Расчет сварных соединений на прочность

Расчет сварных соединений, работающих при высоких температу-рах, выполняют по допускаемым напряжениям, которые назначают в за-висимости от допускаемых напряжений для основного металла и берут равными, с учетом способа сварки, термической обработки и контроля ка-чества сварных соединений, минимальному из следующих соотношений:

[σ] = σ_в/n₁; [σ] = σ_т/n₂; [σ] = σ_д.п/n₃; [σ] = σ_п/n₄,

где σ_в, σ_т, σ_д.п, σ_п – гарантированные при температуре эксплуата-ции, сответственно, временное сопротивление, предел текучести, предел длительной прочности и предел ползучести (для очень точных узлов). Ко-эффициенты запаса n₁, n₂, n₃ и n₄ берут в соответствии с таблицей 8.2 .

Таблица 8.2 – Коэффициенты запаса

В зависимости от рабочей температуры характеристиками для расчета на прочность являются:

- при температуре ниже 250^оС (для углеродистых сталей и стали 12Х1МФ) - временное сопротивление σ_в;

- при температуре 260…420^оС (для углеродистых сталей) и ниже 550^оС (для стали 12Х18Н10Т) – предел текучести σ_т;

- при температуре выше 420^оС (для стали 12Х1МФ), выше 550^оС (для сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н12Т) – предел длительной прочности σ_д.п.

Допускаемые напряжения для сварных соединений [σ^/] определяют умножением допускаемых напряжений для основного металла [σ] на коэф- фициент прочности , учитывающий отрицательное влияние сварки. При полном проваре по всей толщине, проведении в необходимых случаях тер-мической обработки и контроля качества шва по всей длине неразруша-ющими методами коэффициент =1 для углеродистой, низколегирован-ной марганцовистой и хромомолибденовой стали, сталей типа 12Х18Н10Т и им подобных; для хромомолибденованадиевых и высокохромистых ста-лей = 0,8. Коэффициент прочности стыковых соединений из углеро-дистой и низколегированной марганцовистой стали, контроль качества ко-торых неразрушающими методами выполняется не по всей длине, прини-мается в зависимости от способа сварки: = 0,85 - при автоматической двусторонней сварке под флюсом, электрошлаковой сварке, контактной сварке, односторонней ручной и автоматической сварке в СО₂ или в ар-гоне; = 0,7 - при всех других, не указанных выше видах сварки.

Для других сварных соединений и новых марок сталей допускаемые напряжения должны устанавливаться по результатам испытаний сварных соединений.

8.8 Пример и его решение

Зафиксировано разрушение жаропрочного сплава через 3500 ч при температуре 650⁰С и напряжении 310 МПа. Если создать в материале подобные напряжения, но при 705⁰С, какое будет время до разрушения? Принять: С = 20.