Показатели долговечности

У электродов для сварки теплоустойчивых сталей вслед за индексом, характеризующим ан, вводится дополнительный индекс, который указывает максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва (0 — ниже 450°; 1 — 450 — 465°; 2 - 470 - 485°; 3 — 490 — 505°; 4 — 510 — 525°; 5 — 530 - 545°; 0 — 550 - 565°; 7 — 570 — 585°; 8 — 590 - 600°; 9 — свыше 600 °С).

В основу классификации электродов по типу положены химический состав наплавленного металла и механические свойства. Для некоторых типов электродов нормируется также содержание в структуре металла шва ферритной фазы, его стойкость против межкристаллитной коррозии и максимальная температура, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва.

Число марок жаропрочных аустенитных сталей -в СССР и в зарубежных странах весьма велико — отчасти потому, что марки различных стран полностью или с самыми незначительными отклонениями дублируют друг друга. За последнее десятилетие состав практически применяемых аустенитных сталей стабилизировался. -Химический состав и основные показатели длительной прочности (при 700—725° С) типичных жаропрочных сталей аустенитного класса приведены в табл. 40 [84, 143, 156]. '-....

В условном обозначении электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей группа индексов, характеризующих наплавленный металл и металл шва, включает два индекса. Первый означает минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва и наплавленного металла при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996—66 составляет не менее 34,3 Дж/см2 (см, выше). Второй индекс указывает максимальную рабочую температуру, при которой обеспечиваются показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва:

получение наплавленного металла и металла шва после термической обработки при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996—66 с а>343 кДж/м2 при 0°С (2); показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва регламентированы до 580 °С (7).

На фиг. 7 приведены показатели длительной прочности (ад. „ Юв час.) различных марок сталей [10], [11], используемых в сварных конструкциях турбомашин, В соответствии с уровнем жаропрочности наиболее распространенные перлитные стали находят применение в узлах турбин, работающих до температуры 565—570°. В интервале температур 550—600° наиболее целесообразным является применение хромистых жаропрочных сталей на базе 12% хрома. Аустенитные стали на железной основе используются в зоне температур 580-—650°; выше 650° необходимо применять сплавы на никелевой основе.

Как было отмечено, в результате длительного действия нагрузки на полимерный материал он деформируется, изменяет прочность на более низкую по сравнению с кратковременной прочностью. Пока еще не определены показатели длительной прочности для всех полимерных материалов, но на основании имеющихся уже сейчас данных можно сделать следующие выводы.

У электродов для сварки теплоустойчивых сталей вводится дополнительный индекс, указывающий максимальную температуру Тх, °С, при которой нормированы показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва (0 — ниже 450, 1 — 450...465, 2 —470...485, 3 - 490...505, 4 - 510...525, 5 - 530...545, 6 - 550...565, 7 - 570...585, 8 - 590...600, 9 - свыше 600).

которых типов электродов нормируется также содержание в структуре металла шва ферритной фазы, его стойкость против межкри-сталлитной коррозии и максимальная температура, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва.

У электродов для сварки теплоустойчивых сталей вслед за индексом, характеризующим ударную вязкость вводится дополнительный индекс, который указывает максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва (0 - ниже 450 °С; 1 - 450 ... 465 °С; 2-470 ... 485 °С; 3-490 ... 505 °С; 4-510 ... 525 °С; 5 - 530 ... 545 °С; 6-550 ... 565 °С; 7-570 ... 585 °С; 8 -590 ... 600 °С; 9-свыше 600 °С).

В основу классификации электродов по типу положены химический состав наплавленного металла и механические свойства. Для некоторых типов электродов нормируется также содержание в структуре металла шва ферритной фазы, его стойкость против межкристаллитной коррозии и максимальная температура, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва.

Таким образом, методы прогнозирования работоспособности должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле, а в качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации труб вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т. е. временного сопротивления и предела текучести металла. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы нефтепровода можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим строительным нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы нефтепровода его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности Ктв и снижение пластичности, которые определяют ресурс длительной прочности при малоцикловом нагружении и действии коррозионных сред.

Различают показатели долговечности, характеризующие долговечность по наработке и по календарному времени эксплуатации. Показатель, характеризующий долговечность изделия по наработке, называется ресурсом; по календарному времени — сроком службы. Различают ресурс и срок службы до первого капитального ремонта, между капитальными ремонтами, до выбраковки.

Основные показатели долговечности деталей: а) средний ресурс, т. е. средняя наработка до предельного состояния; б) так называемый гамма-процентный ресурс, который обеспечивается у заданного числа у процентов изделий (например, 90%).

Таким образом, методы прогнозирования ресурса должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле. В качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов нагружения до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации аппаратов вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т.е. временного сопротивления и предела текучести металла. Для конструктивных элементов оборудования из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при нормальных условиях эксплуатации, значение предела текучести может возрастать до 20%. Заметим, что временное сопротивление ав является расчетной характеристикой при выполнении прочностных расчетов по действующим НТД. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы аппарата можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим отраслевым нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы аппарата его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности Ктв, снижение пластичности и вязкости, которые определяют ресурс длительной прочно-

ПОКАЗАТЕЛИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ - средний и гамма-процентный ресурс, средний и гамма-процентный срок службы, назначенный ресурс и срок службы.

Показатели долговечности (срок службы, ресурс) рассчитывают с помощью критерия разрушения установленной доли (3 поверхности на предельно допустимую глубину /гп (величина прибавки на коррозию и другие запасы).

Таким образом, методы прогнозирования работоспособности должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле, а в качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов нагружения до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации труб . вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т. е. временного сопротивления и предела текучести металла. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы нефтепровода можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим строительным нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы нефтепровода его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности Ктв и снижение пластичности, которые определяют ресурс

показатели долговечности - средний ресурс (срок службы) и установленный ресурс (срок службы);

3. Показатели для оценки долговечности изделия. Показатели долговечности оценивают потерю работоспособности изделия за весь период его эксплуатации.

Основные показатели долговечности деталей: ресурс — наработка изделия от определенного момента времени до наступления предельного состояния, оговоренного в технической документации. Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный ресурс, назначенный ресурс. Ресурс рекомендуется определять по площади подынтегральной кривой износостойкости* р (х) (рис. 10.3, а)

Что касается таких общетехнических единичных показателей надежности, как показатели долговечности и сохраняемости, то достаточно обоснованных методов их расчета до настоящего времени не разработано, а опытная проверка сопряжена с длительными и трудоемкими испытаниями и фактически не проводится. Численные значения этих показателей определяются либо на основе ретроспективной информации, либо с привлечением экспертных оценок. Еще более сложным является вопрос о показателях, определяющих единичные свойства надежности, характерные для СЭ (устойчивоспособность, управляемость, живучесть и безопасность), в силу недостаточного опыта их использования.