5. Расчетно-аналитический метод. Службой металлов и сварки Свердловэнерго предлагается метод прогнозирования остаточного ресурса по длительной прочности на основании ранее проведенных работ [8]. Схематически данный метод показан на рис. 9. Берется длительная прочность сварного соединения после длительной наработки. Строится кривая длительной прочности сварных соединений и линия начала повреждаемости, которая составляет 90% данной кривой, а затем наносится линия, соответствующая приведенным напряжениям, действующим в сварном соединении. Кривые длительной прочности сварных соединений для сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф с металлом шва 09X1МФ при температуре 545°С определены Хромченко Ф. А. в [3, 4]. Приведенные напряжения рассчитываются по формуле
где Sфакт - фактическая толщина стенки в районе сварного соединения, оценивается ультразвуковой толщинометрией.
В результате этих построений на графике выделяются три зоны:
- - зона надежной эксплуатации;
- - зона повреждаемости;
- - зона опасной эксплуатации.
Рассмотрим этот метод на примерах.
Сварное соединение № 1: диаметр 273/183 мм,
сталь 15Х1М1Ф, параметры Р = 25,5 МПа, Т= 545°С, время наработки 138 тыс. ч. По данным металлографического исследования состояние металла сварного соединения соответствует 4п стадии, исчерпание ресурса 80 - 90%. Из [3] бралась кривая длительной прочности для сварных соединений из стали 15X1 Μ1Ф с металлом шва 09Х1МФ и диаметром 245/155 мм при T=545°С (рис. 10). Приведенные напряжения в сварном соединении № 1 составляют: σ№1 = 7,81 кгс/мм2. Как видно из рис. 10, при наработке 138 тыс. ч сварной стык попадает в зону опасной эксплуатации. Сварное соединение № 8: диаметр 273/183 мм, сталь 15Х1М1Ф, параметры Р = 25,5 МПа, Т= 545°С, время наработки 138 тыс. ч. по данным металлографического исследования состояние металла соответствует 3п стадии, исчерпание ресурса 70 - 80%.При уровне приведенных напряжений |
сварное соединение № 8 попадает в зону повреждаемости (рис. 10).
Поврежденное сварное соединение №3: диаметр 377/257 мм, сталь 15Х1М1Ф, параметры: Р = 25,5 МПа, Т=545°С·, время наработки 124 тыс. ч - образовалась трещина примерно 62% длины сварного шва. При уровне приведенных напряжений σ№3 = 7,46 кгс/мм2 сварное соединение
попадает в зону повреждаемости (рис. 10).
Полученные расчетно-аналитическим методом данные по оценке остаточного ресурса сварных соединений согласуются с результатами оценки по микроповреждаемости.
