Рис. 5.90. Распределение окружных остаточных напряжений в районе кольцевого шва трубы из стали 20 диаметром 150 мм с толщиной стенки 8 мм:

Эпюры тангенциальных остаточных напряжений в образцах труб в исходном состоянии и после обработки взрывом изображены на рис. 5.90. Обнаруживается явная зависимость степени снижения остаточных напряжений от параметров заряда, причем нагружение тремя шнурами ДШ приво-

/ — после сварки; 2 — после обработки взрывом тремя ДША; 3 — то же — двумя; 4— то же — одним; х — расстояние от оси шва; 1 — исходные остаточные напряжения; II — приращения остаточных напряжений; III — результирующие остаточные напряжения

20 40 60 80 X, мм

дит к изменению знака напряжений в шве, а их распределение в осевом направлении характеризуется значительно меньшими градиентами. Полезно отметить, что расчет изменения остаточных напряжений в шве по приращениям длин измерительных баз после обработки взрывом позволяет с хорошей точностью предсказать их значения, получаемые при разрезке трубы на кольца. Так, прогнозируемое расчетом значение результирующих остаточных напряжений в шве после обработки двумя нитками ДШ должно было составлять 44 МПа; при разрезке получено 37 МПа (см. рис. 5.90).

Более детальные исследования эффективности применения обработки взрывом для снижения сварочных остаточных напряжений выполнены на трубах из стали 20 диаметром 168 с толщиной стенки 14 и 720 с толщиной стенки 18 мм. Заготовки образцов соответственно длиной 350 и 750 мм с К-образной разделкой кромок сваривали ручной сваркой электродами УОНИ-13/55.

Исследовали остаточные напряжения в образцах в исходном состоянии и после обработки взрывом по нескольким схемам; для сравнения проведено исследование остаточных напряжений в образцах труб, прошедших местную термообработку по режиму, применяемому в трассовых условиях (650.680 °С, выдержка 1 ч, медленное охлаждение до 350 °С).

Остаточные напряжения определяли путем измерений на наружной (с помощью механического индикаторного деформометра с базой измерения 25 мм и неразрушающего магнитоупругого метода измерений) и на внутренней (с помощью тензодатчиков сопротивления и магнитоупругой тензометрии) поверхностях трубы, а также их распределение по глубине металла по методике, изложенной выше. Измерения напряжений на наружной поверхности трубы проводили по четырем образующим в окружном и осевом направлении.

Темплеты, содержащие измерительные базы в районе каждой из четырех образующих трубы вырезали, после чего производили повторные замеры баз с учетом прогиба темплета, образовавшегося после вырезки его