Способ восстановления стальных толстостенных конструкций с трещинами

(51) 5 В 23 Р 6/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ение Урал(54) СПОС СТАЛЬНЫХ РУКЦИИ С Т (57) Изобретен нию, преимуще вительным раб рукциях с тре чпрощение и ОБ ВОС ТОЛСТОСТ РЕЩИ НАМ ие относитс ственно к ре отам на тол щинами. Цел расширение СТАНОВЛЕНИ ННЫХ КОНС я к машинострое- монтно-восстанотостенных консть изобретения - технологических ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство С1550749, кл. В 23 Р 6/00, 19 801634419 возможностеи ремонта путем предупреждения развития несквозных трещин. В месте раскрытия трещины 1 на детали 2 приваривают накладку 3 в виде отдельных пластин с прорезями 4. Общая толщина пластин накладки равна толщине конструкции в дефектном месте. Прорези в пластинах при приварке совмещают с устьем трещины. Сварные швы выполняют по обе стороны трещины, оставляя участки 7, прилегающие к устью трещины, незаваренными. Соотношение длины трещины и общей длины сварных швов выбирают в интервале 1/3 - 1/8. Способ позволяет выполнить ремонт массивных конструкций без демонтажа, предварительного подогрева и термообработки, обеспечивая работоспособность конструкции с оставшейся трещиной. 2 ил., 2 табл.Формула изобретения 55 Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к ремонтно-восстановительным работам на толстостенных конструкциях с трещинами.Цель изобретения - упрощение и расширение технологических возможностей ремонта путем предупреждения развития не- сквозных трещин.На фиг. 1 схематически показан фрагмент вертикального элемента с трещиной; на фиг. 2 - деформация краев прорези.Способ осуществляют следующим образом.Трещину 1, образовавшуюся в массивной вертикальной заготовке 2, не удаляют, а со стороны ее раскрытия приваривают набор пластин 3, равный толщине этого места, для сохранения равномерности распределения силового потока, Предварительно в пластинах выполняют прорезь 4, являющуюся продолжением трещины,Прорези в пластинах выполняют роль ком пенсатора напряжений, которые возникают при приварке накладки к дефектной детали. Каждая пластина имеет толщину не более 1 О мм, поэтому перемещение краев прорези происходит беспрепятственно, значительно уменьшается запас упругой энергии, неизбежно возникающей при сварке. В результате развитие трещины в процессе сварки в основном металле энергетически не обосновано.Соотношение между прорезью и длиной шва также выбирают из соображений предотвращения дальнейшего роста трещины.Соотношение между прорезью и длиной шва подтверждается данными табл. 1.Таким образом, наиболее благоприятным соотношением 1/11 является 1/13 - 1/8, не вызывающем дальнейший рост трещины (определяемый по системам акустической эмис сии). При соотношении 1/6 начинает проявляться такая сильно выраженная депланация пластин, которая затрудняет их тщательную подгонку. Операция приварки накладки к участку конструкции, содержащему трещины, также направлена на предупреждение развития остающейся трещины. Проводят испытания по выбору наиболее выгодного с этой точки зрения места приварки накладки.Результаты испытаний по выбору места приварки наладки отражены в табл. 2. Из табл. 2 следует, что для уменьшения вероятности развития трещины дальше в основной металл не следует выполнять шов возле места раскрытия трещины, так как это увеличивает уровень остаточных напряжений и способствует раскрытию трещины.Пример. В процессе эксплуатации возникают трещины 1 глубиной 49 мм во внут 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ренних стенках базовых деталей пресса усилием О кН. Восстановление работоспособности детали 2 производят следующим образом.Толщина стенки в месте излома 80 мм. Берут набор пластин 3, в состав которого входят восемь пластин толщиной 10 мм (1 О ммХ 8=80 мм). Суммарная толщина набора пластин равна толщине металла в месте разрушения.Предварительно в каждой пластине выполняют прорезь 4 длиной 50 мм торцовой фрезой (толщина 1 мм). Пластины складывают так, что прорези в них совпадают, Полученную накладку 3 готовят к сварке так, что прорезь в пластинах составляет продолжение трещины 5 в месте ее раскрытия. Накладку приваривают двумя швами 6. Швы выполняют по обе стороны от места раскрытия трещины 5, оставляя не- заваренными участки 7 длиной -60 мм. Сварку выполняют электродами типа 350 А марки КА, диаметром 4 мм. Режимы сварки: 1 =180 А; У"=23 - 24 В. Сварку выполняют справа налево. Общая длина швов -500 мм, так что соотношение длины трещины и общей длины швов 1/1 О в соответствии с предлагаемым интервалом.При сварке происходит деформация пластин, сечение которых ослаблено наличием прорези. Поэтому края прорези беспрепятственно перемещают (А 1 - зазор прорези до сварки; Аг - зазор прорези после сварки). Таким образом, запас упругой энергии, неизбежно возникающей при сварке, исчерпан и дальнейшего раскрытия трещины не происходит (размер Аз не изменяется).При эксплуатации восстановительной конструкции развитие трещины в основном металле предупреждается следующим образом. Наличие незаваренных участков ослабляет рабочее сечение, поэтому в сварных швах, соединяющих накладку с дефектным местом конструкции, образование трещин облегчено. Кроме того, под влиянием деформаций металл в устье прорези претерпевает деформационное упрочнение. После разрушения накладки, которое носит характер замедленного разрушения, накладку можно удалить и произвести приварку другой накладки при сохранении неизменной длины трещины в основном металле.Способ позволяет выполнить ремонтно- восстановительные работы на массивных конструкциях без демонтажа, предварительного подогрева и термообработки, обеспечивая работоспособность конструкции с оставшейся трещиной. Способ восстановления стальных толстостенных конструкций с трещинами, включающий приварку накладки в виде отдельных стальных пластин, общая толщина ко1634419 торых равна толщине дефектной стенки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения технологических возможностей ремонта путем предупреждения развития несквозных трещин, в пластинах выполняют прорези, которые при приварке пластин совмещают с устьем трещин, при этом участки стыка пластины и конструкции, прилегающие к устью трещины, оставляют незаваренными, а соотношение длины трещины и сварного шва выбирают из интервала 1/13 - 1/8. Таблица Уровеньнапряжений врайоне Увеличение Место расположе 5 ния шва от отраскрытиятрещины,мк ношению к трещине вершин шва,кгс/мм. 1 О Та блица 1 Пластины полСоотношение1 прорези ВеличинадеФормации, 7. Продвижениетрещины (налиностью привареныПо обе сторо 0,4 27 1 шва чие сигналов акустическойэмиссии) ны от местараскрытия трещины остался незава 0,100,030,010 26 14 13 14 7 г.1 витель А.Кравчук ушкин Корректор И. Муска Подписное Сос ехред А ираж 4 Редактор С, ЛисинаЗаказ 718 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 415 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, уд, Гагарина, 1011/80 1/40 1/20 1/13 1/1 О /8 1/б 0,10,3 1)О 3,0 8,0 12 20 Есть Есть Есть Нет Нет Нет Нет ренным участокпо 25 мм (с каждой стороны 25 в "- по 50 ммпо 75 мм- по 100 мм