Cтраница 1
Механическое снятие напряжений становится более полным с увеличением прилагаемой нагрузки, вызывающей перенапряжение, и достигает максимальной степени при общей текучести материала. Для этой цели конструкцию рекомендуется подвергать действию максимальной нагрузки, которая создает предварительные напряжения, практически не вызывая большой деформации или разрушения конструкции. Последнее требование трудно выполнить, если предварительное напряжение создается при температуре выше переходной температуры стали ( определяемой таким образом, что ее можно применить для листа максимальной толщины) при условии, что уровень нагрузки ограничен и в результате предварительного неразрушающего контроля не обнаружено крупных дефектов. Установлено, что такой процесс уменьшает остаточные напряжения после сварки и увеличивает внешние напряжения, вызывающие разрушения в хрупком состоянии. [1]
Сделав обзор, Николе предложил использовать контроль избыточным давлением для механического снятия напряжений и отметил, что использование избыточного давления для окончательного контроля, по-видимому, целесообразно. [2]
Для стали сорта G допускается некоторое смягчение этих требований, если применяется термическое или механическое снятие напряжения, а также в случае, когда при проведении неразрушающего испытания отсутствуют дефекты сварки. Спецификация сталей охватывает листы толщиной от 5 до 40 мм и температуру эксплуатации до - 170 С. [3]
Следовательно, опасность разрушения существенно снижается термообработкой материала, а уровень локальных напряжений - механическим снятием напряжений. Однако вероятность быстрого разрушения возрастает с увеличением размера дефекта, толщины стенки, приложенного напряжения, при использовании материалов с. [4]
В главе описаны некоторые особенности конструкции, приводящие их к разрушению, термического и механического способов снятия напряжений, а также рассмотрены способы использования избыточного давления для механического снятия напряжений при ограничении размеров дефектов. Избыточное давление рекомендуется применять в конструкциях без термического снятия напряжений. [5]
Этот способ перенапряжения применим для мостов, вагонов, сосудов, работающих под давлением, и трубопроводов. Авторы считают, что способ создания управляемого перенапряжения для механического снятия напряжений, когда термообработка невозможна, должен быть немедленно рекомендован и внесен в технические условия. Его применение при окончательной проверке конструкции, по-видимому, также оправдано. Для установления пределов перенапряжения в конструкциях, подлежащих снятию напряжений, рекомендуются дальнейшие исследования с целью устранения вредного влияния дефектов. Однако при небольших перегрузках способ перенапряжения может быть с осторожностью использован даже для этой цели. [6]
Большая часть экспериментальной работы по перенапряжению с применением этого способа проведена на сварных конструкциях, и его преимущества бесспорны. Эта работа подтверждает тот факт, что выигрыш от снятия высоких остаточных напряжений намного превышает любой побочный отрицательный эффект. Такое предварительное напряжение даже уменьшает вероятность разрушения от механических надрезов, появляющихся в конструкции в зоне сварных швов после операции перенапряжения, хотя любая последующая сварка, конечно, может снова увеличить возможность разрушения вследствие того, что в конструкции повторно создаются остаточные напряжения. Преимущества способа перенапряжения с целью механического снятия напряжений в конструкции определены, и его следует рекомендовать во всех случаях, когда термическое снятие напряжений невозможно. Однако термическое снятие напряжений является более предпочтительным, поскольку оно устраняет охрупчивание в зоне сварных швов и увеличивает пластичность. При механическом снятии напряжений увеличивается напряжение разрушения. [7]
Однако рекомендуется проводить термическое снятие напряжения и гидростатическое пробное испытание для сосудов под давлением первого класса. Обе операции имеют и другие преимущества, кроме снятия остаточного напряжения. При термическом снятии напряжений восстанавливается пластичность материала после обработки давлением и старения. Пробное испытание вызывает локальное течение материала, в результате чего остаточные напряжения в надрезах, трещинах или других инициирующих дефектах снижаются. Результаты некоторых испытаний наводят на мысль, что инициирование хрупкого разрушения становится более затруднительным после течения материала в вершине трещины во время предварительного нагружения. После механического снятия напряжения посредством гидростатического пробного испытания действующая нагрузка, по-видимому, превышает максимальное напряжение, достаточное для инициирования хрупкого разрушения. Следовательно, инициирование хрупкого разрушения в сосудах, подвергнутых пробному испытанию, не происходит до тех пор, пока не будет превышено расчетное давление и не появятся новые системы нагружения. [8]
Большая часть экспериментальной работы по перенапряжению с применением этого способа проведена на сварных конструкциях, и его преимущества бесспорны. Эта работа подтверждает тот факт, что выигрыш от снятия высоких остаточных напряжений намного превышает любой побочный отрицательный эффект. Такое предварительное напряжение даже уменьшает вероятность разрушения от механических надрезов, появляющихся в конструкции в зоне сварных швов после операции перенапряжения, хотя любая последующая сварка, конечно, может снова увеличить возможность разрушения вследствие того, что в конструкции повторно создаются остаточные напряжения. Преимущества способа перенапряжения с целью механического снятия напряжений в конструкции определены, и его следует рекомендовать во всех случаях, когда термическое снятие напряжений невозможно. Однако термическое снятие напряжений является более предпочтительным, поскольку оно устраняет охрупчивание в зоне сварных швов и увеличивает пластичность. При механическом снятии напряжений увеличивается напряжение разрушения. [9]
Для предотвращения быстрого разрушения сосудов, работающих под давлением, необходимо оговаривать минимальную вязкость разрушения различных материалов, что допускает наличие в материале дефектов определенного размера при соответствующем уровне напряжений. При установлении уровня напряжений следует учитывать обусловленные расчетом напряжения в конструкции, зоны значительной концентрации напряжений, а также вторичные температурные и остаточные напряжения сварочного процесса. Уровень вязкости разрушения должен быть связан с условиями работы материала. Например, необходимо учитывать, будет ли иметь место охрупчивание материала у сварных швов. Для этих обоих случаев вероятность разрушения значительно уменьшается в результате термического снятия напряжений. Уровень локальных напряжений может быть снижен механическим снятием напряжений. [10]
Метод создания перенапряжения при температурах пластичности с целью уменьшения влияния дефектов даже в хрупкой зоне является наименее изученным. Для этого случая имеется мало экспериментальных данных. Такие данные необходимо получить при испытаниях конструкций на снятие напряжений или простых надрезанных образцов, не имеющих сварных швов. Имеющиеся данные дают возможность предположить, что напряжение разрушения такого предварительно напряженного образца в условиях, когда разрушение протекает на низком уровне напряжений ( например, при температурах хрупкого состояния), по меньшей мере равно, а обычно выше напряжения разрушения такой предварительно не напряженной конструкции в аналогичных условиях. Обычно напряжение разрушения так же высоко, как и предварительно создаваемое напряжение, но, по-видимому, только не в случае создания высоких предварительных напряжений. Если в конструкции существуют значительные дефекты, которые в условиях перенапряжения являются субкритическими, размеры дефекта могут несколько увеличиться. По-видимому, снижение эффекта перенапряжения под действием больших или только субкритических нагрузок является результатом такой значительной локальной текучести в вершине дефекта, что при разгрузке происходят знакопеременная текучесть, и полезные сжимающие остаточные напряжения полностью не проявляются. В таких случаях при последующем нагружении в вершине трещины может происходить повторная текучесть, и если материал был охрупчен ( например, путем деформационного старения или горячего деформирования), то может произойти разрушение. Тогда, вероятно, способ механического снятия напряжений будет эффективным. [11]