OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 51 TECHNOLOGY охлаждению сварного шва, что может привести к образованию трещин [1]. Влияние структурных параметров на микромеханизм разрушения металла сварного соединения из традиционных низкоуглеродистых низколегированных трубных сталей было предметом значительных работ [11–23]. Показано, что разрушение металла участка шва ЗТВ сварного соединения сталей этого класса соответствует двум механизмам: хрупкому транскристаллитному и вязкому. В работах [36, 37] исследовано влияние параметров структуры бейнита на микромеханизм разрушения при сварке низкоуглеродистых низколегированных высокопрочных сталей (категории прочности К65 и К70). Показано, что происходит формирование преимущественно бейнитной структуры, отличной от морфологии традиционных трубных сталей (бейнитная структура с зернистой микроструктурой, т. е. глобулярный бейнитный феррит (ГБФ), а также реечный бейнитный феррит (ЛБФ), состоящий из тонких длинных реек, объединенных в крупные пакеты относительно равноосной формы). В работе [38] исследованы микроструктурные механизмы снижения значений ударной вязкости крупнозернистой околошовной зоны двух микролегированных сталей марки К60. Показано, что наибольшее влияние на ударную вязкость околошовной зоны оказывают включения нитрида титана, скалывание которых в пределах крупных бейнитных пакетов может привести к макрохрупкому разрушению образцов. При оценке влияния сварки на изменения свойств трубной стали необходимо понимать, что прочность и предел текучести на растяжение труб имеет широкий диапазон. Например, на рис. 7 представлен пример допустимых диапазонов изменения предела текучести и прочности на растяжение труб серии Х по API 5L. Верхний предел прочности на растяжение марок Х80 и выше увеличивается с маркой трубы. Даже для одного и того же класса допустимый диапазон прочности находится в большом интервале варьирования. Тем не менее исследования показали, что критический коэффициент согласования прочности, удовлетворяющий требованиям деформации, не зависит от прочности трубы [39–50]. Таким образом, требования к прочности на растяжение металла сварного шва должны быть очень высокими, если верхний предел прочности трубы используется для установки требований прочности к металлу сварного шва, особенно если несоосность труб от высокой до низкой и кажущаяся вязкость разрушения установлены консервативно [39, 40, 45–50]. Требование к прочности по-прежнему трудно выполнить в практической плоскости при проектирования трубопроводов с учетом имеющихся в настоящее время методов сварки и других ограничений [39–50]. Поскольку большинство параметров, влияющих на деформационную способность, являются неопределенными, требования к прочности на растяжение, полученные детерминированными методами проектирования, могут быть недостаточно реалистичными. Следовательно, при рассмотрении вероятностного распределения параметров следует применять подход, основанный на надежности. Кроме того, надлежащие требования к коэффициенту согласования прочности металлов кольцевых сварных швов могут быть научно определены путем принятия теории структурной надежности [38, 39]. Современные требования к прочности и другим механическим свойствам кольцевых сварных соединений труб в основном отражены в квалификационных требованиях к сварщикам. Аномалии в виде перекосов стыков труб и трубопровода в целом, а также микротрещин неизбежны для трубопроводов большого диаметра из высокопрочной стали [40]. В последние десятилетия проведено множество исследований кольцевых швов наземных и морских трубопроводов Рис. 7. Допустимый разброс прочности труб по API 5L [39] Fig. 7. Permissible variation of pipe strength according to API 5L [39]
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1