Существующие методы расчета прочности трубопроводов при их проектировании основываются на показателях прочностных характеристик металла трубы. Учет наличия сварного шва осуществляется при помощи коэффициентов, характеризующих его форму и свойства наплавленного металла. При этом сварной шов и зона основного металла, подвергнутая влиянию термического цикла, принимаются однородными по механическим свойствам. Однако изменение свойств в рабочем сечении сварного соединения влияет на общую несущую способность и определяется как механическими, так и геометрическими параметрами.
В статье рассмотрен подход к оценке контактного упрочнения сварного соединения трубных сталей, возникающих в определенном диапазоне геометрических параметров, с учетом реальной топографической структуры кольцевого сварного шва трубопровода. По результатам экспериментальных исследований представлена оценка механических характеристик сварных соединений трубных сталей. Показаны геометрические особенности формирования топографической структуры. Структура шва оценена путем измерения значений микротвердости. По результатам анализа топографии механической неоднородности предложена интегральная оценка зависимости для определения значений коэффициента контактного упрочнения при криволинейных формах полей неоднородности. Отмечено, что дальнейшее развитие исследований строения сварных соединений трубопроводов позволит усовершенствовать подходы к расчету их прочностных параметров; выработать рекомендации по регулированию термодеформационного цикла с учетом оптимального расположения полей механической неоднородности; подготовить научное обоснование оценки прочностных характеристик сварного шва при наличии поверхностного дефекта с учетом взаимного расположения мягких и твердых прослоек.
Список литературы
1. Бакши О.А. Механическая неоднородность сварных соединений. Ч. 1. – Челябинск: ЧПИ, 1981. – 57 с.
2. Бакши О.А., Кульневич Т.В. Влияние степени механической неоднородности на вязкую прочность сварных соединений при растяжении // Физика и химия обработки материалов. – 1973. – № 1. – С. 23–27
3. Бакши О.А., Шрон Р.З. О расчетной оценке прочности сварных соединений с мягкой прослойкой // Сварочное производство. – 1971. – № 3. – С. З–5.
4. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. – М.: Машиностроение, 1996. – 576 с.
5. Комплексный анализ запасов прочности трубопроводов и базовых механических свойств трубных сталей / Д.А. Неганов, Н.А. Махутов, Ю.В. Лисин, В.М. Варшицкий // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2017. – № 1 (28). – С. 3–38
6. Шахматов М.В. Исследование влияния конструктивных и геометрических параметров стыковых биметаллических швов на работоспособность сварных соединений: автореф дис. ... канд. техн. наук. – М., 1979. – 16 с.
