Гидравлических испытаниях

приспособления для гидравлических испытаний.

В качестве рабочей жидкости для гидравлических испытаний емкостных сосудов и аппаратов следует применять воду или нейтральные растворы. Допускается применение воды с добавлением некоррозионных, невредных, пожароопасных, невзрывоопасных и невязких жидкостей. Рабочая жидкость не должна загрязнять испытываемое изделие.

Стенд для проведения гидравлических испытаний должен иметь пояснительные надписи:

Определение безопасного расстояния до персонала, не участвующего в проведении гидравлических испытаний.

Ниже рассмотрены некоторые особенности гидравлических испытаний котла железнодорожной цистерны.

Основными параметрами режима гидравлических испытаний сосудов и аппаратов (рис. 1.5) являются: испытательное давление р„; время выдержки испытательного давления ти; количество циклов нагружения испытательным давлением М„.

Таким образом, в области концентраторов напряжений в результате пластической деформации происходит повышение прочностных свойств металла. Это, наряду с другими положительными последствиями гидравлических испытаний может являться одной из причин повышения эксплуатационных характеристик элементов и аппаратов.

При испытаниях имеют место и отрицательные последствия гидравлических испытаний в основном связанные с возникновением пластических деформаций и возможным подростом размеров дефектов.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.3 и 1.4. В этой таблице N - число циклов нагружения до разрушения сосуда с данным критическим дефектом после проведения гидравлических испытаний, N0 - число циклов нагружения до разрушения сосуда с такими же дефектами без предварительных гидравлических испытаний.

Результаты статических гидравлических испытаний

Результаты испытаний показывают, что разрушающие окружные напряжения аераз. примерно пропорционально снижаются с увеличением относительной глубины острого надреза h/S. В таблице 1.4 даны результаты циклических испытаний. Видно, что с увеличением испытательного напряжения или то же, что и снижение критической глубины надреза hKp/S, долговечность возрастает. Однако, сосуды с такими же дефектами без предварительных статических испытаний имеют гораздо большую (примерно в 2,5 раза) долговечность, чем сосуды после гидравлических испытаний. Это объясняется тем, что в вершине критических дефектов происходит полное исчерпание деформационной способности, а также некоторое увеличение их глубины. При этом, коэффициент снижения долговечности Р = N/N0 ~ 0,4 - для низкоуглеродистых сталей. Для низколегированных сталей (3 достигает до 0,2.

Зависимости фактического запаса прочности пи, обеспечиваемого при гидравлических испытаниях от параметров CTT/GB, Ктв и пв представлены на рис. 1.6. Очевидно, что чем больше испытательное давление (или окружное испытательное напряжение стп), тем больше значение фактического запаса прочности п„. При оп=0т фактический запас прочности п„ становится равным расчетному пт (п„=пт).

Это свидетельствует о том, что при оценке работоспособности элементов сосудов необходимо учитывать предысторию их нагружения, в частности, перегрузку при гидравлических испытаниях. Полученные выводы относятся в целом для гидравлических испытаний независимо от испытательного давления. Но очевидно, что повышение уровня испытательного давления или снижение рабочих нагрузок гарантирует более безотказную работу сосуда и аппарата.

ветствующих напряжениях, превышающих предел текучести. Эксплуатационные напряжения обычно (примерно вдвое) меньше предела текучести, и только при гидравлических испытаниях могут достигать ат. Таким образом, вязкое разрушение при эксплуатации трубопроводов и сосудов может реализоваться только лишь при наличии в металле микроскопических дефектов. Плоскость вязкого разрушения труб и сосудов с макроскопическими дефектами (рис. 2.3) не совпадает с плоскостями среза, а проходит под некоторым углом, меньшим чем 45° относительно направления действия максимального главного напряжения (рис. 2.3,а). Видимо это объясняется тем, что несимметричное расположение трещины относительно оси симметрии (действия напряжения) приводит к возникновению изгибающих моментов. В некоторых случаях вязкая трещина ориентируется перпендикулярно направлению действия максимального напряжения. Последний вид разрушения всегда реализуется при распространении хрупкой трещины (рис. 2.3,в) с характерными фрактографическими особенностями. Следует отметить, что чисто вязкое и хрупкое разрушение на практике реализуется редко. Чаще возникают комбинированные разрывы, чередующиеся вязким, квазихрупким и хрупким изломами, Например, хрупкая трещина при ее остановке может иметь характерные свойства вязкого излома.

щественно усложняют технологический процесс изготовления сварных конструкций с применением хромомолибдено-вых сталей. Наличие хрупких с пониженной трещиностойко-стыо участков металла с неравновесной мартенситной структурой (твердых прослоек) может привести к возникновению трещин в процессе сварки, к разрушениям при сборке узлов или гидравлических испытаниях, в процессе монтажа, пуска и длительной эксплуатации технологического оборудования.

Наличие хрупких, с пониженной трещиностойкостью участков металлов с неравновесной мартенситной структурой (твердых прослоек) может привести к возникновению трещин непосредственно в процессе сварки или термической их обработки, к разрушениям при сборке узлов или гидравлических испытаниях, а также в процессе пуска и длительной эксплуатации технологического оборудования.

3.2.1. Существующие методы оценки малоцикловой усталости не позволяют производить оценку ресурса элементов оборудования с учетом физико-механических процессов, происходящих в области концентраторов напряжений при гидравлических испытаниях. Нами установлено, что в процессе гидравлических испытаний металл в области концентраторов напряжений и дефектов претерпевает существенные изменения, связанные с перераспределением напряжений и деформаций, деформационным охрупчиванием и старением, снятием первоначальных остаточных и реализацией новых полей остаточных напряжений и др. Наиболее существенным фактором, снижающим ресурс оборудования, является деформационное охрупчивание металла и подрост исходных трещиноподобных дефектов, размеры которых близки к критическим.

Для работоспособности сварных соединений существенное значение имеют сварочные напряжения. Одним из простых и дешевых методов их снятия является предварительное нагружение сварного соединения, которое можно сочетать с предпусковыми гидравлическими испытаниями аппаратуры и трубопроводов. При создании в стенках аппаратов напряжений, соответствующих пределу текучести, возможно полное снятие сварочных напряжений. Кроме того, при гидравлических испытаниях выявляются различные скрытые дефекты. При этом чем выше уровень испытательных напряжений, тем меньше размеры выявляемых дефектов и, следовательно, выше прочность и долговечность аппарата.

При гидравлических испытаниях при разрешенном рабочем давлении более 0,5 МПа давление испытания должно составлять 1,25 рабочего, при разрешенном давлении более 0,5 МПа — 1,5 рабочего. Обычно гидравлические испытания проводятся при положительной температуре не ниже 15 °С при удалении из сосуда либо котла воздуха. Время подъема давления должно быть не менее 10 минут и подниматься плавно. Время выдержки при этом — не менее 20 минут. После этого давление снижают до рабочего и осматривают сварные швы. Иногда в жидкость добавляют люминофор и осмотр поверхности проводят в ультрафиолетовом свете. Саму поверхность покрывают индикаторными веществами для лучшей выявляемости течи (крахмал и т.п.).

56. Щеглов Б.А. Оценка механических свойств листовых металлов при гидравлических испытаниях IВ кн.: Исследование процессов штастической деформации металлов. — М Металлургия, 1965. —С. 24—29.

Вес воды при гидравлических испытаниях 1

Помимо термообработки существуют в нашей стране методы снятия остаточных, сварочных напряжений при гидравлических испытаниях повышенным давлением и послесварочной взрывной обработкой. 100% сварных соединений установок подготовки газа подвергаются контролю просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами для обнаружения дефектов до обработки и снятия остаточных сварочных напряжений и 20%—с выборочным дублированием после обработки (в этом случае контроль допускается любыми физическими методами).