Концепция безопасности

На механические и антифрикционные свойства чугуна влияют количество, форма и распределение графитовых включений в основной структуре. Графитовые включения можно рассматривать как соответствующей формы пустоты в структуре чугуна. Около таких дефектов при нагружении концентрируются напряжения, значения которых тем больше, чем острее дефект по форме. Отсюда следует, что в наибольшей мере разупрочняют металл графитовые включения

Повышение скорости деформации от 1 до 8 мм/мин приводит к значительному (в 5 ... 8 раз) увеличению N на всех стадиях нагружения. При однократном испытании на растяжение плоских образцов с дефектами (отверстия, надрезы) на кривой АЭ имеются два максимума. Первый максимум наблюдается при напряжениях, меньших предела текучести. Напряжение первого максимума зависит от формы и размера дефекта. Второй максимум появляется при напряжении, которому соответствует максимум в бездефектном образце. Появление первого максимума связано с испусканием акустических волн преимущественно из зоны дефекта, где концентрируются напряжения. Напряжения, действующие в зоне дефекта, близки к уровню напряжений, соответствующих появлению максимума амплитуды сигналов АЭ для бездефектного образца. Это позволяет по значению АЭ оценивать концентрацию напряжений в зоне дефекта.

К коррозии под напряжением наиболее склонны мартенситные нержавеющие стали, обладающие высокой прочностью, а также (в нек-рых средах) аустенитные нержавеющие стали, хотя они и обладают высокой пластичностью. Легирование титаном или ниобием не устраняет склонности к коррозии под напряжением аустенитных сталей. Коррозия под напряжением нержавеющих сталей связана с образованием надрезов вследствие из-бират. растворения границ зерен, блочных структур и др. неоднородных участков стали, в к-рых концентрируются напряжения и резко снижается анодная поляризуемость. При этом возникает большая разница в скоростях растворения осн. металла, находящегося в пассивном состоянии, и металла в надрезах, находящегося в активном состоянии. По окончании т. н. инкубац. периода вследствие интенсивной линейной коррозии в надрезах уменьшается рабочее сечение деталей. При этом прочность металла становится ниже приложенного напряжения, в связи с чем происходит спонтанное развитие трещины и разрушение детали. Чувствительность нержавеющих сталей к коррозии под напряжением определяется в кипящем 42%-ном растворе хлористого магния, в к-ром разрушение мн. сталей может происходить под влиянием внутр. напряжений. Установлено, что коррозия под напряжением аустенитных нержавеющих сталей сильно зависит от содержания никеля. Наивысшая чувствительность к коррозии под напряжением проявляется при содержании в стали никеля 9—14%, при дальнейшем повышении никеля чувствительность к коррозии под напряжением снижается и при содержании никеля более 40% сталь становится несклонной к коррозии под напряжением. Уменьшение содержания никеля (менее 9—14%) тоже приводит к резкому увеличению сопротивления коррозионному растрескиванию, что следует связать с образованием двухфазных аустенито-ферритных сталей, отличающихся высоким сопротивлением коррозии под напряжением. Особенно стимулируют коррозию под напряжением активаторы (хлор-ионы и др.), присутствующие в растворе.

Недостаточно гладкая поверхность — с царапинами, трещинами и надрезами—облегчает, кроме того, возникновение коррозии, вызывает повышенный износ и ухудшает работу трущихся деталей. Поэтому, несмотря на дополнительные затраты, машиностроители стремятся к возможно более чистой отделке поверхностей ответственных деталей, придающей им гладкость и устраняющей пороки. Именно в них концентрируются напряжения и начинается разрушение задолго до того, как нагрузка достигает величины, равной истинной прочности металла.

до 100 и более метров в секунду. Если нет роликов для обкатки или дроби, то их можно заменить... водой. •Вода может не только резать металл или пробивать отверстия, но и делать наклеп, для этого нужно направить на поверхность детали струю под давлением 4—6 тысяч атмосфер. Вода даже удобней, так как струей можно забраться во внутренние полости детали и упрочнять именно те места, где концентрируются напряжения. Кроме того, вода не царапает детали.

У каждого свариваемого материала в ЗТВ будут свои, характерные для этого материала, структурные участки. Наиболее наглядна эта структурная неоднородность ЗТВ при сварке плавлением низкоуглеродистой стали (рис. 16). Непосредственно к металлу шва примыкает участок неполного расплавления /. Это тонкая (в несколько микрон) переходная полоска от металла шва к основному металлу, состоящая нз частично оплавленных зерен основного металла. Металл участка неполного расплавления химически неоднороден, в нем концентрируются напряжения. Этот участок сильно влияет на свойства соединения в целом. За ним следует участок перегрева 2. В нем металл нагревается до температуры выше

Формоизменение многофазных сплавов при термоциклировании изучено хуже, чем формоизменение металлов. По-видимому, оно во многом сходно с формоизменением анизотропных металлов. В оловянистых сплавах, например, содержащих гексагональную CuSn или кубическую SnSb фазу, при теплосменах на межфазных границах происходят такие же смещения, как ив чистом олове [274]. В силу различия коэффициентов термического расширения разных фаз у межфазной поверхности концентрируются напряжения сдвига, с релаксацией которых возможна необратимая деформация тела. Поскольку с изменением состава сплава меняются количество и распределение фаз, коэффициент роста должен, также изменяться. Зависимость коэффициента роста многофазных сплавов от состава сложная и для характеристики необратимого формоизменения их правило смещения непригодно [152]. В качестве примера приведем заимствованный из работы [89] рис. 2, на котором показана зависимость

На механические и антифрикционные свойства чугуна влияют количество, форма и распределение графитовых включений в основной структуре. Графитовые включения можно рассматривать как соответствующей формы пустоты в структуре чугуна. Около таких дефектов при нагружении концентрируются напряжения, значения которых тем больше, чем острее дефект по форме. Отсюда следует, что в наибольшей мере разупрочняют металл графитовые включения

Как показывают исследования, резкое увеличение гидроэрозии проявляется в самом начале приложения нагрузки к образцу даже при относительно малых нагрузках и определяется механическими свойствами сплава. При дальнейшем увеличении нагрузки на этот же испытуемый образец рост интенсивности гидроэрозии почти приостанавливается или происходит очень медленно (рис. 45, кривая /). При раздельном нагружении и испытании каждого образца в течение определенного времени наблюдается постоянное увеличение интенсивности эрозии с ростом растягивающей нагрузки (рис. 45, кривая 2). Такая закономерность гидроэрозии образцов при испытании под нагрузкой указывает на то, что создаваемое поле напряжений увеличивает интенсивность гидроэрозии главным образом в начальный период струеударного воздействия. Развитие пластической деформации, образование трещин и очагов разрушения приводит к разупрочнению поверхностного слоя и падению в нем напряжений от приложенной нагрузки. Сильно разупрочненный слой принимает на себя основное участие в интенсивном разрушении металла при струеударном воздействии. Более глубокие слои, в которых концентрируются напряжения от внешней нагрузки в период тотального развития гидроэрозии, участвуют в разрушении металла не в полной мере, так как они изолированы деформированным слоем.

ведены на рис. 51. Полученные данные подтверждают, что поверхностные дефекты независимо от их происхождения заметно снижают сопротивляемость металлов микроударному разрушению. Испытания образцов с различными надрезами и порами показали, что гидроэрозия металла начинает развиваться в тех местах где концентрируются напряжения. На рис. 52, а показан образец из углеродистой стали (0,4% С).. На полированной поверхности этого образца были высверлены четыре поры диаметром 0,1 мм; из них три поры глубиной 0,5 мм и одна пора глубиной 1,5 мм.' В процессе испытаний разрушение металла развивалось вокруг поры глубиной 1,5 мм. Повторные испытания дали такие же результаты. Вначале разрушению подвергаются края поры (рис. 52, б), т. е. места концентрации наибольших напряжений, затем разрушение быстро развивается по наиболее ослабленным зонам и в глубь металла. Проведенные опыты наглядно показали, что интенсив-

Серый чугун СЧ 28—48 при эрозионных испытаниях не проявляет явно выраженного хрупкого разрушения. Его металлическая основа разрушается при эрозионном воздействии так же, как и углеродистая сталь. Однако серый чугун имеет графитовые включения и разрушается быстрее углеродистой стали. Очевидно, графитовые включения действуют как очаги разрушения (надрезы), вокруг которых концентрируются напряжения; в результате про-

КОНЦЕПЦИЯ БЕЗОПАСНОСТИ «ТЕЧЬ ПЕРЕД РАЗРУШЕНИЕМ»

Гетман А.Ф. Концепция безопасности «течь перед разрушением» для сосудов и трубопроводов давления АЭС. — М.: Энергоатомиздат, 1999. - 258 с. - ISBN 5-283-031151-9

1.11.1. Концепция предупреждения разрывов трубопроводов и фундаментальная концепция безопасности ядерных реакторов

Фундаментальная концепция безопасности оборудования АЭС была разработана в ФРГ в 70-х — начале 80-х годов [56, 57]. Цель концепции — исключение катастрофических разрушений на АЭС. Концепция представляет собой совокупность принципов, рекомендаций и условий, охватывающих этапы проектирования, изготовления и эксплуатации, выполнение которых должно минимизировать или полностью исключить возможность разрушений с катастрофическими последствиями.

Фундаментальная концепция безопасности: исключение разрушений с катастрофическими последствиями

Фундаментальная концепция безопасности

Фундаментальная концепция безопасности ФРГ, включающая как составные части концепцию предупреждения разрывов и концепцию ТПР,— прогрессивный шаг в методологии обеспече-

Фундаментальная концепция безопасности

Применительно к проблемам ТПР и исключения разрывов трубопроводов фундаментальная концепция безопасности не обеспечивает достаточной комплексности исследований. Это следует из того, например, что на конференции [4] не было представлено ни одного доклада (за исключением доклада [60]*), в котором бы был реализован комплексный характер анализа. Более того, в докладе [61], посвященном анализу работ по реализации концепции ТПР на совместном франко-германском реакторе нового поколения, рассматривались только разрушения, системы контроля течей и коэффициенты запаса безопасности.

Фундаментальная концепция безопасности ФРГ не предусматривает также анализ условий разрушения трубопроводов без течей, а следовательно, и целенаправленных, достаточно обоснованных мероприятий для исключения подобных событий. Отсутствуют также методики анализа надежности системы безопасности ТПР и критериев ее полной реализации.

57. Фундаментальная концепция безопасности ФРГ//Атомная техника за рубежом. Экспресс-информация, 1988. Вып. 4.