В течение длительного времени применение высокопрочных сталей для сварных сосудов давления ограничивалось в связи с технологическими трудностями, опасностями возникновения сварочных трещин, повышенной склонностью этих сталей к хрупким разрушениям и большой чувствительностью к концентрации напряжений. Последнее обстоятельство является особенно неблагоприятным при циклических нагрузках сосудов.
Переход к сталям повышенной прочности для этих сосудов встречает также серьезные затруднения, базирующиеся на анализе эксплуатационных наблюдений [1, 66]. Так, для барабанов паровых котлов статистическими обработками эксплуатационных повреждений было установлено, что долговечность сосудов определяется уровнем действующих напряжений и мало зависит от уровня исходных прочностных характеристик. Так, по много-численным наблюдениям за эксплуатацией котельных барабанов в ФРГ можно сделать заключение о том, что для обеспечения 20-летнего срока службы барабана в наименее благоприятных условиях необходимо принять уровень приведенных напряжений не более 12 кгс/мм2 независимо от характеристики статической прочности материала [66].
Такое мнение нельзя считать справедливым, если принять во внимание неиспользованные еще возможности улучшения конструкционных форм, составов материалов и технологических процессов, а также повышения требований к качеству изготовления сосудов.
Ограничение уровня допускаемых напряжений для сварных сосудов независимо от уровня прочностных свойств применяемых сталей не является прогрессивным и при современных тенденциях увеличения мощности единичных энергетических блоков. В этих условиях повышение допускаемых напряжений является необходимым по условиям массовых и габаритных характеристик.
Особое значение при применении высокопрочных материалов для сварных сосудов давления имеют усталостные характеристики, зависящие как от конструктивно-технологического оформления наиболее напряженных узлов, так и от качества сварки.
Однако в последнее время были исследованы и предложены высокопрочные стали для сосудов, обладающие достаточно хорошей свариваемостью и высокой пластичностью. В этом отношении заслуживает внимания опыт японской промышленности, который освещен ниже на основе последних данных [253].
В Японии Ишикаваджима-Харима Компани разработана и предложена сталь НТ-80 с временным сопротивлением разрыву больше 80 кгс/мм2 (табл. 58).
Высокая прочность и удовлетворительная свариваемость этой стали достигнута без присадок никеля и ванадия. С увеличением температуры предварительного подогрева максимальная величина твердости сварного шва постепенно снижается и при t — 150° С составляет HV 320. При температурах подогрева t =100° С сварочных трещин на указанной стали не наблюдалось.