Повышение качества проектирования сварных соединений и конструкций с учетом современных требований

Проблема проектирования имеет много различных аспектов. Вот некоторые из них.

Первый аспект связан с необходимостью более детального изучения поведения различных зон сварных соединений современных конструкционных материалов применительно к реальным условиям эксплуатации часто сверхсложным и в течение длительного периода. В качестве примера можно привести один из достаточно известных во всем мире случаев сенсибилизации аустенитных сталей типа 18-10 (А151304), т. е. проявления склонности околошовной зоны сварных соединений таких сталей к образованию и развитию межкристаллитных коррозионных трещин под напряжением. Подобные разрушения были обнаружены на трубопроводах энергоблоков типа BWR американских АЭС еще примерно 30 лет назад. Около 25 % стыков трубопроводов имели указанные дефекты, что потребовало принятия кардинальных мер и больших затрат средств.

Второй аспект проблемы проектирования сварных соединений, на который следует обратить внимание, – применение современных подходов механики разрушения для оценки предельных состояний сварных соединений при различных условиях нагружения. Объясняется это тем, что традиционный путь предотвращения разрушений сварных конструкций, заключающийся главным образом в ограничении размеров и количества дефектов, снижении концентрации напряжений, недопущении трещинообразных дефектов и обеспечении вязкости металла соответствующего уровня по результатам испытаний стандартных ударных образцов, не всегда гарантирует высокую надежность конструкций. Концепция, учитывающая существование в сварных конструкциях необнаруженных применяемыми методами неразрушающего контроля трещинообразных дефектов и получившая название «Оценка соответствия назначению», находит все большее признание во всем мире, поскольку в ее основу положены не только эмпирический опыт, но и количественные методы расчета. Несмотря на довольно значительные теоретические успехи в этом направлении, достигнутые и в Украине, практическое применение современных методов механики разрушения при проектировании сварных соединений сдерживается отсутствием соответствующей нормативной базы.

Большие технические и экономические преимущества сварных конструкций обеспечили им широкое распространение в различных отраслях промышленности, строительства и транспорта. Помимо прямой экономии материалов, трудозатрат и времени на производство сварных конструкций, сварка открывает новые возможности механизации и автоматизации производственных процессов, создает условия для повышения производительности труда, высвобождает значительное количество рабочих и тем облегчает регулирование рабочей силы в народном хозяйстве страны, позволяет увеличивать выпуск продукции с имеющихся производственных площадей, а при организации новых производств требует значительно меньших капиталовложений, чем литейное или кузнечное производство. Применение, наплавки защитных поверхностей позволяет повысить долговечность изделий и конструкций, подвергающихся повышенному износу и воздействию агрессивных сред.

Сварка используется для конструкций самого различного назначения. С ее помощью могут быть изготовлены легкие ажурные конструкции различных башен и мачт, тяжелые прессы, выполняемые с применением электрошлаковой сварки и т.д.

Сварка применяется и при строительстве газгольдеров и резервуаров, представляющих собою относительно тонкие оболочки и при строительстве доменных печей.

В настоящее время все корпуса судов выполняются только сварными, с использованием разнообразных методов механизированной и автоматизированной сварки.