Остаточные напряжения в трубах, изготовленных методом LSAW, в основном вызваны неравномерным охлаждением. Остаточные напряжения — это внутренние напряжения, находящиеся в фазовом равновесии без внешнего воздействия. Эти остаточные напряжения существуют в горячекатаных профилях различного сечения. Чем больше размер сечения стали общего профиля, тем больше остаточные напряжения.
Хотя остаточные напряжения самобалансируются, они все же оказывают определенное влияние на характеристики стальных элементов под воздействием внешних сил. Например, они могут негативно влиять на деформацию, стабильность и усталостную прочность. После сварки неметаллические включения в трубе, обработанной методом LSAW, спрессовываются в тонкие листы, что приводит к расслоению. Затем расслоение значительно ухудшает прочность трубы LSAW на растяжение по толщине, и при усадке сварного шва может произойти разрыв между слоями. Локальная деформация, вызванная усадкой сварного шва, часто в несколько раз превышает деформацию предела текучести, что намного больше, чем деформация, вызванная нагрузкой. Кроме того, в трубах LSAW неизбежно много Т-образных сварных швов, поэтому вероятность сварочных дефектов значительно возрастает. Более того, остаточные напряжения в Т-образных сварных швах велики, и металл сварного шва часто находится в состоянии трехмерного напряжения, что увеличивает вероятность образования трещин.
Сварочные швы труб, сваренных спиральной дуговой сваркой под флюсом, располагаются по спирали, и швы длинные. Особенно при сварке в динамических условиях, сварной шов отходит от точки формирования до охлаждения, что легко приводит к образованию горячих трещин. Направление трещины параллельно сварному шву и образует угол с осью стальной трубы, как правило, от 30 до 70°. Этот угол как раз соответствует углу разрушения при сдвиге, поэтому его свойства при изгибе, растяжении, сжатии и кручении не так хороши, как у труб, сваренных методом линейной дуговой сварки под флюсом. В то же время, из-за ограничений положения сварки, седловидные и ребристые сварные швы влияют на внешний вид. Поэтому неразрушающий контроль сварных швов труб, сваренных методом линейной дуговой сварки под флюсом, должен быть усилен для обеспечения качества сварки, иначе трубы, сваренные методом линейной дуговой сварки под флюсом, не следует использовать в важных стальных конструкциях.
Дата публикации: 13 июля 2022 г.