Накопление необратимых

Как известно, методология научного поиска в любой области носит прежде всего прогностический характер и включает в себя анализ прошлого опыта. Таким образом, поиску предшествует накопление информации. Но накопление информации в большинстве случаев не связано с конечной целью будущего поиска. Накопленная информация не упорядочена по отношению к текущим потребностям. Поэтому установление связей между разрозненными фактами, свертка, объемов понятий в информационно емкие коды, каковыми являются правила и закономерности, вытекающие из совокупности признаков изучаемых объектов и явлений, составляет основу получения научного знания. Сформированное знание пролонгирует действие найденных закономерностей на будущий опыт.

Статистические методы выделения сигналов на фоне структурных помех представляют собой второй путь решения проблемы контроля крупнозернистых материалов. Этот путь широко используют в радио- и гидролокации. Однако помехи здесь обычно представляют случайные во времени некоррелированные процессы, т. е. шумы, поэтому накопление информации и статистическая обработка ее позволяют значительно повысить отношения сигнал — помеха. (Вопросы корреляционной обработки сигналов рассмотрены в кн. 5 данной серии.) Иное положение складывается при ультразвуковом контроле. Взаимное положе-

Применение статистических методов выделения сигналов на фоне структурных шумов—второй путь решения проблемы контроля крупнозернистых материалов. Их широко используют в радио- и гидролокации. Однако помехи при локации обычно представляют собой случайные во времени процессы, т. е. шумы, поэтому накопление информации и ее статистическая обработка позволяют значительно повысить отношение сигнал—помеха. Положение рассеивателей в твердом теле не меняется во времени. При неизменных условиях излучения и приема упругих волн структурные помехи полностью скоррелированы, что исключает возможность межпериодной обработки сигналов. Чтобы воспользоваться способами обработки сигналов, предназначенными для анализа случайных временных процессов, необходимо изыскать методы создания временной зависимости эхо-сигналов в разные периоды излучения—приема.

Дальнейшее накопление информации о всевозможных вибрационных процессах, с которыми приходится иметь дело в охране труда, позволит уточнить характеристики корректирующих фильтров таким образом, чтобы «дрезденская модель» стала максимально универсальной.

Дальнейшее накопление информации о коэффициентах ф^. и Фз, позволит разделить существующие машины на классы. При этом число классов машин будет определяться принятой точностью измерения эквивалентного вибрационного параметра. Предлагаемый подход позволяет в 3 раза сократить объем выполняемых измерений при контроле вибрации на рабочих местах транспортных машин в процессе их эксплуатации.

Применение для связи отражения от метеорных следов потребовало разработки новых методов передачи и приема сигналов. Из-за относительной редкости появления метеорного следа связь осуществляется следующим образом: на передающей стороне происходит накопление информации,

Накопление информации о действующих нагрузках в последнее время осуществляется в больших объемах и в ряде случаев используется конструкторами и технологами для оценки надежности, в частности, в автостроении.

G 09 G Схемы или устройства управления индикаторными приборами с использованием статических средств для представления переменных величин; G11 <В — Накопление информации, основанное на относительном перемещении носителя записи и преобразователя; С — Запоминающие устройства статического типа)

В общем случае к периферийным системам относятся манипуля-ционные роботы, автоматические транспортные средства, системы автоматического контроля, автоматические средства смены инструмента и уборки технологических отходов. Прямая и обратная связь станка с указанной «периферией» осуществляется через микропроцессорную систему АПУ. Необходимость организации согласованной работы станков с другим оборудованием РТК усложняет и без того сложные функции станочной системы АПУ, включающие: управление инструментом и точностью обработки; обращение к банку управляющих программ обработки; коррекцию и формирование новых программ обработки; накопление информации о процессе обработки; формирование модели рабочей зоны и динамики станка; контроль качества обработки с целью профилактики брака; диагностику состояния инструмента и двигательной системы станка; распознавание заготовок или деталей и идентификацию их характеристик; координацию работы станков и другого оборудования РТК- Перечисленные функции определяют не только адаптационные, но и интеллектуальные возможности станков. Как уже отмечалось, реализация последних требует введения в систему АПУ соответствующих элементов искусственного интеллекта.

Обмен информацией устройств ввода-вывода и внешних запоминающих устройств с оперативной памятью осуществляется через каналы ввода-вывода (специализированные, т. е. предназначенные для обмена, процессоры). Канал может обращаться к памяти непосредственно или через процессор. Различают мультиплексный (МК) и селекторный (СК) каналы. МК подключает к ОЗУ и центральному процессору несколько УВВ или ВЗУ, имеющих относительно низкую скорость передачи данных, осуществляет накопление информации для последующей быстрой передачи в ОЗУ или медленной передачи устройствам. СК используется при обмене с быстродействующим ВЗУ и не может обслуживать одновременно несколько устройств. Возможно совмещение функций канала и центрального процессора в одном устройстве.

Однако помехи в этих областях обычно представляют случайные во времени некоррелированные процессы, т.е. шумы, поэтому накопление информации и статистическая обработка ее позволяют значительно повысить отношение сигнал/помеха. (Вопросы корреляционной обработки сигналов рассмотрены в [299].)

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимическо-го оборудования объясняется тем, что существующие НД основаны в основном на критериях статической прочности. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций.

Диагностика технического состояния и оценка ресурса аппаратов являются специальной дисциплиной, на базе которой формируются знания по обеспечению надежности и безопасности эксплуатации длительно проработавших сварных конструкций оболочкового типа. К числу отличительных черт нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производств следует отнести наличие значительной доли потенциально опасных объектов, выработавших проектный срок эксплуатации или не имеющих расчетного срока эксплуатации. Износ основного технологического нефтегазохимического оборудования достиг 80-90%, и оно естественно нуждается в замене. Поддерживать работоспособное состояние оборудования не представляется возможным без решения проблем диагностики современными достоверными методами и оценки остаточного ресурса. Параметры эксплуатации такого оборудования (рабочая температура и давление, рабочая среда и т.д.) охватывают очень широкие интервалы и весьма различны по воздействию на материал. Им присуще разнообразие по конструктивным оформлениям и по применяемым методам формоизменяющих операций при изготовлении. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов оборудования происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны преждевременные их разрушения.

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимического оборудования, объясняется тем, что они базируются в основном на критериях статической прочности бездефектного металла. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера, а также зоны геометрических конструктивных концентраторов в местах приварки днищ, переходов, патрубков штуцеров в корпус аппарата. При этом особую опасность представляют трещино-подобные дефекты: холодные и горячие трещины, непровары и подрезы швов, механические (царапины) и коррозионные (стресс-коррозия) повреждения и др.

Необходимо учитывать и такой фактор, как нестационарность гидродинамических режимов эксплуатации аппарата. При этом имеет место значительная неравномерность распределения дефектов, образующихся как в процессе изготовления аппарата, так и при его эксплуатации. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов аппаратов в отмеченных потенциально опасных местах концентрации напряжений и деформаций происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного промежутка времени возможны разрушения. Под поврежден-яостью необходимо понимать такое состояние металла, при «угором его структура и свойства отличаются от исходных.

ния безопасности эксплуатации сосудов и трубопроводов различного назначения. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени (tp) возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций.

Современная экологическая проблема в нашей стране и за рубежом ставит в число актуальных вопросы обеспечения безопасности эксплуатации сосудов и трубопроводов различного назначения. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения, вызывающие в большинстве случаев катастрофические последствия. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительно-монтажного и эксплуатационного характера. В связи с этим очень важно своевременно обнаружить и ликвидировать дефекты в элементах конструкций.

мещение. Частотный спектр достаточно определенно характеризует шумы в области низких частот (без образования свободной поверхности) и накопление необратимых пластических деформаций с образованием поверхности разрушения в области низких частот [126, 127]. Благодаря этому, использование АЭ при контроле планера ВС на самых жестких режимах полета (с наибольшей повреждаемостью) весьма эффективно. Эта ситуация отвечает области частотного спектра выше 70 кГц [127]. Характерные для полета шумы могут быть отфильтрованы по частотному составу настолько, что появление усталостной трещины в полете в элементах конструкций регистрируется на начальной стадии, когда трещина имеет малый размер [127]. Далее может быть осуществлено слежение за развитием трещины. Причем природа трещин (механизм разрушения) может быть различной. Так, например, истребитель F-111 подвергался контролю на наличие коррозионных повреждений в вертикальном стабилизаторе в полете, а также на наличие трещин в других напряженных зонах, когда контроль осуществлялся при предполетном обслуживании. Выявленные трещины показали эффективность проведения АЭ-контроля.

Введение циклического предела текучести связано с тем, что при монотонном растяжении и упрочнении материала в повторяющихся циклах пластического деформирования у кончика трещины в разные моменты времени начинается накопление необратимых повреждений на восходящей и нисходящей ветви нагружения в единичном цикле. Поэтому циклический предел текучести точнее характеризует кинетику усталостных трещин. Однако следует отметить, что обе величины пределов текучести для многих материалов близки друг другу. Различие в коэффициентах пропорциональности в 10 раз в уравнениях (5.22) и (5.23) свидетельствует о том, что для разных материалов наблюдается подобный рост трещины с эквидистантным смещением кинетических кривых. Однако природа такого существенного расхождения в закономерностях роста трещины не выявлена.

областях, при этом могут образовываться как межкристаллит-ные, так и транскристаллитные трещины. Внешний вид излома зависит от многих факторов (рис. 28). Процесс усталости можно условно разделить на три периода (некоторые исследователи считают, что этих периодов больше —до пяти): накопление необратимых изменений в металле под влиянием пластической деформации поверхностных микрообъемов; развитие необратимых повреждений в трещины усталости; рост трещин усталости. Развитие одной из трещин усталости приводит к разрушению. Время, необходимое для протекания периодов усталости, зависит от амплитуды, градиента напряжений, состояния поверхности, концентрации напряжений и свойств среды. Чаще всего трещины усталости зарождаются на ранней стадии. До разрушения металл с трещиной может выдерживать циклические напряжения в воздухе еще 80—90 % времени его общей долговечности. Среда в значительной мере влияет на усталость, причем в наибольшей степени —коррозионные среды. Выносливость материала при одновременном воздействии повторно-переменных напря-

УСТАЛОСТЬ — изменение состояния металла в результате многократного повторного (циклического) деформирования, приводящее к его прогрессивному разрушению. Процесс У. разделяется на две основные стадии: в 1-й—накопление необратимых изменений, приводящих к возникновению трещины, во' 2-й — развитие трещины. В первой стадии до образования трещин происходит сначала накопление субмикроскопич. и микроскопич. изменений, выражающихся в перемещениях дислокации,., 'концентрации ваяансий и образовании скольжения пачек атомных слоев в кристаллах друг относительно друга. Эти скольжения, происходящие по кристаллографич. плоскостям наименьшего сопротивления сдвигу, могут «приводить к экструзиям, т. е. выползанию пачек атомных слоев из поверхности кристалла. Накопление внутри кристаллич. скольжений, развивающихся в отдельных^ кристаллах, наблюдается микроскопически в виде системы линий сдвигов и двойников.

Развитие микродеформации в поверхностных слоях, судя по степени искажения кристаллической решетки а-фазы и величине блоков мозаики, распространяется на меньшую глубину у образцов, имевших оловянное покрытие, двухслойное покрытие медью и оловом, а также композиционное покрытие медью и дисульфид-молибденом. Данные этого исследования имеют определенную связь с результатами испытания на машине трения и показывают, что накопление необратимых явлений в тонкой структуре поверхностного слоя влияет на интенсивность износа приработанных образцов.