Наличие трещин допускается лишь в нескольких случаях. Непровар также либо не допускается вообще, либо допускается в незначительном объеме. Большинство сборников норм и правил допускают неполное проплавление и наличие шлаковых включений в небольшом объеме, а также некоторую пористость. Допустимые объемы нарушений сплошности могут варьироваться в зависимости от конкретной отрасли и целевого назначения, но, согласно общему правилу, чем острее концевые участки нарушения сплошности. Тем больше ограничиваются его объемы.
Для того, чтобы более подробно проанализировать влияние состояния концевых участков на степень серьезности нарушения сплошности, необходимо рассмотреть пример приостановки развития трещины при помощи метода, за применением которого Вам, возможно, приходилось наблюдать. Метод, о котором идет речь, заключается в сверлении отверстия в детали на конце трещины. Хотя данная мера не способствует устранению трещины, она поможет остановить ее дальнейшее распространение. Это достигается благодаря тому, что острые концы трещины скругляются за счет просверленного круглого отверстия, что приводит к снижению концентрации напряжений до уровня, при котором материал может выдерживать приложенное напряжение без дальнейшего распространения трещины.
Последний критерий оценки степени серьезности нарушения сплошности связан с способом воздействия нагрузки на конструкцию или элемент при эксплуатации. Например, если сварной шов находится на границе зоны давления, нарушения сплошности сварного шва, составляющие достаточно большой процент толщины стенок, как правило, наносят наибольший ущерб. Если речь идет о конструкции, которая подвергается усталостным (т.е. циклическим) нагрузкам, нарушения сплошности, образующие острые бороздки на поверхности элементов конструкции, в большинстве случаев быстрее приводят к разрушению, чем нарушения, расположенные под поверхностью. Данные бороздки на поверхности выполняют функции концентраторов напряжений, способствующих концентрации, или усилению, напряжения в той точке, где находятся бороздки. Подобная концентрация напряжений может привести к локальной перегрузке даже в том случае, если на полное сечение воздействует малое напряжение. В случае с острой трещиной на поверхности концентраторы напряжений могут усиливать приложенное напряжение в десятки раз.
Это можно проиллюстрировать на примере сварочной проволоки, которую мы попробуем разорвать. Этого можно добиться путем сгибания и разгибания проволоки до тех пор, пока она не разорвется. Однако для того, чтобы добиться подобного разрушения, требуется выполнить много циклов сгибания – разгибания. Если поместить такой же отрезок сварочной проволоки на твердую поверхность и нанести удар по проволоке острым краем обрубного молотка, это приведет к образованию острых бороздок на поверхности проволоки. Теперь для разрыва проволоки будет достаточно согнуть ее один или два раза, поскольку бороздка способствует значительной концентрации напряжений, возникающего благодаря приложению изгибающей нагрузки.
Таким образом, на поверхности элементов конструкций, которые должны противостоять усталостному нагружению, следует исключить формирование нарушений сплошности, образующих острые бороздки. В связи с этим детали, подвергаемые усталостному нагружению в процессе эксплуатации, во многих случаях требуют машинной обработки для формирования гладкой поверхности. Также следует избегать резких изменений формы и геометрии элементов.
Для данных типов элементов визуальный осмотр представляет собой один из наиболее эффективных методов контроля. Таким образом, в качестве инспектора по сварке Вы можете выполнять крайне важную функцию, определяя, насколько надежными будут данные элементы в процессе эксплуатации. Пригодность подобных конструкций для целевого использования можно оценивать с учетом присутствия или остроты каких-либо нарушений сплошности, расположенных на поверхности.
