 % общего объема. Иными словами, значительная часть «горячих точек» в современных сварных конструкциях приходятся на сварные соединения, поэтому методические вопросы оценки остаточного ресурса последних, с учетом их характерных особенностей (появление после сварки остаточных напряжений, переменные нагрузки, коррозионные разрушения) являются достаточно актуальными.
1 Рассмотрена дефектность сварных соединений: типы, виды и причины ее образования.
2 Выполнен обзор расчетных методик прочности и ресурса сварных соединений в вероятностной и детерминированной постановках.
3 Выполнен расчет ресурса стыкового сварного соединения сосуда с дефектом в виде подреза глубиной 0,7 мм.
4 Вывод по результатам расчета.
Использование вероятностных методов позволяет наиболее широко оценить ресурс конструкций, чем при детерминированных методах оценки.
1. Лепихин, А. М. Вероятностный риск - анализ конструкций технических систем. [текст] / А.М Лепихин, Н. А Махутов, В. В Москвичев, А. П Черняев,. - Новосибирск: Наука, 2003. - 174 с.
2. Когаев, В. П. Расчеты деталей машин на прочность и долговечность [текст] / В. П. Когаев, Н. А. Махутов, А. П. Гусенков. - М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.
3. Сервисен, С.В. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. [текст] / С.В Сервисен, В. П Когаев, Р. М. Шнейдерович. - М.: Машиностроение, 1985. - 480 с.
4. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках [текст] / АН УССР. Ин - т. электросварки им. Е. О. Платона; Под ред. В. И. Труфякова. - Киев: Науки думка, 1990. - 256 с.
5. Афанасьев, Н. Н. Статическая теория усталостной прочности материалов [текст] / Н. Н. Афанасьев. - Киев: Изд - во АН УССР, 1953. - 105 с.
6. Болотин, В. В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений [текст] / В. В. Болотин. - М.: Стройиздат, 1981. - 351 с.
7. Гладштейн, Л. И. Прочность механически неоднородных сварных соединений высокопрочной стали при одноосном и двухосном растяжении [текст] / Л. И. Гладштейн, А. Б. Злочевский. // Сварочное производство. - 1969. - С. 8 - 12
8. Куркин, С. А. Прочность сварных тонкостенных сосудов, работающих под давлением. [текст] / С. А Куркин. - М.: Машиностроение,1976. - 184 с.
9. Зайнулин, Р. С. Прочность сварных соединений с разупрочненными участками при двухосном растяжении [текст] / Р. С. Зайнулин, А. В. Бакиев. / Сварочное производство. - 1973. - № 4. - С.35 - 36
10. Лизин, В.Т. Проектирование тонкостенных конструкций. [текст] / B. Т. Лизин, В. А. Пяткин. - М.: Машиностроение, 1985. - 344 с.
11. Бакши, О.А. Прочность механических неоднородных сварных соединений при двухосном растяжении [текст] / О. А. Бакши, А. С. Богомолов. // Сварочное производство.- 1971.- № 5.- С. 3- 6.
12. Нетребский, М. А. О прочности кольцевых швов судов высокого давления [текст] / М. А. Нетребский. - Материалы 1 Всесоюзной конф.: Многослойные сварные конструкции и трубы. - Киев: Наукова думка, 1984. -
C. 33 - 36.
13. ОСТ 108.031.08-85 Котлы стационарные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. Общие положения по обоснованию толщины стенки
14. ГОСТ 14249-80. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
15. Когут, Н. С. Несущая способность сварных соединений. [текст] / Н. С. Когут, М. В. Шахматов, В. В. Ерофеев - Львов: Свит, 1990. - 180 с.
16. Кузьмин, В. Р. Прогнозирование хладостойкости конструкций и работоспособности техники на Севере. [текст] / В. Р. Кузьмин, А. М. Итттков.-М.: Машиностроение. 1996. 303 с.
17. Махутов, Н. А. Экспериментальные оценки состояния резервуаров по критериям усталостной прочности [текст] // Н. А. Махутов., В. Р. Кузьмин., В. А. Прохоров // Контроль. Диагностика, 2000. № 10. С. 1 - 3.
18. Гиренко, В. Зависимость между ударной вязкостью и критериями механики разрушения а]с, К]с конструкционных сталей и их сварных соединений [текст] // В. С. Гиренко, В. П. Дядин, // Автоматическая сварка, 1985. № 9, С. 10 - 18.
19. Махненко, В. И. Расчеты на прочность сварных соединений с конструктивными особенностями трещинообразного типа [текст] // В. И. Махненко, В. Е. Починок. // Надежность и долговечность машин и сооружений, 1982, № 1, С. 10 - 18.
20. Махутов, Н. А. Применение численных методов расчета показателей надежности элементов конструкции с повреждениями [текст] / Н. А. Махутов, И. И. Кокшаров, А. М. Лепихин // Проблемы прочности. - 1991. - № 5. - С. 3 - 8.
21. Болотин, В. В. Ресурс машин и конструкций [текст] / В.В. Болотин. - М.: Машиностроение, 1990. - 448 с.
22. Гусев, А. С. Сопротивление усталости и живучести конструкций при случайных нагрузках. [текст] / А. С. Гусев - М.: Машиностроение, 1989. - 248 с.
23. Ярема, С. Я. Вероятностные аспекты роста усталостных трещин и его аналитическое описание [текст] / С. Я. Ярема, Л. С. Мельничок, Б. П. Попов. / Препринт № 109. - Львов: ФМИ АН УССР, 1986. - 56 с.
24. Ромвари, П. Анализ закономерностей распространения усталостных трещин в металлах [текст] / П. Ромвари, Л. Тот, Д. Надь. // Проблемы прочности. - 1980. - № 12. - С. 18 - 28.
25. Богданофф, Д. Вероятностные модели накопления повреждений. [текст] / Д. Богданофф, Ф. Козин. - М.: Мир, 1989. - 344 с.
26. Злочевский, А. Б. Определение циклической трещиностойкости при случайном режиме нагружения [текст] / А. Б. Злочевский, О. А. Левин, Н. А. Махутов. / В кн. Проблемы разрушения, ресурса и безопасности технических систем. - Красноярск: Ассоциация КОДАС - СибЭРА, 1997. - С. 262 - 265.
27. Статистические закономерности малоциклового разрушения [текст] / Н. А. Махутов, В В. Зацаринный, Ж. Л. Базарис и др. - М.: Наука,1989. - 252 с.
28. Викторов, В.В. Рост поверхностных трещин при регулярном и случайном нагружении [текст] / В.В. Викторов, А.Б. Злочевский, Н.А. Махутов, П.П. Мельничук / В кн. Проблемы разрушения, ресурса и безопасности технических систем. - Красноярск: Ассоциация КОДАС - СибЭРА, 1997. - С. 266 - 272.
29. Биргер, И. А. Применение теории случайных процессов для описания разрушения [текст] / И. А. Биргер. / В кн. Прочность материалов и конструкций. - Киев: Наукова думка, 1975. - С. 297 - 214.
30. Острейковский, В. А. Вероятностное прогнозирование работоспособности элементов ЯЭУ. [текст] / В. А. Острейковский, Н. Л. Сальников. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 416 с.
31. Кучерявый, В. И. Моделирование вероятности неразрушения деталей машин при случайном комбинированном воздействии [текст] / В. И. Кучерявый. // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 1995. - № 3. - С. 133 - 135.
32. Ларионов, В. П. Расчет на трещиностойкость типовых сварных соединений металлоконструкций экскаваторов [текст] / В. П. Ларионов, В. В. Москвичев, С. В. Доронин. // Сибирский физико - технический журнал. -
1993. - № 2. - С. 104 - 113.
33. Механика разрушения и прочность материалов: Справочное пособие: в 4 - х т. Т. 4: Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов [текст] / О. Н. Романив, С. Я. Ярема, Г. Н Никифорчин и др. - 1990. - 680 с.
34. ГОСТ 7350-55. Марочник стали для машиностроения - Машиностроение - материалы
35. ГОСТ 14-249-89. Нормы и методы расчета на прочность