Остаточной деформацией

если п0 = const (или Q0 ~ Ro - const), то участок трубопровода будет иметь неограниченную долговечность tp= tp^=ao. Этот случай на рисунке 1.8 обозначен цифрой 3. Если n0 * const, то участок трубопровода будет иметь ограниченную долговечность, зависящую от интенсивности изменения параметров Q(t) и n(t). Наименьшей долговечности соответствует случай 4 (рисунок 1.8), когда происходит одновременно снижение несущей способности R и повышение параметра нагрузки Q. Позиция 2 на рисунке 1.8 отвечает варианту, когда несущая способность при эксплуатации сохраняется постоянной (R= const), параметр Q - возрастает. Максимальная долговечность участка трубопровода отмечается при Q = const и / или Ro Ф const (позиция 3 на рисунке 1.8). На рисунке 1.9 показаны основные направления обеспечения безопасности участка трубопровода при проектировании путем снижения параметра нагрузки Q (рисунок 1.9, а) и повышения несущей способности R (рисунок 1.9, б). В процессе эксплуатации долговечность участка трубопровода можно повышать путем увеличения R, проведением ремонта (рисунок 1.9, в). Аналогичного эффекта можно достичь путем переиспытаний участка трубопровода повышенным давлением, приводящим к снижению уровня остаточной дефектности и др. Возможность повышения безопасности срока эксплуатации за счет реконструкции (в результате которой произошло снижение параметра нагрузки Q) показаны на рисунке 1.9, г).

1.3 Взаимосвязь остаточной дефектности, ресурса и параметров нереиспытаний

ГЛАВА 2 НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОЙ ДЕФЕКТНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ПО ПАРАМЕТРАМ ПЕРЕИСПЫТАНИЙ

1.3 Взаимосвязь остаточной дефектности, ресурса и параметров

3) с учетом вероятностной природы образования и роста дефекта можно утверждать, что только вероятностный анализ прочности и ресурса, проводимый с учетом вероятностных закономерностей выявления дефектов при неразрушающем контроле и закономерностей формирования остаточной дефектности позволяет правильно организовать работы по созданию СБ ТПР, только на этом пути возможна полная оптимизация СБ ТПР и достижение приемлемого уровня надежности и безопасности эксплуатации сосудов и трубопроводов давления.

можностей, достоинств, области применения и ограничений вероятностных методов и в отсутствии четких представлений об остаточной дефектности материала конструкции и количественных методов ее оценки.

На статистический разброс характеристик прочности и ресурса конструкции влияет большое число факторов, однако, можно выделить несколько из них, оказывающих решающее влияние. Например, статистический разброс прочностных характеристик материала, характеристик условий эксплуатации, прежде всего термосиловых и коррозионных, а также характеристик остаточной дефектности материала конструкции, содержащей сварные соединения, литые или другие элементы, в которых под действием технологии изготовления или условий эксплуатации могут возникнуть несплошности.

Действительно, в соответствии с уравнением (66) вероятность разрушения Рр равна вероятности существования в элементе конструкции несплошности с размерами а > якр. Вероятность существования в материале конструкции дефекта а > акр определяется функцией остаточной дефектности Ра, т. е. вероятностной частью остаточной дефектности. Критический размер несплошности определяется по уравнениям разд. 1.4, или в данном случае коэффициентом К\с и действующим в рассматриваемом эле-

Рис. 30. Схематическое изображение решения уравнения (66) с использованием кривой остаточной дефектности (на схеме также показана вероятность существования в конструкции дефектов я>я, т.е. вероятность ремонта при использовании норм дефектности при эксплуатации, и я>0изг, т.е. вероятность ремонта при использовании норм дефектности при изготовлении)

используют систему коэффициентов запаса прочности. Например, при расчете прочности по критерию сопротивления вязкому разрушению (без учета остаточной дефектности) используют два коэффициента запаса прочности: коэффициент запаса л0,2 для предела пластичности RP^2 и коэффициент запаса пт для предела прочности Rm [17]. С использованием коэффициентов запаса прочности ло,2 и пт определяют так называемое допустимое напряжение [а], которое соответствует меньшему из двух значений

Ясно, что при определении прочности и остаточного ресурса конструкции остаточная дефектность представляет важнейшую характеристику материала данной конструкции. Любой прогноз прочности, надежности и ресурса конструкции без учета остаточной дефектности неточен.

слоистость. Хрупкие разрушения трубопроводов и сосудов возможны при существенном охрупчивании металлов и наличии микро- и макроскопических дефектов. Хрупкое разрушение характеризуется кристалличностью и наличием радиальных рубцов в изломе, малой величиной утяжки (менее 20%) и остаточной деформацией. Причинами хрупкого разрушения являются: деформационное старение, низкая температура, динамичность нагрузки и др.

устойчивости пластических деформаций. Деформации, предшествующие вязкому разрушению, достаточно велики и составляют более 10-15%. При нормальных условиях эксплуатации трубопроводов и сосудов вязкое разрушение возможно лишь при наличии макроскопических дефектов. Излом при вязком разрушении волокнистый, иногда имеет шиферность, древовидность, слоистость. Хрупкие разрушения трубопроводов и сосудов возможны при существенном охрупчивании металлов и наличии микро- и макроскопических дефектов. Хрупкое разрушение характеризуется кристалличностью и наличием радиальных рубцов в изломе, малой величиной утяжки (менее 20%) и остаточной деформацией. Причинами хрупкого разрушения являются: деформационное старение, низкая температура, динамичность нагрузки и др.

Пластичные свойства материала оцениваются остаточной деформацией при разрыве

Трением скольжения называется трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел в точках касания различны. Трение скольжения, как и трение покоя, обусловлено прежде всего шероховатостью и деформацией поверхностей, а также наличием молекулярного сцепления у прижатых друг к другу тел. Трение скольжения сопровождается износом, т. е. отделением или остаточной деформацией материала, а также нагревом трущихся поверхностей тел (остаточной называется деформация, не исчезающая после прекращения действия внешних сил). Трение характеризуется силой трения.

характеризуется тем, что форма и размеры тела не возвращаются к исходным. Таким образом, пластическая деформация характеризуется остаточной деформацией. Пластическая деформация, происходящая путем сдвига, приводит к вязкому разрушению тела. Вязкое разрушение поликристаллических металлов преимущественно происходит по телу зерна. Вязкому разрушению подвержено большинство пластичных металлов.

Рис 77 Влияние предварительной деформации на предел выносливости стали ЗОХНЗА после закалки с 820° С в воде+отпуск при 600° С (а) и 500° С (б). Образцы диаметром 9 мм, длиной 155 мм, длина рабочей части 20 мм растянуты на машине ЦДМ-30 без деформации (/) и с остаточной деформацией 8 7 % (2)

Медленное деформирование материала может приводить к рост}' трещины не только по плоскостям скольжения, но также и по границам фрагментов в условиях интенсивного наклепа материала и к потере когезивной прочности в субграницах. Такой вид разрушения сосуда под давлением был зарегистрирован в условиях эксплуатации. Трещина распространялась в сплаве 17Х4НЛ по границе раздела двухфазовой структуры между прослойками феррита (ферритная полосчатость) и мартенситной матрицей, В условиях двухосного растяжения под давлением и длительной выдержки под нагрузкой происходило "вязкое отслаивание" феррита по приграничным зонам. Трехточечный изгиб образцов в виде пластин, вырезанных из гидроагрегата вдоль образующей его цилиндрической части, показал, что при скорости деформации 0,1 мм/мин образцы имеют высокую пластичность с остаточной деформацией около 8 % в зоне разрушения. Рельеф излома имел полное подобие рельефу эксплуатационного излома. Это означало, что в условиях эксплуатации вязкость разрушения была реализована полностью, хотя на мезоскопи-ческом масштабном уровне (0,1-10 мкм) разрушение было квазихрупким. Пластическая деформация материала была реализована за счет деформации зерен феррита с формированием неглубоких ямок в момент отслаивания феррита по границам мартенситных игл, что привело к столь значительному утонению стенок ямок, что их можно было выявить только при увеличении около 10,000 крат при разрешении растрового электронного микроскопа около 10 нм.

Трубы с остаточной деформацией, превышающей допустимые значения, подлежат Замене. Для выяснения причин ускоренной ползучести должны производиться исследования металла вырезок.

Этот метод находит наибольшее распространение при сравнительных массовых испытаниях различных материалов. В частности, его применяют в исследовании коррозионного растрескивания аустенитных сталей при сверхкритических параметрах среды (давление 300 кгс/см2, температура 380 и 550 'С). Пластинка размером 6 х 50 х 2 мм выгибалась при комнатной температуре до диаметра DBH, связанного с заданной остаточной деформацией е, % и толщиной образца б, мм, соотношением

люстрируют влияние температуры термической обработки труб, величины зерна и стабильности аустенита на длительную прочность и долговечность металла пароперегревателей. Разрушение мелкозернистых труб происходит со значительной остаточной деформацией (до 15%) с образованием трещин вдоль образующей трубы, параллельных основной трещине. Степень деформации труб с величиной зерен аустенита 3—7 балл существенно ниже.

Экспериментально установлено, что в акрилатах происходит незначительное сшивание и разрушение цепей, причем разрушение преобладает при дозах до 8,7 • 109 эрг/г. При более высоких дозах преобладает сшивание. При дозе выше 4,3 -1010 эрг/г уменьшается предел прочности, что указывает на преобладание процессов разрушения цепей. Растрескивание акри-латных полимеров не наблюдалось. Полиакриловые каучуки, подобно большинству эластомеров, характеризуются сильной остаточной деформацией сжатия при облучении в сжатом состоянии.