ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Одной из важнейших технологических операций в процессе изготовления тонкостенных оболочковых конструкций является опрессовка внутренним давлением, обеспечивающая снижение уровня остаточных сварочных напряжений за счет пластического деформирования металла конструкций. Однако пластическое деформирование всей конструкции может при определенных условиях отрицательно сказаться на ее работоспособности в процессе эксплуатации, поэтому применение опрессовки должно предполагать локализацию очагов пластической деформации в области сварных соединений при упругом деформировании металла конструкций.

Разработан метод определения диапазона допустимых давлений для опрессовки тонкостенных цилиндрических оболочковых конструкций в виде:

где Р_ОПР - рабочее давление опрессовки;

- величина давления, при котором сварное соединение переходит в

состояние текучести;

- величина давления, определяющая область упругой работы

основного металла конструкции.

Реализация данного подхода для выбора давления опрессовки в рассмотренном диапазоне рабочих давлений предполагает выполнение кольцевых стыковых швов из менее прочных, но более пластичных, чем основной металл, материалов или наличии в околошовной зоне разупрочненных участков (см. рисунок).

Вид цилиндрической оболочковой конструкции с продольными (1) и кольцевыми (2) стыковыми швами (а) и характерное распределение твердости Нv поперек кольцевых стыков, выполненных мягкими присадками (б), или при наличии разупрочненных участков в околошовной зоне (в)

В процессе опрессовки обеспечивается выполнение двух задач: cнимаются (или снижаются) остаточные сварочные напряжения в конструкции и происходит упрочнение ослабленных участков (зон) сварных соединений.

Значения и , определяющие границы диапазона допустимых давлений опрессовки, зависят от конструктивно-геометрических параметров оболочковых конструкций и кольцевых сварных соединений, а также механических характеристик металла конструкций и различных зон соединений:

c<1;

] ,

где - cоответственно предел упругости основного металла и

металла разупрочненного участка шва, зоны термического

влияния);

- cтепень механической неоднородности кольцевых сварных

соединений;

- коэффициент поперечной деформации;

r, t - радиус и толщина стенки оболочковой конструкции;

- относительный размер разупрочненного участка

(h - ширина данного участка);

- относительная доля разупрочненных участков в составе

деформированной оболочки (l - протяженность оболочки).

Предлагаемая методика определения диапазона допустимых значений давления опрессовки проверена на цилиндрических сосудах, выполненных из низко- и средне-легированных сталей. В последних кольцевые швы выполнялись электродами Э42А марки УОНИ 13/45. В процессе опрессовки сосудов произошло снятие остаточных напряжений за счет пластического деформирования мягких швов при соблюдении упругого деформирования основного металла конструкций.