Малоцикловых повреждений

6.3. Оценка ресурса при малоцикловых нагрузках

Расчеты на прочность при малоцикловых нагрузках производятся в соответствии с требованиями [1,2]. Допускается производить оценку ресурса оборудования при малоцикловых нагрузках по рекомендациям параграфа 6.5 настоящей работы.

6.5. Определение ресурса оборудования при малоцикловых нагрузках и коррозии по критерию зарождения трещины

6.3. Оценка ресурса при малоцикловых нагрузках......................... 331

6.5. Определение ресурса оборудования при малоцикловых нагрузках и коррозии по критерию зарождения трещины..................... 335

- коэффициенты запасов прочности (по пределам текучести пт, прочности п„ и трещиностойкости пкс, устойчивости пу, долговечности при малоцикловых нагрузках nN и ме-хано-химической коррозии nt и др.);

55. ГОСТ 25859. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.

59. РД 26-01-162-87. Сосуды и аппараты из цветных металлов. Нормы расчета и прочность при малоцикловых нагрузках.

71. ГОСТ 25.859. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. -М.: Изд-во стандартов, 1983. -30с.

При отсутствии дефектов в оборудовании производится обычный расчет на прочность при малоцикловых нагрузках, регламентированный ГОСТ 26202.

126. ГОСТ 25859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.

Директивными документами (Дополнение к «Инструкции по контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов». И 34-70-013-84) предусмотрен контроль оборудования, работающего в режиме глубокого регулирования диспетчерского графика нагрузки, в зависимости от числа его пусков. Объектом такого контроля являются барабаны и гибы необогреваемых труб котлов, корпуса цилиндров, регулирующих и стопорных клапанов турбин, корпуса арматуры, участки трубопроводов и ряд других деталей котлотурбинного оборудования ТЭС. В то же время характерным для несущих элементов этих конструкций являются однократные и повторные местные пластические деформации, приводящие к накоплению малоцикловых повреждений.

Таким образом, в случае измерения циклических деформаций в зоне выраженной концентрации нагружении при стационарном нагружении, когда характер нагружения оказывается близким к жесткому, расчет по величинам деформаций в цикле с учетом изменения с числом циклов нагружения исходного сопротивления тензорезистора по уравнениям (3.2.1) позволяет внести поправку в данные тензометрирования с целью определения действительной истории нагружения элемента конструкции. Одновременно свойство тензорезисторов увеличивать исходное сопротивление при малоцикловом нагружении используется для оценки накопления усталостных повреждений. Величиной прироста исходного сопротивления тензорезисторов, устанавливаемых в зонах концентрации, определяется степень исчерпания ресурса изделий. Вместе с тем интегральная оценка прироста сопротивления тензорезистора не позволяет выполнять покомпонентную оценку накопления усталостных и квазистатических малоцикловых повреждений, что существенно для расчета прочности, и требуется разработка и экспериментальное обоснование указанной процедуры.

Сопротивление образованию и развитию трещин малоциклового нагружения в общем случае зависит от циклических свойств металла, режима нагружения и размеров трещин. В работах [1—4] рассмотрены кинетические особенности процессов упругопластичес-кого деформирования и деформационные критерии малоциклового разрушения с учетом циклических свойств в связи с анализом условий образования трещин в зонах концентрации напряжений при комнатной температуре. Условия распространения трещин малоциклового разрушения при комнатной температуре с учетом кинетики пластических деформаций в их вершине изучались в работе [5]. В упомянутых работах показано, что долговечность на стадии образования трещин в зонах концентрации напряжений рассчитывается по величинам амплитуд и односторонне накапливав' мых местных деформаций с использованием условия линейного сум* мирования квазистатических и усталостных малоцикловых повреждений. Скорости распространения трещин малоциклового нарушения и долговечность на стадии окончательного разрушения вычис* ляются по величинам размахов коэффициентов интенсивности деформаций и предельной пластической деформации в вершине трещины.

Процесс формирования предельного состояния по условиям образования макротрещины, тип и степень малоцикловых повреждений при повторных термомеханических воздействиях определяются циклами температур и нагрузки, их сочетанием, а также циклическими и статическими свойствами материала. В значительной степени сопротивление усталости при длительном малоцикловом нагружении связано с деформационной способностью материала, изменением ее во времени в процессе старения при высоких уровнях циклических или постоянных температур.

сплавов при предельных температурах соответствующего диапазона примерно одинакова. Таким образом, в высокотемпературной части термического цикла неизотермического режима нагружения при прочих равных условиях следует ожидать более интенсивного развития малоцикловых повреждений, чем в низкотемпературной. В связи с этим кривые мало цикловой усталости для изотермического нагружения при максимальной температуре практически совпадают с кривыми усталости для противофазного режима неизотермического нагружения (соответственно кривые 2 и 3 на рис. 25, точки 2 и 3 на рис. 2.6, точки 1 и 3, 8 и 2, 4 на рис. 2.7).

Таким образом, рассматриваемые оболочечные конструкции являются термически высоконагруженными и имеют зоны концентрации напряжений, в которых происходит накопление малоцикловых повреждений и возникают циклические необратимые деформации.

нагружения, что обусловливает необходимость учета кинетики накопления малоцикловых повреждений при оценке долговечности.

В результате расчета по формулам (5.1) и (5.2) получено: для корпусов типа I: jV,P = 505 и N,.P = 475; для корпусов типа II соответственно 1050 и 1010. Таким образом, основная доля усталостных малоцикловых повреждений формируется под действием повторных упругонластических деформаций за период т* расчетного цикла термоциклического нагружения.

Полученное значение доли квазистатических повреждений обусловливает уменьшение долговечности N.P, рассчитанной по формуле (5.2); долговечность цилиндрического корпуса типа II с учетом квазистатического повреждения согласно формуле (5.3) составляет NJ? = — 970 циклов, т. е. незначительно отличается от долговечности N^ , вычисленной с учетом только усталостных малоцикловых повреждений.1

1,4, 7 — результаты упругого анализа полей деформаций; 2 и 5 — результаты расчета на основании действительных деформаций в .опасной точке без учета усталостного (от упругих циклов) и длительного статического повреждений соответственно; 3 и 6 — результаты на основании действительных деформаций с учетом кинетики процесса циклического упругопластического деформирования; 8 и 10 - результаты расчета на основании действительных деформаций в опасной точке, полученные с использованием расчетных характеристик сплава ХН60ВТ при 'щах соответственно при ds = 0 и с учетом длительных статических повреждений; 9 — результаты расчета на основании действительных деформаций в опасной точке при разделительном учете малоцикловых повреждений при t = 600 °С и

Нагруженность подкрановых балок зависит от трех переменных — веса груза на крюке крана, положения тележки на мосту крана и самого моста на подкрановой балке. На рис. 9.4 приведено распределение вертикальных нагрузок на подкрановую балку в долях от наибольшей нормативной нагрузки от одного крана. Из приведенных данных видно, что в 10% случаев повторных нагрузок их значения достигают величины, равной 0,8 от наибольшего нормативного значения. Доля накопленных малоцикловых повреждений будет в первую очередь определяться этими макси-