Долговечности оборудования

При использовании рассмотренного комбинированного подхода к оценке коррозионно-усталостной долговечности необходимо делать корректировку на этап развития трещины. Однако подстановка выбранных выше параметров в выражение (5.17) показывает, что в самом благоприятном случае дополнительное количество циклов нагружения до разрушения трубы составляет около 800. При этом ошибка прогнозирования (по количеству циклов до раз-

Одновременное воздействие на металл коррозионных сред и механических напряжений вызывает коррозионно-механическое разрушение оборудования, связанное с проявлением взаимосопряженных механохимических явлений. Помимо рассмотренных, наиболее опасных для магистральных трубопроводов видов КМР, таких, как КР и МКУ, следует остановиться на их разрушении в виде общей коррозии, ускоренной воздействием механических напряжений (механохимическая коррозия). Вследствие коррозии стенок сосудов давления и соответствующего их утонения происходит увеличение кольцевых растягивающих напряжений. Согласно теоретическим представлениям механохимии металлов, это вызывает рост скорости коррозии и еще большее утонение стенок. В связи с зтим прогнозирование долговечности сосудов давления, базирующееся на предпосылке постоянства скорости коррозии в течение установленного ресурса, дает изначально завышенное ее значение. Поэтому для реальной оценки долговечности необходимо проанализировать изменение кольцевых напряжений в стенке трубы, связав это изменение с интенсивностью коррозионного воздействия. Впервые подобный подход был реализован в [36]. Однако полученные при этом расчетные зависимости оказываются неудобными для практического использования. Кроме того, предложенный подход не учитывал того факта, что механохимические явления начинают существенно проявляться при напряжениях, превышающих предел текучести стали. Последнее на реальных конструкциях. эксплуатирующихся на общем фоне упругих напряжений и деформаций. может быть достигнуто только в концентраторах напряжения, где и реализуются условия для протекания механохи-мической коррозии.

ния R, но также и концентрацией напряжений в зоне зарождения усталостной трещины. С возрастанием радиуса в вершине надреза происходило снижение относительной живучести при возрастании долговечности с одновременным увеличением периода роста трещины. Поэтому при оценке доли периода роста трещины в изменяющейся долговечности необходимо рассматривать коэффициент пропорциональности уравнения (1.24) как характеристику одновременно уровня номинального напряжения и состояния поверхности детали. Это особенно важно применительно к элементам конструкции ВС, поскольку многие из них подвергаются поверхностному упрочнению.

Для промышленных жаропрочных материалов активационные параметры уравнения долговечности зависят от границ темпе-ратурно-силовой области работы материала. В таких условиях оценку параметров уравнений долговечности необходимо получать путем совместной статистической обработки результатов испытаний, проведенных в условиях, адекватных (по механизму разрушения) эксплуатационным.

долговечности образцов при различных видах нагруже-ния (мягкое, жесткое и т. д.) и предопределяет особенности накопления усталостных и квазистатических повреждений в зависимости от режима испытаний. При этом для расчета долговечности необходимо определять по-цикловую историю изменения деформаций и оценивать компоненты повреждения.

где п, D — константы; для компенсаторов, выполненных из стали Х18Н10Т, п = 0,33, D = 60. При этом следует отметить, что значение D существенно зависит от допуска на величину деформации предела пропорциональности, по которой определяется предельно-упругое перемещение. Для правильной оценки долговечности необходимо использовать один и тот же допуск при расчете компенсатора и построении зависимости (4.1.2).

Для аналитической интерпретации данных по малоцикловому разрушению и определения констант критериальных уравнений малоцикловой прочности (1.1.10) — (1.1.12), а также расчета долговечности необходимо располагать характеристиками статической прочности и пластичности. Такие данные определяются по результатам статических испытаний образцов с записью диаграмм деформирования вплоть до разрушения. Статический разрыв образцов производится на тех же испытательных малоцикловых установках, причем масштаб записи канала деформаций и чувствительный элемент деформометра подбираются из условий обеспечения при непрерывном нагружений регистрации полной диаграммы деформирования. В связи с отсутствием временных эффектов статические испытания до разрушения можно проводить с промежуточными разгрузками образца для создания запаса хода чувствительного элемента, используемого для циклических испытаний деформометра.

Таким образом, при существенном формоизменении образца, свидетельствующем о накоплении не только усталостного, но и статического повреждения, размах деформаций в цикле Ае является недостаточной характеристикой процесса нагружения, и для достоверной оценки долговечности необходимо еще измерять остаточную деформацию за цикл Денак. Наличие этих двух величин позволяет использовать деформационно-кинетический критерий в виде (5.51) для описания термической усталости.

Роль ресурса пластичности материала, подвергаемого действию циклического нагружения, является определяющей для его работоспособности. Однако для количественной оценки долговечности необходимо учитывать относительную долю исчерпания ресурса пластичности в каждом цикле. Поэтому более пластичные, но менее прочные сплавы показывают большее сопротивление тер'мической усталости в области малых значений долговечности (т. е. при больших уровнях Де), а спла!вы с относительно небольшим ресурсом пластичности (6—7%) оказываются во много раз долговечнее при малых уровнях Ale, когда деформирование происходит в упругой области. Подобное пересечение кривых термической усталости наблюдается также при сравнении долговечности наклепанного и исходного материала, образцов с хрупкими жаростойкими покрытиями и без покрытий.

Подставляя уравнение (15) в (4), получаем отношение для расчета долговечности при нагрузке случайным процессом а — f (t). Для расчета долговечности необходимо также обработать случайный процесс, чтобы получить его статистические характеристики и блок гармонических циклов.

При разработке алгоритма расчета малоцикловой долговечности необходимо учитывать особенности формирования процедуры построения полей деформаций, трудоемкость ее реализации и достигаемую при этом точность.

32. Гареев А.Г.. Насырова Г.И. Прогнозирование долговечности оборудования, эксплуатирующегося в условиях общей механохи-мической коррозии II Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов.- Уфа, 1994. С. 58-59. (Тр. ин-та ИПТЭР).

Разнообразные условия работы трубопроводов и оборудования нефтяной и газовой промышленности вызывают необходимость применять различнее методы борьбы с их коррозионным разрушением. Повышение коррозионной стойкости, и, следовательно, надёжности и долговечности оборудования г.-ожет быть достигауто правильным выбором материала, рациональным исготовлением конструкций, обработкой коррозионной среде;, применившем защитных покрытий, внеп ней поляризацией и рядом других^мероприятий, применение которых обуславливается экономической целесообразностью дяя конкретных условий эксплуатации.

Эксплуатационные дефекты. Уменьшение надежности и снижение долговечности оборудования обусловливаются ухудшением его состояния в результате физического или морального износа. Под физическим износом следует понимать изменение формы, размеров, целостности и физико-механических свойств деталей и узлов, устанавливаемое визуально или путем измерений и анализов. Различают следующие виды физического износа: механический, коррозионный и тепловой. В некоторых случаях они проявляются обособленно, но в химической и нефтеперерабатывающей промышленности наиболее часто приходится сталкиваться с их совместным проявлением [3, 8, 9]. Механизм различных видов износа, их последствия, способы обнаружения, предупреждения и устранения различны, поэтому целесообразно рассмотреть каждый вид физического износа отдельно. Моральный износ оборудования определяется степенью отставания его технического и конструктивного назначения или состоятельности от уровня передовой техники. Признаками морального износа могут быть, например, низкие производительность, качество выпускаемой продукции и коэффициент полезного действия, пониженная надежность и т. д.

Для увеличения долговечности оборудования важны правильный выбор формы элемента и его расположение (рис. 21). Неравномерное обтекание оборудова-

Эксплуатационные дефекты. Уменьшение надежности и снижение долговечности оборудования обусловливаются ухудшением его состояния в результате физического или морального износа. Под физическим износом следует понимать изменение формы, размеров, целостности и физико-механических свойств деталей и узлов, устанавливаемое визуально или путем измерений и анализов. Различают следующие виды физического износа: механический, коррозионный и тепловой. В некоторых случаях они проявляются обособленно, но в химической и нефтеперерабатывающей промышленности наиболее часто приходится сталкиваться с их совместным проявлением [3. 8, 9]. Механизм различных видов износа, их последствия, способы обнаружения, предупреждения и устранения различны, поэтому целесообразно рассмотреть каждый вид физического износа отдельно. Моральный износ оборудования определяется степенью отставания его технического и конструктивного назначения или состоятельности от уровня передовой техники. Признаками морального износа могут быть, например, низкие производительность, качество выпускаемой продукции и коэффициент полезного действия, пониженная надежность и т. д.

Прогнозирование повышения эффективности ЭУ требует осторожности. Вряд ли следует увлекаться температурами более 7i = 2000K. Ведь уже при этой температуре (и температуре окружающей среды Г2^300 К, 4= = 27° С) КПД Карно достигает значения 85%, а при увеличении температуры до 3000 К повышается всего до 90%. Существующие же недорогие материалы выдерживают я? 1300 К. Кроме того, с повышением температуры быстро растут потери тепла в окружающую среду и расходы на обеспечение надежности и долговечности оборудования. В малой энергетике и на транспорте перспективны топливные элементы.

"С ростом наработки турбоагрегатов и выявлением при эксплуатации случаев выхода из строя отдельных узлов и деталей возникает проблема повышения надежности и долговечности оборудования КС, которая может быть успешно решена при условии повышения качества ремонтов и совершенствования методов контроля узлов и деталей турбоагрегатов.

74. 3 е л и н и ч е н о к Г. Г. Износ и повышение долговечности оборудования предприятий строительной индустрии. — «Строительное и дорожное машиностроение», 1958, № 12.

Для решения проблемы технологической надежности и долговечности оборудования необходимо правильно решить задачу своевременной и качественной смазки его узлов трения. С этой целью в отечественном машиностроении в последнее время все

Значительные резервы уменьшения объема ремонтных работ могут быть выявлены на стадии проектирования и изготовления оборудования, поскольку уменьшение объема ремонтных работ связано главным образом с повышением надежности и долговечности оборудования. Физический износ оборудования можно в несколько раз сократить путем использования на стадии проектирования машин базовых деталей и сборочных единиц оптимальной прочности, совершенствования системы смазки и защиты от пыли и грязи трущихся поверхностей, применения в конструкции машин прогрессивных видов материалов. В результате указанных мероприятий будет обеспечено значительное уменьшение объема ремонтов при эксплуатации оборудования. Уменьшается объем ремонтных работ с повышением уровня стандартизации, унификации и рационального расположения сборочных единиц и деталей в конструкциях машин, закладываемого на стадии их проектирования.

где RKO. i — планируемый на перспективу объем централизованного капитального ремонта i-й модели оборудования, единица ремонтной сложности; ^Of — суммарное количество единиц г'-й модели действующего оборудования в базовом периоде; К" — коэффициент роста парка данной модели оборудования в перспективе; Re — категория ремонтной сложности оборудования в базовом периоде; K*k — коэффициент повышения ремонтной сложности оборудования в перспективе; Кох. — коэффициент охвата капитальным ремонтом парка данной модели оборудования в базовом периоде; /С"м — планируемый коэффициент повышения сменности работы парка данной модели оборудования; /Сд — коэффициент повышения долговечности оборудования в перспективе; /(в — коэффициент влияния на объем капитального ремонта в перспективе изменения возрастного состава и структуры парка оборудова-