Mechanics and Advanced Technologies (Dec 2020)
Напружено-деформований стан при відновленні об'єктів з корозійними дефектами шляхом заварювання
Abstract
Доведено актуальність проблематики пов’язаної з періодичною діагностикою та ремонтом лінійної ділянки магістральних трубопроводів та доцільність застосування ремонтних технологій для відновлення необхідної товщини стінки. Експериментальна частина роботи полягала у заварюванні корозійного дефекту на зовнішній поверхні труби послідовним наплавлення “ниткових” валиків в середовищі СО2 (MAG) – metal active gas та ручним дуговим (MMA) – manual metal arc способом в три шари, з контурним швом. Наведено результати залишкового напружено-деформованого стану, отримані експериментальним шляхом при заварюванні дефекту корозійного походження, а також – моделювання напружено-деформованого стану (НДС) методом скінченних елементів (МСЕ), який формується при цьому на ділянці труби із сталі 17Г1С діаметром 1420×16 мм. В якості моделі дефекту прийнято заглиблення овальної форми розмірами 100×60 мм і глибиною 6 мм в центральній частині. Проведено аналіз та порівняння розподілу напружень, пластичних деформацій та переміщень для цих способів. Встановлено основні фактори, що впливають на НДС. Показано, що НДС для різних способів зварювання має однаковий характер розподілу, але відрізняється за величиною. Зроблено припущення про взаємозв’язок переміщень зразка при формуванні залишкових напружень у вільному стані та, при наявності жорстких в’язей. Підтверджено доцільність використання MAG способу ремонту стоншеної ділянки магістрального трубопроводу з точки зору формування рівня залишкового НДС. Виявлено ефект пов'язаний з формуванням області з підвищеними значеннями залишкових напружень розтягу після накладання останнього шва кожного шару який пояснюється дією поперечної та повздовжньої усадки металу через взаємодію останнього валика в шарі з боковою стінкою дефекту.
Keywords
